CH636973A5

CH636973A5 - Wiedergabeanordnung mit einem fluessigkristall.

Info

Publication number: CH636973A5
Application number: CH1099278A
Authority: CH
Inventors: Cornelis Zeger Van Doorn; Jacobus Johannes Maria J Klerk
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1978-10-24
Publication date: 1983-06-30
Also published as: IT1099524B; FR2407541A1; FR2407541B1; NL7711775A; NL169647B; GB2007417B; DE2846543A1; AU4097178A; SE7811024L; JPS5485000A; AU518272B2; CA1126424A; IT7829058A0; GB2007417A; US4231035A; HK19583A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wiedergabeanordnung, die einen Wiedergabeschirm mit einer Anzahl Wiedergabeelemente und eine Erregungsschaltung enthält, welcher Wiedergabeschirm mit einem Flüssigkristall, einer ersten Abdeckplatte für den Flüssigkristall mit einer Anzahl erster Elektroden auf einer dem Flüssigkristall zugewandten Seite der ersten Abdeckplatte, einer zweiten Abdeckplatte mit einer Anzahl zweiter Elektroden auf einer dem Flüssigkristall zugewandten Seite der zweiten Abdeckplatte und mit optischen Hilfsmitteln zum Sichtbarmachen eines Richtzustandes von 5 Gruppen von Molekülen des Flüssigkristalls versehen ist, wobei die erste und die zweite Abdeckplatte zueinander nahezu parallel sind und an den Rändern mit Dichtungsmitteln zum Einschliessen des Flüssigkristalls zwischen den Abdeckplatten miteinander verbunden sind und wobei ein io Wiedergabeelement durch einen Teil des Flüssigkristalls gebildet wird, der zwischen einem Teil einer ersten Elektrode und einem gegenüberliegenden Teil einer zweiten Elektrode liegt, und welche Erregungsschaltung mit einem ersten Generator zum Erzeugen einer erster Wechselspannung mit einer höhe-15 ren Frequenz, einem zweiten Generator zum Erzeugen einer zweiten Wechselspannung mit einer niedrigeren Frequenz, einer Selektionsschaltung zum abwechselnden Koppeln des ersten Generators mit jeweils mindestens einer ersten Elektrode, einer Steuerschaltung zum Koppeln des ersten Generators mit 20 den zweiten Elektroden und einer Kopplungsschaltung zum ständigen Koppeln aller Wiedergabeelemente mit dem zweiten Generator versehen ist, wobei für ein Wiedergabeelement während der Zeit, in der die diesem Wiedergabeelement entsprechende erste Elektrode mit einem ersten Generator gekop-25 pelt ist, die Wechselspannung an der diesem Wiedergabeelement entsprechenden zweiten Elektrode mit der Wechselspannung an der ersten Elektrode zum Einstellen eines ersten Richtzustandes der Moleküle des Flüssigkristalls dieses Wie-degabeelementes in Phase und zum Einstellen eines zweiten 30 Richtzustandes in Gegenphase ist.

Wiedergabeanordnungen der obengenannten Art werden u.a. zum Wiedergeben alphanumerischer Zeichen und anderer Zeichen und/oder Figuren für informationsverarbeitende Anordnungen verwendet, wobei das Lesen der Information 35 mit Hilfe optischer Hilfsmittel wie Polarisatoren erfolgt, wodurch einer der Richtzustände der Moleküle eines Wieder-gabeeelementes einen dunklen Bildteil ergibt und der andere Richtzustand einen hellen Bildteil. Bei üblichen Wiedergabeanordnungen kann mit auftreffendem Licht sowie mit durch-40 fallendem Licht gelesen werden, wozu mindestens eine Abdeckplatte mit den darauf angeordneten Elektroden durchsichtig ausgebildet ist.

Eine Wiedergabeanordnung der obengenannten Art ist aus Alt und Pleshko, IEEE Transactions on Electron Devices, 45 Heft ED-21, Nr. 2, Februar 1974, Seiten 146 bis einschliesslich 155 bekannt.

In dem obengenannten Artikel wird auf Seite 152 ff. eine Wiedergabeanordnung der obengenannten Art beschrieben, die mit einem Wiedergabeschirm von beispielsweise dem Feld-5o effekttyp versehen ist. In der Beschreibung dieser Wiedergabeanordnung werden anhand der statischen Empfindlichkeitskurven des Wiedergabeschirms zwei wirksame Spannungen Voff und Von definiert, bei deren Verwendung die zwei möglichen Richtzustände der Moleküle des Flüssigkristalls den zum 55 Lesen mindestens erforderlichen optischen Kontrast liefern. Dabei stellt es sich heraus, dass die maximale Anzahl m der im Zeitmultiplex anzusteuernden Gruppen von Wiedergabeelementen von der relativen Steilheit der Empfindlichkeitskurve, aus der Von und Voff abgeleitet sind, abhängig ist, wobei für ei-60 nen brauchbaren Kontrast m auf einige Zehner beschränkt werden muss.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Wiedergabeanordnung zu schaffen, bei der ein hoher Kontrast möglich ist bei Verwendung von Wiedergabeschirmen mit einer geringen 65 relativen Steilheit, ohne dass dies sehr hohe Steuerspannungen oder eine kompliziertere Erregungsschaltung erfordert.

Zur Lösung der genannten Aufgabe bilden bei einer Wiedergabeanordnung der eingangs genannten Art nach der

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Erfindung die Abdeckplatten mit dem Flüssigkristall einen Wiedergabeschirm vom verdrillt nematischen Typ und der Flüssigkristall ist von einem Typ, bei dem der Flüssigkristall eine solche dielektrische Relaxation aufweist, so dass die Differenz zwischen der dielektrischen Konstante in der mittleren Richtung der langen Achsen der Moleküle und der dielektrischen Konstante in einer quer dazu liegenden Richtung bei der höheren Frequenz der ersten Wechselspannung das dem Vorzeichen dieser Differenz bei der niedrigeren Frequenz der zweiten Wechselspannung entgegengesetzte Vorzeichen hat.

Dies führt zum überraschenden Ergebnis, dass der maximale Wert von m nicht länger von den gewählten Werten von Von und Voff abhängig ist. Ebenso wie bei der Wiedergabeanordnung aus dem obengenannten Artikel nehmen die erforderlichen Amplituden der Wechselspannungen mit der Grösse von m zu, wodurch letzten Endes die Durchschlagspannung des Wiedergabeschirms dem Wert m eine praktische Grenze setzt, so dass es sich herausstellt, dass Zahlen von m entsprechend einigen Hundert bis etwa Tausend mit ausreichend niedriger Spannung erreicht werden können. Dadurch werden Wiedergabeanordnungen mit Bildzeilenzahlen möglich, wie diese für Elektronenstrahlröhren-Wiedergabeanordnungen von informationsverarbeitenden Anlagen üblich sind, wobei Zeichen mit einer 7x9 Matrix in beispielsweise 40 Textzeilen wiedergegeben werden können, wozu mindestens 9 x 40 = 360 steuerbare Bildzeilen erforderlich sind.

Bei einer erfindungsgemässen Wiedergabeanordnung ist jedes Molekül drei Momenten ausgesetzt. Erstens ist dies ein mechanisches Moment, das durch eine Vorbearbeitung der Abdeckplatten entstanden ist, wodurch sich die Moleküle beim Fehlen anderer Momente etwa parallel zu den Abdeckplatten mit einer durch die Vorbearbeitung bestimmten Drehung von beispielsweise 90° richten werden, und zwar verlaufend von der ersten zu der zweiten Abdeckplatte. Ein zweites Moment wird durch das Quadrat des Effektiv wertes der Wechselspannung mit der niedrigen Frequenz multipliziert mit der Differenz ÀeL = e//L - e^L und durch den Winkel zwischen der Richtung des elektrischen Feldes und der mittleren Richtung der langen Achsen der Moleküle. Für die niedrige Frequenz versucht das Moment die Moleküle in einem Richtzustand zu bringen, wobei sie etwa parallel zu der Feldrichtung verlaufen, weiter als «EIN»-Zustand bezeichnet. Das dritte Moment wird durch das Quadrat des Effektiv wertes der Wechselspannung mit der hohen Frequenz multipliziert mit der Differenz ÀeH = s // H - §/l und durch den Winkel zwischen der Richtung des elektrischen Feldes und der der Molekülachsen bestimmt. Da Aeh gegenüber AeL das entgegengesetzte Vorzeichen hat, versucht dieses Moment die Moleküle quer • zur Richtung des elektrischen Feldes zu richten. Der Richtzustand, wobei das dritte Moment vorwiegt, wird weiter als «AUS»-Zustand bezeichnet.

Dadurch, dass die Wechselspannungen mit der hohen Frequenz an der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode während der Selektionszeit, in der die erste Elektrode entsprechend einem Wiedergabeelement mit dem ersten Generator gekoppelt ist, phasenrichtig oder in Gegenphase zugeführt werden, kann der wirksame Wert der durchschnittlich am Wiedergabeelement vorhandenen Wechselspannung mit der hohen Frequenz abhängig von der wiederzugebenden Information derart eingestellt werden, dass der genannte wirksame Wert den der Wechselspannung mit der niedrigen Frequenz mehr oder weniger ausgleicht.

In der einfachsten Form wird VL nur einem der Elektrodensätze, beispielsweise nur allen zweiten Elektroden, der Wechselspannung der hohen Frequenz an diesen Elektroden überlagert, zugeführt.

Da nur der Effektivwert eine Rolle spielt, ist die Form der Wechselspannungen unwichtig, oft werden aber Rechteckspannungen verwendet, und zwar wegen der Verwendung digitaler Schaltungen.

Im Hinblick auf die Lebensdauer des Wiedergabeschirms ist es unerwünscht, dass die Wechselspannungen einen Gleichstromanteil aufweisen.

Zum Erreichen eines guten Resultats sind viele Kombinationen von Amplituden der jeweiligen Wechselspannungen möglich. Eine günstige Ausführungsform, wobei die Spannungen durchschnittlich möglichst niedrig sind, sind gebildet durch eine Wiedergabeanordnung, wobei die Wiedergabeelemente durch die Erregungsschaltung im Zeitmultiplex erregt werden, und jede einer Anzahl m erster Elektroden einer der m Gruppen Wiedergabeelemente entspricht und die Selektionsschaltung die ersten Elektroden wechselweise und in zyli-scher Reihenfolge mit dem ersten Generator koppelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Wechselspannung mit der hohen Frequenz an einer ersten Elektrode um einen Faktor entsprechend der Quadratwurzel aus m höher als die Amplitude der Wechselspannung mit der hohen Frequenz an einer zweiten Elektrode.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Zeitdiagramm der Amplituden und Phasen der Spannung, die den Elektroden eines Wiedergabeelementes zugeführt werden,

Fig. 2 ein vereinfachtes Zeitdiagramm des Anschlusses einer matrixartigen Wiedergabevorrichtung mit drei Reihen und drei Spalten,

Fig. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Erregungsschaltung zum Ansteuern eine matrixartigen Wiedergabevorrichtung mit m Reihen und k Spalten.

In Fig. 1 ist die Zeile 1 die Wechselspannung, die der ersten Elektrode zugeführt wird. Periodisch werden während der Periodenabschnitte ti(n), ti(n+ u usw. eine Anzahl Perioden der Wechselspannung mit der höchsten Frequenz der ersten Elektrode zugeführt. Die Zeile 2 zeigt die Wechselspannung mit der höchsten Frequenz, wie diese der zweiten Elektrode zugeführt wird und die Zeile 3 zeigt die Spannung zwischen den zwei Elektroden, wobei noch von der Überlagerung mit einem Signal der niedrigsten Frequenz abgesehen ist. Die Zeile 4 zeigt die Wechselspannung der niedrigsten Frequenz, wie diese zwischen den Elektroden auftritt. Die Wechselspannung kann beliebig der ersten oder der zweiten Elektrode zugeführt werden oder auch beiden Elektroden in Gegenphase, und zwar mittels an sich bekannter Addierschaltungen für analoge Signale. Die Wechselspannungen mit der höchsten Frequenz sind als Rechteckspannungen dargestellt, weil diese mit Hilfe logischer Schaltelemente am leichtesten hergestellt werden, aber dies ist für den Erfindungsgedanken nicht wesentlich.

Im dargestellten Beispiel ist die Amplitude der Wechselspannung an der ersten Elektrode gleich dem Wert Vs und symmetrisch gegen Masse gewählt worden, ebenso wie die übrigen Spannungen. Die Symmetrie ist wegen der Lebensdauer von Flüssigkristallen erwünscht, welche Lebensdauer in manchen Fällen infolge von Gleichspannungsanteilen der Steuerung erheblich verkürzt werden kann.

Die Amplitude VD der Wechselspannung der höchsten Frequenz an der zweiten Elektrode ist in diesem Beispiel kleiner als Vs und etwa ebenso gross wie die Amplitude VLF der Wechselspannung der niedrigsten Frequenz zwischen den Elektroden.

Während des ersten Periodenabschnitts ti(n) einer Periode t(„) sind die durch 1 und 2 bezeichneten Spannungen gegen-phasig und die Wechselspannung 3 hat dann eine Amplitude gleich Vs + VD. Im übrigen Abschnitt der Periode t(n) sind die Wechselspannungen 2 und 3 einander gleich, weil die Wechselspannung 1 dann gleich Null ist. Dass die Wechselspannun-

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gen 2 und 3 im übrigen Abschnitt der Periode t(n) möglicher- In der danach dargestellten Periode sind die Spannungen 1

weise ein oder mehrere Male in der Phase verspringen, ist für und 2 phasengleich, so dass die Spannung 3 nun die Ampli-

das betroffende Wiedergabeelement nicht von Bedeutung. tude Vs - VD hat. Nun gilt also :

Der Effektivwert VH der Wechselspannung mit der hoch- 2 m_ -j -j sten Frequenz im Durchschnitt über die Periode t(n\ ist nun s V../ „ \ = . V_. + — ( V_-V_ )

grösser als VD. Wenn t, - 1/mt ist, dann ist H(n+2) m D m S D'

y2 _ m~ t y2 + (V +V )2 — Bei den gewählten Werten von VEIN und VAUS, die den

H(n) m D. SD m Werten Von und V0ff aus dem genannten Artikel entsprechen,

io werden die Spannungen Vs, VD und VL nun derart gewählt, Dieselbe Situation tritt in der nachfolgenden Periode auf, dass wobei die Spannungen 1 und 2 während ti(n+i) auch in Gegenphase sind.

L

und

A î v2 - A£ Î m~1 v2 + — ( V -V ) 21 + V

L EIN " H Im * VD m V'S D' 3 L

v2 - Ai { £îr_L v2 + - (V +V W+A£ V2

L AUS " H 1 m * VD + m ^VS+VD< S+ A L L

Wird nun bequemlichkeitshalber vorausgesetzt, dass:

A z= = -4^

so wird:

EIN

AUS

in- 1

m m- 1 m

(V2 - V2) -t-lfv2 - (V -V )2Ì V L D' ml L V S D' J

(*L

- V

u

> ♦ = C

V2

- <v=-vJ

Wenn nun subtrahiert wird, folgt daraus:

V2 - V2 - ' - —

EIN AUS " m und durch addieren:

V2 + \p" =2 (V2 - V2 - — V2)

EIN AUS * {VL D m S' *

Bei einem gegebenen Wert für VL ist die Lösung dieser zwei Gleichungen gegeben durch: 45

V2 V2 V2 / V2 V2 V2

D -, / L ,i AUS v 1 \ (L , , AUSo m /- _AUS\2

— = 2-(.~ j-f ) + 1 y \ ~~~ ~Y~2~~ ) " 1| l1" _ )

V2- V"* V V V V

EIN AUS EIN EIN EIN EIN

und

V2 V2 V2 / V2 V2 V2

-aa2) -i-i v V2 V • V V V

EIN EIN EIN EIN EIN EIN

Der niedrigste Wert von VL, wofür eine Lösung möglich ist, wird gegeben durch:

V2 V2 V2

L ! ! AUSxa m , . AUS

\ 2 m /

) = 7T l 1 -

o 5 ' 4 ' •>

v V V

EIN EIN EIN

5

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oder v:

(1

AUS

) + 4" IT™ ( 1'

V.

EIN

AUS

EIN

wobei:

D

EIN

= ¥ ( 1-

und rm

V"m ( 1-

V

EIN

V

AUS

V2 EIN

AUS

V2 EIN

Zu dieser Wahl von VL gehört daher:

= m

D

EIN

und folglich Vs = /in • VD.

Bei Flüssigkristallen vom verwendeten Typ gibt es eine Grenzfrequenz, wofür Ae = 0 ist. Diese Grenzfrequenz liegt meistens in der Grössenordnung von einigen kHz. Die niedrige Frequenz muss gegenüber dieser Grenzfrequenz niedrig gewählt werden, die hohe hoch. Bei einem Flüssigkristall mit einer Grenzfrequenz von etwa 5 kHz werden gute Resultate erzielt mit der niedrigen Frequenz in der Grössenordnung von 50 Hz bis 1 kHz und mit der hohen Frequenz in der Grössenordnung von 10 kHz bis 1 MHz.

In Fig. 2 ist auf schematische Weise eine Wiedergabeanordnung mit 3x3 Wiedergabeelementen dargestellt. Die Zçilen 10, die mit h, h bzw. h bezeichnet sind, stellen die Gruppenleiter dar, die die ersten Elektroden der Wiedergabeelemente 11,12,13; 21,22,23 bzw. 31,32, 33 miteinander verbinden. Die Wiedergabeelemente befinden sich an der Stelle der Kreuzungen der Zeilen 10 mit den Zeilen 35, die Spaltenleiter darstellen, die die zweiten Elektroden der Wiedergabeele mente 11,21,31; 12,22,32 bzw. 13,23,33 miteinander verbinden.

Den ersten und zweiten Elektroden werden Wechselspannungen mit der höchsten Frequenz zugeführt, und zwar entsprechend dem in Fig. 1 beschriebenen Zustand. Deutlichkeitshalber ist die Zufuhr der Wechselspannung mit der niedrigsten Frequenz hier nicht angegeben.

Auf schematische Weise ist als Beispiel ein Wiedergabemuster bezeichnet, wobei die Wiedergabeelemente die «EIN» sein müssen, durch einen Kreis angegeben sind und die Wiedergabeelemente die «AUS» sein müssen, durch ein Kreuz. In diesem Beispiel werden also die Wiedergabeelemente 11,23 und 32 als «EIN» gedacht, die übrigen als «AUS».

Im linken Teil sind die Spannungen angegeben, mit denen dies erreicht wird. Die Linien 1-1,1-2 und 1-3 zeigen die Wechselspannungen, wie diese den Gruppenleitern li, h bzw. h zugeführt werden, die Linien 2-1,2-2 und 2-3 diejenigen . die den Spaltenleitern ki, k2 bzw. k3 zugeführt werden.

Während des Periodenabschnitts ti(n), der sogenannten Bildzeilenzeit der Wiedergabeanordnung, sind für das Wiedergabeelement 11 die Spannungen 1-1 und 2-1 in Phase, der

Effekt von VLF ist vorwiegend und 1-1 ist «EIN». Die Spannungen 2-2 und 2-3 sind während ti(n) in Gegenphase mit 1-1, io so dass die Wiedergabeelemente 12 und 13 «AUS» sind. In den Periodenabschnitten t2(n) und t3(n) der Periodenzeit t(n), die sogenannte Bildzeit, in der ein vollständiges Bild hergestellt wird, ist aus der Figur ersichtlich, dass auch die anderen Wiedergabeelemente auf die richtige Weise angesteuert werden. 15 In diesen Periodenabschnitten ist die Spannung 1-1 gleich Null und die Spannungen 2-1, 2-2 und 2-3 haben Phasen entsprechend den Phasen, die für die in einem bestimmten Periodenabschnitt anzusteuernden Wiedergabeelemente erwünscht sind. Für die Elemente 11,12 und 13 ist die Phase 20 nicht von Bedeutung, wie dies bereits bei der Beschreibung von Fig. 1 angegeben wurde, und zeigt für das beschriebene Wiedergabeelement ausserhalb der Periodenabschnitte ti, eine beliebige Phase, d.h. diesem Element gegenüber beliebig.

Auf entsprechende Weise kann die Ansteuerung mit Hilfe 25 einer Erregungsschaltung mit m Bildzeilen und k Spalten erfolgen, wobei die Erregungsschaltung die m Zeilen 10 einzeln abtastet und k Zeilen 35 mit Spannungen versieht, wie dies für ein bestimmtes Wiedergabemuster erwünscht ist.

Die Integrationszeit, über die die wirksamen Wechselspan-30 nungen bemittelt werden, ist von Materialeigenschaften des Flüssigkristalls abhängig. Diese Zeiten, die bei Ansteuerung eines Wiedergabeelementes auftreten, sind in der Grössenordnung der natürlichen Abfallzeit in dem nicht erregten Zustand eines derartigen Kristalls. Für Wiedergabeanordnungen für 35 die Wiedergabe von beispielsweise alphanumerischen Zeichen für informationsverarbeitende Systeme sind viel längere Zeitkonstanten zulässig, da die Wiedegabemuster dabei nicht schnell ändern. Zeitkonstanten von 100 ms oder mehr sind dann verwendbar.

40 Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Erregungsschaltung für eine matrixförmige Wiedergabevorrichtung oder einer Wiedergabevorrichtung für aus Segmenten aufgebaute Ziffern und anderen Zeichen, wobei jedes Wiedergabeelement ein Segment bildet und die Wiedergabeelemente 45 in einer Matrixschaltung verbunden, aber mechanisch nicht unbedingterweise in einem rechteckigen Rastermuster - angeordnet sind.

In dieser Erregungsschaltung ist ein Ausgang 40 eines Zeilenoszillators 42 mit einem Eingang 44 einer Zählschaltung 46 so und einem Eingang 48 einer Multiplexerschaltung 50 gekoppelt. Die Zählschaltung hat für eine Matrix mit m Bildzeilen mindestens m voneinander abweichende mögliche Positionen, die beispielsweise an einer Anzahl digitaler Ausgänge 52 wiedergegeben werden können, welche Anzahl mindestens 2log m, 55 aufgerundet auf eine ganze Zahl, sein muss. Die Ausgänge 52 der Zählschaltung sind mit entsprechenden Eingängen 54 einer 1-aus-m-Dekodierschaltung 56 mit m Ausgängen 58-1 bis einschliesslich 58-m verbunden. Jeder Ausgang 58 ist mit einem entsprechenden ersten Eingang 60 der UND-Torschal-60 tungen 62-1 bis einschliesslich 62-m verbunden, von denen alle zweiten Eingänge 64 miteinander verbunden und zusammen mit einem Ausgang 66 eines Generators 68 zum Erzeugen einer Wechselspannung mit der höchsten Frequenz gekoppelt sind. Die Ausgänge 70-1 bis einschliesslich 70-m sind mit nur 65 einem Eingang 72-1 bis einschliesslich 72-m entsprechender Erregungsverstärker 74-1 bis einschliesslich 74-m verbunden, von denen die Ausgänge 76-1 bis einschliesslich 76-m mit den Gruppenleitern 10-1 bis einschliesslich 10-m der Wiedergabe-

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Vorrichtung 80 verbunden sind. Die Wirkungsweise dieses Teils ist wie folgt. Der Zeilenoszillator 43 gibt Zählimpulse ab, und zwar in der gewünschten Abtastfrequenz zu dem Zähler 46, der dadurch nacheinander durch voneinander abweichende Stellungen in zylischer Reihenfolge durchläuft. Diese 5 Zählerstellungen werden durch die Dekodierschaltung 56 auf an sich bekannte Weise derart auskodiert, dass die Ausgänge 58-1 bis einschliesslich 58-m nacheinander einzeln in zyklischer Reihenfolge erregt werden. Dadurch werden die ersten Eingänge 60-1 bis einschliesslich 60-m der UND-Torschaltun- io gen 62-1 bis einschliesslich 62-m in derselben Reihenfolge erregt. Während der Erregungszeit tn einer UND-Torschaltung 62-n (n = 1,2,... m) folgt der Ausgang 70-n dieser UND-Torschaltung der Impulsform der vom Generator 68 erzeugten Wechselspannung. Die auf diese Weise entstandene Impuls- 15 folge wird durch den Erregungsverstärker 74-n auf die gewünschte Amplitude Vs verstärkt, und zwar symmetrisch gegen Masse, welche verstärkte Spannung dem Gruppenleiter 10-n zugeführt wird. Sobald und solange eine andere UND-Torschaltung 70 erregt ist, ist das Signal am Gruppenleiter 20 10-n gleich Null, entsprechend dem Bild der vereinfachten Situation nach Fig. 2.

Ein zweiter Eingang 82 der Multiplexerschaltung 50 ist mit einem Ausgang 84 einer informationsverarbeitenden Einheit 86 verbunden. Die Multiplexerschaltung stellt auf an sich 25 bekannte Weise während jeder Bildzeilenzeit n die binäre Information dar, die für die Wiedergabeelemente, die zu dem Gruppenleiter 10-n gehören, erforderlich ist an den Ausgängen 88-1 bis einschliesslich 88-k, die den Spaltenleitern 35-1 bis einschliesslich 35-k der Wiedergabevorrichtung 80 entspre- 30 chen. Jeder Ausgang 88 der Multiplexerschaltung 50 ist mit einem entsprechenden ersten Eingang 90 einer Anzahl NICHT-exklusiv-ODER-Torschaltungen 92-1 bis einschliesslich 92-k verbunden, von denen zweite Eingänge 94 miteinander verbunden und zusammen mit dem Ausgang 66 des Gene- 35 rators 68 gekoppelt sind. Eine NICHT-exklusiv-ODER-Tor-schaltung 92 ist erregt, wenn die Eingänge 90 und 94 dieser Schaltung 92 beide erregt sind und wenn diese beiden Eingänge nicht erregt sind. Der Ausgang 96 der Schaltung 92 folgt dadurch der Form der Wechselspannung der höchsten Fre- 40 quenz des Generators 68 und ist damit in Phase, wenn der zugehörende Eingang 90 erregt ist und in Gegenphase, wenn dieser Eingang nicht erregt ist. Jeder Ausgang 96 ist mit einem ersten Eingang 98 einer an sich bekannten entsprechenden analogen Addierschaltung 100 verbunden, von der zweite Ein- 45 gänge 102 miteinander verbunden und zusammen mit einem Ausgang 104 eines Generators 106 zum Erzeugen einer Wechselspannung mit der niedrigsten Frequenz gekoppelt sind. Die Ausgänge 108 der Addierschaltungen 100 sind mit je einem Eingang 110 eines entsprechenden Erregungsverstärkers 112 verbunden, von dem ein Ausgang 114 mit jeweils einem entsprechenden Spaltenleiter 35 verbunden ist.

In diesem Teil der Erregungsschaltung wird die Wechselspannung mit der niedrigsten Frequenz der Wechselspannung mit der höchsten Frequenz überlagert und die Summe wird nach Verstärkung den zweiten Elektroden der Wiedergabeelemente der Wiedergabevorrichtung 80 zugeführt.

Wenn die Information am Ausgang 88-1 während des ersten Periodenabschnitts ti(n) eine «0» ist, d.h. der Eingang 90-1 ist nicht erregt, ist der hochfrequente Anteil der Wechselspannung am Spaltenleiter 35-1 mit der hochfrequenten Wechselspannung am Gruppenleiter 10-1 in Gegenphase, der in diesem Periodenabschnitt mit einer Impulsfolge erregt ist. Entsprechend der Beschreibung, wie diese für Fig. 2 gegeben wurde, erhält das Wiedergabeelement, das dem Gruppenleiter 10-1 und dem Spaltenleiter 35-1 entspricht, während ti(n) eine Wechselspannung zwischen der ersten und zweiten Elektrode mit einer Amplitude Vs + VD und wird dadurch in den AUS-Zustand gebracht. Wenn die angebotene Information eine «1» ist, folgt auf entsprechende Weise, dass das Wiedergabeelement in den EIN-Zustand gelangt. In einer vollständigen Periode t(n) 1 ti(n) + t2(n) + ... + ti(n) wird schliesslich das ganze erwünschte Wiedergabemuster hergestellt.

Dieses Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Wiedergabeanordnung ist keineswegs limitativ. Für einen Sachverständigen ist leicht ersichtlich, dass beispielsweise die Wechselspannung der niedrigsten Frequenz mit einer anderen Rangordnung der Elemente den Wechselspannungen an den Gruppenleitern 10 überlagert werden kann. Obwohl die Erregungsschaltung im allgemeinen mit Transistorschaltungen ausgebildet wird, ist dies für den Erfindungsgedanken keineswegs kennzeichnend. Meistens werden die Addierschaltungen und die zugehörenden Erregungsverstärker zu einer Schaltung kombiniert werden, ebenso wie beispielsweise die Zählschaltung 46 und die 1-AUS-m-Dekodierschaltung 56. Auch können grosse Teile der Erregungsschaltung zu einer oder mehreren integrierten Schaltungen kombiniert werden.

Auch die Ausbildung der Multiplexerschaltung und der Kopplung derselben mit den anderen Elementen der Erregungschaltung ist nur summarisch angegeben. Die Ausbildung sowie die Kopplung werden u.a. durch die Form beeinflusst, in der die wiederzugebende Information verfügbar ist. Die dazu gegebenenfalls erwünschten Anpassungen liegen im Bereich des Sachverständigen.

G

2 Blatt Zeichnungen

Claims

636 973 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Wiedergabeanordnung, die einen Wiedergabeschirm mit einer Anzahl Wiedergabeelemente und eine Erregungsschaltung enthält, welcher Wiedergabeschirm mit einem Flüssigkristall, einer ersten Abdeckplatte für den Flüssigkristall mit einer Anzahl erster Elektroden auf einer dem Flüssigkristall zu gewandten Seite der ersten Abdeckplatte, einer zweiten Abdeckplatte mit einer Anzahl zweiter Elektroden auf einer dem Flüssigkristall zugewandten Seite der zweiten Abdeckplatte und mit optischen Hilfsmitteln zum Sichtbarmachen eines Richtzustandes von Gruppen von Molekülen des Flüssigkristalls versehen ist, wobei die erste und die zweite Abdeckplatte zueinander nahezu parallel sind und an den Rändern mit Dichtungsmitteln zum Einschliessen des Flüssigkristalls zwischen den Abdeckplatten miteinander verbunden sind und wobei ein Wiedergabeelement durch einen Teil des Flüssigkristalls gebildet wird, der zwischen einem Teil einer ersten Elektrode und einem gegenüberliegenden Teil einer zweiten Elektrode liegt, und welche Erregungsschaltung mit einem ersten Generator zum Erzeugen einer ersten Wechselspannung mit einer höheren Frequenz, einem zweiten Generator zum Erzeugen einer zweiten Wechselspannung mit einer niedrigeren Frequenz, einer Selektionsschaltung zum abwechselnden Koppeln des ersten Generators mit jeweils mindestens einer ersten Elektrode, einer Steuerschaltung zum Koppeln des ersten Generators mit den zweiten Elektroden und einer Kopplungsschaltung zum ständigen Koppeln aller Wiedergabeelemente mit dem zweiten Generator versehen ist, wobei für ein Wiedergabeelement während der Zeit, in der die diesem Wiedergabeelement entsprechende erste Elektrode mit dem ersten Generator gekoppelt ist, die Wechselspannung an der diesem Wiedergabeelement entsprechenden zweiten Elektrode mit der Wechselspannung an der ersten Elektrode zum Einstellen eines ersten Richtzustandes der Moleküle des Flüssigkristalls dieses Wiedergabeelementes in Phase und zum Einstellen eines zweiten Richtzustandes in Gegenphase ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatten mit dem Flüssigkristall einen Wiedergabeschirm vom verdrillt nematischen Typ bilden und der Flüssigkristall von einem Typ ist, bei dem der Flüssigkristall eine solche dielektrische Relaxation aufweist, so dass die Differenz zwischen der dielektrischen Konstante in der mittleren Richtung der langen Achsen der Moleküle und der dielektrischen Konstante in einer quer dazu liegenden Richtung bei der höheren Frequenz der ersten Wechselspannung das dem Vorzeichen dieser Differenz bei der niedrigeren Frequenz der zweiten Wechselspannung entgegengesetzte Vorzeichen hat.

2. Wiedergabeanordnung nach Anspruch 1, wobei die Wiedergabeelemente durch die Erregungsschaltung im Zeitmulti-plex erregt werden und jede einer Anzahl m erster Elektroden einer der m Gruppen Wiedergabeelemente entspricht und die Selektionsschaltung die ersten Elektroden wechselweise und in zyklischer Reihenfolge mit dem ersten Generator koppelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Wechselspannung mit der höheren Frequenz an einer ersten Elektrode um etwa einen Faktor gleich der Quadratwurzel aus m höher ist als die Amplitude der Wechselspannung mit der höheren Frequenz an einer zweiten Elektrode.