DE10239619A1

DE10239619A1 - LCD-Display, Vorrichtung mit LCD-Displey und Verfahren zu deren Herstellung und Betrieb

Info

Publication number: DE10239619A1
Application number: DE2002139619
Authority: DE
Inventors: Michael Eckhardt; Klaus Lorscheider
Original assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25

Abstract

Während der Herstellung einer Vorrichtung (50) mit LCD-Display (10, 51) oder während der Herstellung des LCD-Displays selbst wird die Kontrastspannung des LCD-Displays optimiert und ein diese repräsentierender Kontrastspannungswert in einem Datenspeicher (24, 64) der Vorrichtung abgespeichert. Diese Information steht bei der Benutzung der Vorrichtung mit LCD-Display einem Benutzer zur Verfügung als ein Ausgangswert für eine Kontrastregelung. Vorzugsweise wird die zu der Kontrastspannungsmessung zugehörige Temperatur des LCD-Displays bzw. ein die Temperatur repräsentierender Messwert ebenfalls ermittelt und abgespeichert. Dies ermöglicht die Anwendung einer Kennlinie für die optimale Kontrastspannung des LCD-Displays, ohne dass der Benutzer eingreifen muss.

Description

Die Erfindung betrifft ein LCD-Display, eine Vorrichtung mit LCD-Display und Verfahren zu deren Herstellung und Betrieb.
Die Kontrastspannung für einen optimalen Kontrast eines LCD-Displays ist stark von der Betriebstemperatur abhängig. Dies erfordert ein Nachregeln durch den Anwender bei einer Veränderung der Umgebungstemperatur. Bei gleichbleibendem Kontrast nimmt die erforderliche Kontrastspannung mit zunehmender Temperatur ab und umgekehrt. Dies würde ohne Kompensation dazu führen, daß sich bei hoher Umgebungstemperatur das Display verdunkelt und nicht mehr ablesbar wäre. Umgekehrt verblasst bei tiefer Umgebungstemperatur das Display und wäre ebenfalls nicht mehr ablesbar. Nach dern Stand der Technik finden Kontrastregelungen statt mit einem passiven Stellglied, in der Regel ein NTC Bauteil, welches an der Spannungssteuerung eingreift und entsprechend einer Kennlinie kompensieren soll. Eine solche Lösung ist preiswert, hat aber den Nachteil, daß die Auswahl des passiven Bauelements schwierig ist wegen der starren Kurvenform des NTC, die von der idealen Kompensationskurve abweicht, vor allem an den Grenzen des Betriebstemperaturbereichs.

Die US 5,414,441 offenbart eine Temperaturkompensation mit einem temperaturempfindlichen Bauteil Thermistor im direkten Regelkreis der Displayspannung. Der Meß-Sensor hat direkten Einfluß auf die Kontrastspannung.

Nach der US 6,091,391 werden ein Prozessor sowie AD- und DA-Wandler eingesetzt zur stromsparenden Generierung einer Kontrastspannung, es erfolgt jedoch keine Temperaturkompensation. Es ist kein Meßwertaufnehmer für die Temperatur vorgesehen.

Bei typischen Geräten gemäß dem Stand der Technik kann der Benutzer in einem Menupunkt den Kontrast des Displays einstellen. Die Ausgangsposition dieses Menus ist jedoch nicht optimal, da die Bauteile stark variieren und daher eine einheitliche Voreinstel lung in der Massenfertigung nicht zu gleichmäßig guten Ergebnissen führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Einstellung des Kontrasts eines LCD-Displays für einen Benutzer komfortabler zu gestalten.

Diese Aufgabe wird durch die Verfahren und Vorrichtungen mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Bei dieser Erfindung geht es darum, einem Benutzer mehr Komfort in Bezug auf die Kontrasteinstellung eines LCD-Displays bereitzustellen. Dies geschieht, indem während der Herstellung einer Vorrichtung mit LCD-Display oder während der Herstellung des LCD-Displays selbst die Kontrastspannung optimiert und ein diese repräsentierender Kontrastspannungswert abgespeichert wird. Diese Information steht bei der Benutzung der Vorrichtung mit LCD-Display dem Benutzer zur Verfügung als ein Ausgangswert. Vorzugsweise wird die zu der Kontrastspannungsmessung zugehörige Temperatur des LCD-Displays bzw. ein die Temperatur repräsentierender Messwert ebenfalls ermittelt und abgespeichert. Dies ermöglicht die Anwendung einer Kennlinie für die optimale Kontrastspannung des LCD-Displays, so daß der Benutzer nur noch Feinjustierungen vornehmen muss, oder überhaupt nicht mehr einzugreifen braucht. Auf diese Weise hängen ein LCD-Display, eine Vorrichtung mit LCD-Display, ein Herstellungsverfahren für die Vorrichtung mit LCD-Display und ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung mit LCD-Display zusammen.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung mit LCD-Display einen Prozessor bzw. Microcontroller und einen Datenspeicher auf. Dann kann nämlich die optimale Kontrastspannung und vorzugsweise ebenfalls ihr zugehöriger Temperaturwert in den Datenspeicher während der Herstellung der Vorrichtung abgelegt werden und der Prozessor bzw. Microcontroller steuert die Kontrastspannung über einen DR-Wandler während des Betriebs des Geräts. Ein Temperatursensor, vorzugsweise aus zwei Dioden bestehend, kann über einen AD-Wandler mit dem Prozessor verbunden werden, so daß einerseits die zur optimalen Kontrastspannung während des Herstellungsverfahrens gehörige Temperatur über den Prozessor abgespeichert werden kann und andererseits während des Betriebs regelmäßig ein Temperaturwert ermittelt wird, mit dessen Hilfe und mit den gespeicherten Werten die aktuelle optimale Kontrastspannung zur aktuellen Temperatur vom Prozessor berechnet wird und an das LCD-Display gegeben wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das anhand der Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Fertigung einer Vorrichtung mit einem LCD-Display und einem Datenspeicher gemäß der Erfindung;
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung mit einem LCD-Display gemäß der Erfindung; und
3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit einem LCD-Display und einem Datenspeicher gemäß der Erfindung. 1 zeigt Kompnenten einer Vorrichtung mit LCD-Display und einer Fertigungseinrichtung während der Herstellung des LCD-Displays. Ein LCD-Display 10 wird von einer Kamera 12 beobachtet, die ihre Signale zu einem Fertigungsrechner 14 sendet. Der Fertigungsrechner 14 bekommt ebenfalls Signale von einem Temperatursensor 16 über die während der Messung herrschende Temperatur am LCD-Display 10. An den Fertigungsrechner 14 angeschlossen ist ein Microcontroller 18, der die Kontrastspannung berechnet und über einen DA-Wandler 20 und einen Verstärker 22 an das LCD-Display 10 der Vorrichtung gibt. Der Microcontroller 18 ist außerdem mit einem Datenspeicher 24 verbunden.
Anhand der 2 wird nun das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit einem LCD-Display 10 und einem Datenspeicher 24 beschrieben. Im Ablaufdiagramm 30 beginnt das Verfahren mit dem Generieren eines Testmusters, vorteilhaft ein Schachbrettmuster, mit einem Kontrastspannungswert auf dem LCD-Display 12 in Schritt 32. Anschließend erfolgt das Messen des Kontrasts des Testmusters auf dem LCD-Display 10 in Schritt 34 mit Hilfe der Kamera 12. Nun erfolgt ein Optimieren des Kontrasts des Testmusters durch Verändern des Wertes der Kontrastspannung des LCD-Displays in Schritt 36. Der optimierte Kontrastspannungswert wird schließlich in Schritt 38 abgespeichert.
In 2 ist weiterhin eine vorteilhafte Ausgestaltung des Schritts 36, Optimieren des Kontrasts dargestellt, nämlich wird nach dem vorausgegangenen Messen des Kontrasts gem. Schritt 34 nun zum Optimieren des Kontrasts gem. Schritt 36 im Unterschritt 40 der Kontrastspannungswert um eine vorbestimmte Stufe erhöht. Anschließend erfolgt in Schritt 42 ein erneutes Messen des Kontrasts des Testmusters auf dem LCD-Display. Nun wird gem. Schritt 44 verglichen, ob der Kontrast zugenommen hat. Nach dem Beginn der Messung mit einem niedrigen Kontrastspannungswert nimmt der Kontrast erst einmal ständig mit wachsender Kontrastspannung zu und nach Überschreiten des Maximalwertes nimmt er erstmalig ab. Falls der Kontrast nicht erstmalig abnimmt, Schritt 46, wird der Kontrastspannungswert also weiter erhöht und das Verfahren geht weiter in Schritt 40. Falls jedoch der Kontrast erstmalig abnimmt, so wird die Optimierung beendet und mit Schritt 38 fortgefahren und der zum optimalen Kontrast gehörende optimierte Kontrastspannungswert abgespeichert.
An dieser Stelle wird der Fachmann wissen, dass man ebenso gut mit einem hohen Kontrastspannungswert beginnen kann, den man anschließend reduziert so lange bis der Kontrast erstmalig abnimmt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ebenfalls ein zur Messung des Kontrastspannungswertes zum optimalen Kontrast gehörender Temperaturwert des Temperatursensors 16 im Datenspeicher 24 der Vorrichtung abgespeichert. Dies muss nicht als absolute Temperaturmessung erfolgen, sondern kann beispielsweise in Form des Spannungswertes eines Temperatursensors erfolgen. Dies hat insbesondere Vorteile wenn der Sensor fest in der Vorrichtung eingebaut ist, oder sogar in dem LCD-Display eingebaut ist.
3 zeigt eine Vorrichtung 50 mit LCD-Display 51. Ein Temperatursensor 56 ist mit einem Microcontroller 58 verbunden,, der die Kontrastspannung des LCD-Displays 51 über einen DA-Wandler 60 mit nachgeschaltetem Verstärker 62 steuert. Der Microcontroller 58 ist weiterhin mit einem Datenspeicher 64 verbunden, in dem der Kontrastspannungswert zum optimalen Kontrast sowie die zur Messung gehörige Temperatur abgespeichert sind, entsprechend der Messung während der Fertigung der Vorrichtung. Der Microcontroller 58 ist weiterhin mit einer Eingabeeinrichtung 66 verbunden, mit deren Hilfe ein Benutzer die Kontrastspannung verändern kann.
Die Vorrichtung 50 weist eine benutzerbedienbare Kontrastregelung zum Einstellen eines aktuellen Kontrastspannungswertes mit Hilfe des Microcontrollers 58 auf. Dabei verwendet die Kontrastregelung den im Datenspeicher 64 gespeicherten Kontrastspannungswert als Ausgangswert für die Benutzerbedienbare Kontrastregelung. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird in Datenspeicher 64 ebenfalls der benutzereingestellte Kontrastspannungswert zur Kontrastregelung verwendet. Auf diese Weise sind dem Benutzer Korrekturen möglich, die aktuelle Lichteinflüsse und mögliche andere benutzerspezifische Präferenzen berücksichtigen.
Vorzugsweise wird zur Berechnung des zur aktuellen Temperatur optimalen Kontrastspannungswerts der bei der Herstellung gemessene Temperatursensorwert und der der aktuellen Temperatur entsprechende aktuelle Temperatursensorwert berücksichtigt. Damit ist ein automatisches Einstellen des Kontrastspannungswerts gemäß einer Kennlinie für die optimale Kontrastspannung möglich. Bei hinreichend exakter Berücksichtigung der Kennlinie ist ein Eingreifen des Benutzers überhaupt nicht mehr erforderlich.
Nun wird auf einige Besonderheiten hingewiesen, die eine mögliche Integration von Bauteilen berücksichtigen. In 1 ist der Temperatursensor 16 mit dem Fertigungsrechner 14 verbunden. Dies ist möglich für einen Temperatursensor, der zur Fertigungsanlage gehört, oder der ein Teil der Vorrichtung ist, oder der ein Bestandteil des LCD-Displays ist. In der Darstellung in 3 ist der Temperatursensor mit dem vorrichtungseigenen Microcontroller 58 verbunden wobei in diesem Fall der Fertigungsrechner (nicht gezeigt) den Temperaturwert über den Microcontroller 58 erfasst und auch über den Microcontroller 59 dessen Wert in dem Speicher 64 abspeichern läßt.
Der Temperatursensor 16, 56 besteht vorteilhaft aus einer Doppeldiode, deren typischer Temperaturgang -2mV/°C bis -2,5 mV/°C je Diode beträgt. Ein Signal dieser Doppeldiode am AD-Wandler des Microcontrollers 58 beträgt dann -4 mV/°C bis -5 mV/°C. Bei der Auflösung des AD-Wandlers von beispielsweise 13 mV erhält man eine Temperaturauflösung von 3 °C pro Bit-Stufe. Eine solche Doppeldiode kann kostengünstig in die Vorrichtung integriert werden.
Vorzugsweise kann das LCD-Display einen Datenspeicher, beispielsweise als Flash-Memory, zur Speicherung der Fertigungsmeßwerte aufweisen.
Vorteilhaft auch kann das LCD-Display den Temperatursensor, beispielsweise in Form der Doppeldiode, aufweisen. Damit ließe sich der Kontrastabgleich für die LCD bei der Herstellung des LCD Displays vornehmen. Ein solches LCD-Display ermöglicht es, bei der Herstellung der Vorrichtung auf eine neuerliche Kontrastmessung zu verzichten und zur Kontrastspannungssteuerung die abgespeicherten Werte zu benutzen. Weiterhin ist sichergestellt, daß für die zukünftige Einstellung in der Vorrichtung derselbe Temperatursensor wie bei der Messung während der Herstellung des LCD-Displays verwendet wird.
Zusammenfassend wird während der Herstellung einer Vorrichtung mit LCD-Display oder während der Herstellung des LCD-Displays selbst die Kontrastspannung des LCD-Displays optimiert und ein diese repräsentierender Kontrastspannungswert in einem Datenspeicher (24, 64) der Vorrichtung abgespeichert. Diese Information steht bei der Benutzung der Vorrichtung mit LCD-Display einem Benutzer zur Verfügung als ein Ausgangswert für eine Kontrastregelung. Vorzugsweise wird die zu der Kontrastspannungsmessung zugehörige Temperatur des LCD-Displays bzw. ein die Temperatur repräsentierender Messwert ebenfalls ermittelt und abgespeichert. Dies ermöglicht die Anwendung einer Kennlinie für die optimale Kontrastspannung des LCD-Displays, ohne dass der Benutzer eingreifen muss.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf das beschriebene Beispiel und die oben hervorgehobenen Aspekte beschränkt, sondern im Rahmen der Ansprüche ebenso in einer Vielzahl von Abhandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.

Claims

LCD-Display mit einem Datenspeicher, wobei der Kontrast des LCD-Displays unter anderem vom Kontrastspannungswert einer Kontrastspannung abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher einen während der Fertigung automatisch ermittelten Kontrastspannungswert enthält.
LCD-Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher einen zum automatisch ermittelten Kontrastsparinungswert gehörenden Temperaturwert enthält, der die Temperatur des LCD-Display während der Ermitteltlung des Kontrastspannungswertes enthält.
LCD-Display nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das LCD-Display einen Temperatursensor aufweist.
Vorrichtung (50) mit einem LCD-Display (10, 51) und einem Datenspeicher (24, 64), wobei der Kontrast des LCD-Displays unter anderem vom Kontrastspannungswert einer Kontrastspannung abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher einen während der Fertigung automatisch ermittelten optimalen Kontrastspannungswert enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (50) eine benutzerbedienbare Kontrastregelung zum einstellen eines aktuellen Kontrastspannungswerts aufweist, wobei die Kontrastregelung den im Datenspeicher (24, 64) gespeicherten Kontrastspannungswert als Ausgangswert für die benutzerbedienbare Kontrastregelung verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrastregelung einen benutzereingestellten Kontrastspannungswert zur Kontrastregelung verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Temperatursensor (16, 56) zur Messung einer LCD-Display-Temperatur aufweist und der Datenspeicher (24, 64)einen zum automatisch ermittelten Kontrastspannungswert gehörenden Temperatursensorwert enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Temperatursensor (16, 56) zur Messung einer LCD-Display-Temperatur und eine Kontrastregelung zum ermitteln eines aktuellen Kontrastspannungswerts aufweist, wobei die Kontrastregelung die aktuelle LCD-Display-Temperatur, den im Datenspeicher (24, 64) gespeicherten Kontrastspannungswert und den im Datenspeicher gespeicherten Temperatursensorwert verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (16, 56) zwei Dioden aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Prozessör (18, 58) aufweist. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10 mit einem LCD Display nach einem der Ansprüche 1-3.
Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung (50) mit einem LCD-Display (10, 51) und einem Datenspeicher (24, 64), wobei der Kontrast des LCD-Displays unter anderem vom Kontrastspannungswert einer Kontrastspannung abhängt, mit den Verfahrensschritten a. Generieren (32) eines Testmusters mit eimem Kontrastspannungswert auf dem LCD-Display;
Messen (34) des Kontrasts des Testmusters auf dem LCD-Display; c. Optimieren (36) des Kontrasts des Testmusters durch verändern des Kontrastspannungswertes auf dem LCD-Display; d. Abspeichern (38) des Kontrastspannungswertes zum optimalen Kontrast im Datenspeicher (24, 64) der Vorrichtung.
Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit einem LCD-Display und einem Datenspeicher nach Anspruch 12, beginnend mit einem niedrigen Kontrastspannungswert mit den weiteren Verfahrensschritten unter Schritt c ca. Erhöhen (40) des Kontrastspannungswertes um eine vorbestimmte Stufe; cb. erneutes Messen (42) des Kontrasts des Testmusters auf dem LCD-Display; cc. Vergleichen (44), ob der Kontrast zugenommen hat cd. wiederholen der Schritte ca. bis cc. solange wie der Kontrast zunimmt bis der Kontrast erstmalig abnimmt; ce. Beenden des Schrittes c.
Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit einem LCD-Display und einem Datenspeicher nach Anspruch 13, beginnend mit einem hohen Kontrastspannungswert mit den weiteren Verfahrensschritten unter Schritt c ca. Verringern des Kontrastspannungswertes um eine vorbestimmte Stufe; cb. erneutes Messen des Kontrasts des Testmusters auf dem LCD-Display; cc. Vergleichen, ob der Kontrast zugenommen hat cd. Wiederholen der Schritte ca. bis cc. solange wie der Kontrast zunimmt bis der Kontrast erstmalig abnimmt; ce. Beenden des Schrittes c.
Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit einem LCD-Display und einem Datenspeicher nach einem der Ansprüche 12-14, wobei das LCD-Display den Datenspeicher aufweist und die Verfahrensschritte a. – d. während der Herstellung des LCD-Displays ablaufen.
Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit einem LCD-Display und einem Datenspeicher nach einem der Ansprüche 12-15, wobei ebenfalls ein zur Messung des Kontrastspannungswertes zum optimalen Kontrast gehörender Temperaturwert im Datenspeicher der Vorrichtung abgespeichert wird.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung mit einem LCD-Display, einem Temperatursensor und einem Datenspeicher (24, 64) mit einem Kontrastspannungswert und dazugehhörenden Temperatursensorwert, wobei der Kontrast des LCD-Displays unter anderem von Kontrastspannungswert der Kontrastspannung und der Temperatur abhängt, wobei eine Regelung der Kontrastspannung mit dem gespeicherten Kontrastspannungswert, dem gespeicherten dazugehhörenden Temperatursensorwert, und der gemessenen aktuellen Temperatur erfolgt.
Verfahren zum Betreiben nach Anspruch 16, wobei die Regelung der Kontrastspannung weiterhin den Kontrastspannungswert eines benutzerbedient eingestellen Kontrasts eines Testmusters auf dem LCD-Display und einen zu dieser Einstellung gehhörenden Temperatursensorwert benutzt.
Verfahren zum Betreiben nach Anspruch 17, wobei die Kontrastregelung den im Datenspeicher (24, 64) gespeicherten Kontrastspannungswert als Ausgangswert für die benutzerbedienbare Kontrastregelung verwendet.