DE2238429B2 - Multiplex-Steuerungsschaltung - Google Patents

Description

der Mehrsegment-Elektrode schaltete, haben nicht den gewünschten Erfolg gebracht, da die Kapazität der Dioden in der gleichen Größenordnung wie die Kapazität der Flüssigkristall-Zelle liegt und bei hohen Abtastgeschwindigkeiten immer noch starke Einstreuungserscheinungen auftreten.

Außerdem ist normalerweise der Reststrom der Diode stark genug, um die Zelle zu betätigen, da der Widerstand der Flüssigkristall-Zelle in der Größenordnung von einigen Hundert Megaohm liegt.

Bekannte Multiplex-Steuerungsschaltungen der eingangs angegebenen Art (US-PS 34 99 112) arbeiten mit einem Rückenstreifen-Kommutatorschalter zum auswählbaren Verbinden einer Spannungsquelle mit den Rückenstreifen und einem Vorderstreifen-Kommutator zum auswählbaren Verbinden derselben Spannungsquelle mit den vorderseitigen Streifen. Bei solchen Steuerschaltungen läßt der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltvorgängen entstehende Zustand der Flüssigkristallschicht die Möglichkeit einer Minderung der erstrebten Kontrastwirkung der darzustellenden Zeichen zu, insbesondere können Einstreuerscheinungen auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Multiplex-Steuerungsschaltung der eingangs angegebenen Art in der Weise auszubilden, daß der Kontrast der damit ermöglichten Anzeige verbessert wird, ohne daß die zuverlässige Erreichbarkeit der gewählten Zellen und ihrer Segmente durch den Steuervorgang gefährdet wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Multiplex-Steuerungsschaltung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß ein Oszillator mit Widerständen zum Anlegen einer Lösch-Wechselspannung an die gemeinsamen Elektroden vorgesehen ist, die nicht von dem eine erste Einrichtung bildenden Schieberegister erregbar sind, und eine Einrichtung zum Synchronisieren des Schieberegisters und des eine zweite Einrichtung bildenden Zwischenspeichers mit Decodierer in der Weise, daß die gemeinsame Elektrode jeder Zelle gleichzeitig mit den segmentförmigen Elektroden zum Sichtbarmachen des in dieser Zelle darzustellenden Zeichens betätigbar ist.

Zweckmäßige und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Multiplex-Steuerungskreis für eine Mehrzeichen-Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung erhalten, die Einrichtungen umfaßt, mit deren Hilfe nacheinander ein Bezugs-Potential an die gemeinsame Elektrode aufeinanderfolgender Zeichen und eine Lösch-Wechselspannung an die gemeinsame Elektrode der übrigen Zeichen gelegt wird, und mit den Einrichtungen zum Anlegen eines Bezugs-Potentials synchronisierte Einrichtungen zum selektiven Erregen entsprechender, einzeln erregbarer Elektroden der Zeichen.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die ein Ausführungsbeispiel darstellende Zeichnung nachstehend eingehender beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte Ansicht der Frontfläche einer vierstelligen Flüssigkristall-Anzeigetafel,

Fig. 2 eine Schnittansicht der Anzeigetafel nach F i e. 1 und

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Multiplex-Steuerungsschaltung gemäß der Erfindung.

F i g. 1 und 2 zeigen eine Flüssigkristall-Anzeigetafel 11 für vier Zeichen, bei der jede der Zeichen-Zellen 13 aus einer lichtdurchlässigen Siebensegment-Elektrode 15 besteht, die auf die Oberfläche eines lichtdurchlässigen Substrats 17 (das aus Glas bestehen kann) aufgebracht werden ist. Eine gemeinsame Elektrode 19 ist auf ein Substrat 21 aufgebracht, das in geringem Abstand parallel zum Substrat 19 angeordnet ist. Die gemeinsame Elektrode 19 ist di-:kt gegenüber der Siebensegment-Elektrode 15 ange >rdnet. Die Elektrode 21 kann aus lichtdurchlässigem Werkstoff, wie Glas, gefertigt sein, je nach der Art, in der die Flüssigkristallschicht benutzt werden soll. Elektroden und Substrate können z. B. zweckmäßig aus NESA-Glas (eingetragenes Warenzeichen) hergestellt werden. Der kaum zvvisehen den Substraten ist mit einer Flüssigkristall-Substanz gefüllt.

Damit die Anzeigeeinrichtung nach dem Multiplexverfahren gesteuert werden kann, müssen die entsprechenden Segmente der Siebensegment-Elektroden 15 für jedes der Zeichen 13 miteinander parallel geschaltet werden. Man kann dies entweder mit AuGenanschlüssen oder aber zweckmäßiger durch — nicht dargestellte — Leiterbahnen tun, die auf das Substrat 17 aufgebracht worden sind. Die letztgenannte Alternative vermindert die erforderliche Zahl von Außenanschlüssen und ist daher vorzuziehen. An Punkten, an denen sie sich kreuzen, können die Leiterbahnen dadurch voneinander isoliert werden, daß man an den Kreuzungsstellcn eine dielektrische Schicht zwischen die Leiterbahnen aufbringt. Auch jede der gemeinsamen Elektroden 19 wird einzeln angeschlossen.

F i g. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuerungsschaltung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die anzuzeigende Information in Form von binär verschlüsselten Dezimalen von einer Datenquelle 23 geliefert, bei der es sich z. B. um einen Rechner, einen Taktgeber oder sonst eine andere Vorrichtung zum Erzeugen von numerischen Daten handeln kann. Jede Dezimalziffer ist aus vier Binär-Bits zusammengesetzt.

Die als Binär-Bits verschlüsselten Dezimaldaten werden von der Datenquelle 23, durch Taktgeberimpulse vom Taktgeber 25 veranlaßt, zum Dreibit-Serien/Parallel-Umsetzer 24 geleitet. Die Taktgebcrimpulse werden auch noch ir. den Daten-Übertragungsimpuls-Generator 27 eingespeist, der die Taktgeberfrequeor durch Vier teilt; dann überträgt jeder

vierte Taktgeberimpuls einen Steuerimpuls zum Einzelstellen-Zwischenspeicher 29. Das Eintreffen des Steuerimpulses im Zwischenspeicher 29 veranlaßt den letzteren zuerst, die drei Bits der Zahl zu lesen und zu speichern, die im Serien/Parallel-Umsetzer 24

gespeichert sind, woraufhin dann das vierte Bit von der Datenquelle 23 erzeugt wird. Der Zwischenspeicher 29 speichert diesen Vierbit-Zeichencode für vier Taktgeberperioden, bis der nächste Datenübertragungsimpuls erzeugt wird.

Der BinarVSiebensegment-Decodierer 31 empfängt und entschlüsselt die im Vierbit-Zwischenspeicher 29 gespeicherte, binär verschlüsselte Dezimalzahl und leitet in der jeweils entsrjrechenden ihrer

sieben Ausgangsleitungen einen Gleichspannungs- stets vor- und nach jeder Betätigung eines Segmentes Erregungspegel zur Anzeigetafel 11. Jede der sieben einer Siebensegment-Elektrode 15, was eine weitere Ausgangsleitungen vom Binär-/Siebensegment-De- Gewähr für die Verhütung von Einstreuungen Decodierer 31 ist mit einem der entsprechenden Seg- deutet.

mente der Siebensegment-Elektroden 15 jeder 5 Der Betätigungsgleichspannungs-Pegel an den Zeichen-Zelle 13 verbunden, so daß diejenigen Ausgangsleitungen des Decodierers 31 muß ausrei-Segmente der Siebensegment-Elektrode 15 sämtlicher chend hoch sein, um eine volle »EIN«-Spannung an Zellen 13, die der im Zwischenspeicher 29 gespei- die angesteuerten Segmente der angesteuerten Zelle cherten Ziffer entsprechen, für vier Taktgeberperi- 13 legen zu können. Da bei dem dargestellten Ausoden angesteuert werden. Die Übertragung der nach- io führungsbeispiel die gemeinsame Elektrode 19 der sten Ziffer aus dem Serien/Parallel-Umsetzer 24 zum angesteuerten Zelle 13 durch das Schieberegister 33 Zwischenspeicher 29 veranlaßt dann den Decodie- an Masse gelegt wird, muß der Ausgang des Decorer 31, diese nächste Ziffer zu entschlüsseln und die dierers zumindest gleich der Einschaltspannung der ihr entsprechenden Ausgangsleitungen unter Strom Flüsigkristall-Substanz sein, die normalerweise in zu setzen. 15 der Größenordnung von 30 Volt liegt.

Das Ausgangssignal vom Datenübertragung- Die Ausgangsspannung an den nicht angesteuerimpuls-Generator 27 wird auch noch als Schritt- ten Ausgangsleitungen des Decodierers 31 muß unimpuls an das Vierbit-Schieberegister 33 übertragen. terhalb der Schwellenspannung der Flüssigkristall-Einer der Ausgänge des Schieberegisters 33 befindet Substanz liegen, die normalerweise in der Größensich auf Bezugspotential (etwa Masse), während die 10 Ordnung von sieben Volt liegt.

anderen praktisch offene Stromkreise darstellen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird an Die Impulse vom Datenübertragungsimpuls-Genera- jede der Ausgangsleitungen des Binär/Siebensegtor 27 zum Schieberegister 33 veranlassen, daß die ment-Decodierers 31 über Widerstände — von z. B. einzelnen Ausgänge des Schieberegisters 33 nachein- etwa 100 Kiloohm, an den Schleifer des Potentioander an Masse gelegt werden, während die übrigen 25 meters 41 angeschlossen — eine Vorspannung anjeweils offenbleiben. geschlossen. Das Potentiometer 41 liegt zwischen

Die vier Ausgänge des Vierbit-Schieberegisters 33 einer Spannungsquelle V und Masse und kann im

sind an die gemeinsame Elektrode 19 jeder Flüs- dargestellten Ausführungsbeispiel einen Wert von

sigkristall-Zelle 13 angeschlossen. Das Schiebe- etwa 10 Kiloohm haben. Die Vorspannung wird so

register 33 arbeitet demzufolge so, daß es die ge- 30 eingestellt, daß sie etwas unter der Schwellenspan-

meinsame Elektrode 19 der Flüssigkristall-Zellen 13 nung der Flüssigkristall-Zelle liegt, normalerweise

nacheinander an Masse legt, und zwar jeweils für etwa sieben Volt. Diese Vorspannung hält einerseits

vier Taktgeberperioden. die sieben Ausgangsleitungen vom Binär/Siebenseg-

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Multi- ment-Decodierer 31 auf einem ganz bestimmten Peplex-Steuerungsschaltung beruht auf der Tatsache, 35 gel, wenn die Leitung stromlos ist anstatt sie erdfrei daß sich die Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung zu lassen, und trägt andererseits zum Kompensieren schnell wieder löschen läßt, indem man eine Wech- der von Null abweichenden Mittelwerte des Ausseispannung mit einer Frequenz zwischen 500 und gangs des Oszillators 35 bei. Wenn nämlich diese 5000 Hz anlegt. So ist ein Oszillator 35 über Wider- von Null abweichenden Mittelwerte des Ausgangs stände 37 an jede der Ausgangsleitungen des 40 des Oszillators 35 nicht kompensiert werden und an Schieberegisters 33 angeschlossen. Der Oszillator 35 die nicht an Masse liegenden, gemeinsamen Elekspeist in die gemeinsame Elektrode 19 der einzelnen troden 19 gelangen, können sie eine ungewollte Be-Flüsigkristall-Zellen 13 eine Lösch-Wechselspannung tätigung einiger der Segmente 15 hervorrufen. Dieser ein, und zwar jeweils mit Ausnahme derjenigen ge- Mittelwert kann von Null abweichen, wenn das meinsamen Elektrode 19, die an den an Masse ge- 45 Schieberegister 33 tätig wird, um die an die Auslegten Ausgang des Schieberegisters 33 angeschlos- gangsleitung angelegte Wechselstromspannung teilsen ist. Somit empfangen sämtliche nicht an Masse weise zu beschneiden oder gleichzurichten, wenn die liegenden Zellen 13 ständig eine Lösch-Wechselspan- Leitung nicht geerdet ist.

nung und können durch die vom Binär Siebenseg- Die Anzahl der mit einer einzigen Multiplex-

ment-Decodierer 31 kommenden Erregungspan- 50 Steuerungsschaltung ohne wahrnehmbares Flimmern

nungs-Pegel nicht betätigt werden. ansteuerbaren Flüssigkristall-Zellen 13 ist durch die

Es legt also die Schaltung eine Betätigungs-Gleich- spezifische Einschaltzeit der gegenwärtig bekannten spannung nur an die jeweils gewählten Segmente der Flüssigkristall-Substanzen 22 begrenzt. Damit die gewählten Zelle 13. Alle anderen Segmente der vier Anzeigeeinrichtung frei von erkennbarem Flimmern Zellen 13 empfangen entweder einen Löschspan- 55 arbeiten kann, muß jede Zelle mindestens 30mal nungs-Impuls — wenn die Zelle nicht gewählt ist — pro Sekunde angesteuert werden und die Steuerungsoder einen Gleichspannungspegel, der unter der Be- Gleichspannung mindestens 8 Millisekunden antätigungsschwelle der Zelle 13 liegt, wenn die Zelle gelegt bleiben, damit der größtmögliche Kontrast erzwar gewählt ist, jedoch durch den Binär/Sieben- reicht werden kann, so daß dies die Kriterien sind, segment-Decodierer 31 nicht gesteuert wird, so daß 60 die die Anzahl der mit einer einzigen Multiplex-Einstreuungen vollständig verhindert werden. Auch Schaltung ansteuerbaren Zellen begrenzen. Wenn ist die Ansprechgeschwindigkeit beim Datenwechsel Flüssigkristall-Substanzen gefunden werden sollten, der Anzeigeeinrichtung viel höher, da das Abschal- die ein schnelleres Ansprechvermögen haben, so ten der Anzeigeeinrichtung nicht durch die recht könnte man natürlich eine größere Anzahl von ZeI-langsam ablaufende Relaxation der Flüssigkristall- 65 len 13 ansteuern. Wenn man eine unterschiedlich Substanz bestimmt wird, sondern mit Hilfe der große Anzahl Zellen 13 ansteuern will, so braucht Löschspannung erfolgt. man lediglich die Anzahl der Stufen im Schieber-

Weitcrhin erfolgt das Anlegen der Löschspannung register 33 entsprechend zu ändern.

llicr/u 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 ' 2 Zelle für jedes wiederzugebende Zeichen umfaßt, Patentansprüche: wobei jede Zelle eine gemeinsame Elektrode und eine Mehrzahl von segmentförmigen Elektroden ent-

1. Multiplex-Steuerungsschaltung für eine Flüs- hält und jede der segmentfönnigea Elektroden eleksigliristall-Anzeigeeinrichtung zur Darstellung 5 trisch parallel zu der entsprechenden Elektrode der mehrerer Zeichen, die jeweils eine Zelle für anderen Zellen geschaltet ist, mit einer ersten Einjedes wiederzugebende Zeichen umfaßt, wobei richtung zum periodischen Anlegen einer Vorspanjede Zelle eine gemeinsame Elektrode und eine nung an die gemeinsamen Elektroden aufeinander-Mehrzahl von segmentförmigen Elektroden ent- folgender Zellen und mit einer zweiten Einrichtung hält und jede der segmentförmigen Elektroden io zum aufeinanderfolgenden Anlegen einer Erregungselektrisch parallel zu der entsprechenden Elek- spannung an die segmentförmigen Elektroden zum trode der anderen Zellen geschaltet ist, mit einer Identifizieren des in jeder Zelle wiederzugebenden ersten Einrichtung zum periodischen Anlegen Zeichens.

einer Vorspannung an die gemeinsamen Elek- Flüssigkristall-Substanzen sind normalerweise

troden aufeinanderfolgender Zellen und mit einer 15 durchsichtig; unter dem Einfluß eines elektrischen zweiten Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Feldes streuen sie jedoch einfallendes Licht und sind Anlegen einer Erregungsspannung an die dann nahezu undurchsichtig. Flüssigkristall-Substansegmentfömügen Elektroden zum Identifizieren zen in Form dünner Schichten werden als Anzeigedes in jeder Zeile wiederzugebenden Zeichens, vorrichtung benutzt, indem man bildweise und selekgekennzeichnet durch einen Oszillator 20 tiv ein elektrisches Feld an bestimmte Teile der (35) mit Widerständen (37) zum Anlegen einer Flüssigkristallschicht legt. Normalerweise befindet Lösch-Wechselspannung an die gemeinsamen sich die Flüssigkristall-Substanz einer solchen AnElektroden (19), die nicht von dem die erste Zeigevorrichtung zwischen in geringem Abstand von-Einrichtung bildenden Schieberegister (33) er- einandei angeordneten, transparenten Platten etwa regbar sind, und durch eine Einrichtung (25, 27) 25 aus Glas, auf welche die Elektroden aufgebracht zum Synchronisieren des Schieberegisters (33) worden sind. Eine dieser Anzeigeeinrichtungen, die und des die zweite Einrichtung bildenden Zwi- zur Darstellung alphanumerischer Informationen schenspeichers (29) mit Decodierer (31) in der Verwendung findet, besitzt eine auf eine der transpa-Weise, daß die gemeinsame Elektrode (19) jeder renten Tafeln aufgebrachte, herkömmliche Elektrode, Zelle (13) gleichzeitig mit den segmentförmigen 3° die aus sieben, in Form einer Acht angeordneten Elektroden (15) zum Sichtbarmachen des in die- Segmenten besteht, sowie auf der anderen Tafel ser Zelle darzustellenden Zeichens betätigbar ist. direkt gegenüber der Siebensegment-Elektrode, eine

2. Multiplex-Steuerungsschaltung nach An- gemeinsame Elektrode. Werden zwischen bestimmspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu- ten Siebensegment-Elektroden und der gemeinsamen sätzlich Einrichtungen (39, 41, V) zur Lieferung 35 Elektrode elektrische Felder erzeugt, so veranlassen einer Vorspannung an die einzeln ansteuerbaren sie die dazwischen befindliche Flüssigkristall-Sub-Segment-Elektroden (15) der Zeichen-Zellen (13) stanz, undurchsichtig zu werden. Normalerweise ist zur Anlegung eines unter dem Schwellen-Erre- sowohl die Siebensegment-Elektrods als auch die gungspotential der Flüssigkristall-Substanz (22) gemeinsame Elektrode durchsichtig; es sind jedoch liegenden Potentials enthält. 4° natürlich auch andere Elektrodenformen möglich.

3. Multipiex-Steuerungsschaltung nach An- Bei bisherigen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtunspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- gen mit mehrstelliger Anzeige mußten Parallelrichtungen (29, 31) zum selektiven Anlegen einer Steuerschaltungen benutzt werden. Schaltungen die-Erregungsspannung einen Zwischenspeicher (29) ser Art erfordern für jede Stelle der Anzeige eigene zum Speichern einer kodierten Anzeige eines 45 Decodierer zum Umwandeln der Eingabeinformaanzuzeigenden Zeichens und einen Decodierer tionen in selektive Erregungssignale für die einzel-(31) zum Entschlüsseln dieser Anzeige zwecks nen Segmente der Siebensegment-Elektrode und sie-Anlegung einer Erregungsspannung an ausge- ben Außenanschlüsse, die für jedes Zeichen aus der wählte dieser einzeln ansteuerbaren Segment- Anzeigeeinrichtung herausgeführt werden müssen, Elektroden (15) zur Darstellung des dieser ko- 5° so daß 7 · N plus 1 Außenanschlüsse notwendig sind, dierten Anzeige entsprechenden Zeichens um- wobei N die Anzahl der Zeichen darstellt.

fassen. Multiplex-Steuerschaltungen haben demgegen-

4. Multiplex-Steuerungsschaltung nach An- über insofern viele Vorzüge, als für alle Stellen der spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu- Anzeigeeinrichtung nur ein einziger Decodierer besätzlich eine Einrichtung (27) zum Synchroni- 55 nötigt wird und nur 7 + N Außenanschlüsse zur sieren des Auslesens des nächsten darzustellen- Anzeigeeinrichtung benötigt werden. Bisher ist aber den Zeichens durch den Zwischenspeicher (29) die Multiplex-Stuerung mehrstelliger Flüssigkristall- und des Anlegens der Vorspannung an die ge- Anzeigeeinrichtungen deshalb noch nicht befriedimeinsame Elektrode (19) des nächsten anzu- gend durchführbar gewesen, weil die Flüssigkristallsteuernden Flüssigkristall-Zeichens durch das 6° Substanz einen hohen spezifischen Widerstand beSchieberegister (33) zum aufeinanderfolgenden sitzt und ihr niedriges Erregungs-Schwellenpotential Anlegen einer Vorspannung enthält. bei herkömmlichen Multiplex-Steuerschaltungen zu

sehr starken Einstreuungserscheinungen führte. Das

äußerte sich in einem zu geringen Kontrast und in

65 der Erregung von Segmenten, die nicht erregt wer-Die Erfindung betrifft eine Multiplex-Steuerungs- den sollten.

schaltung für eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung Versuche, diese Probleme dadurch zu beseitigen,

zur Darstellung mehrerer Zeichen, die jeweils eine daß man Trenndioden in Serie mit jedem Segment