DE2261245C3

DE2261245C3 - Anzeigevorrichtung mit einem Flüssigkristallelement

Info

Publication number: DE2261245C3
Application number: DE2261245A
Authority: DE
Inventors: Robert Charles Bound Brook Heuner; David Keith Flemington Morgan; Stanley Joseph Somerville Niemiec
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1971-12-16
Filing date: 1972-12-14
Publication date: 1975-10-09
Also published as: CA1004316A; CH562454A5; FR2167068A5; US3740717A; DE2261245B2; JPS4866989A; CH1835972A4; GB1405908A; CH558561A; DE2261245A1; JPS5128999B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

In jüngerer Zeit hat das Interesse an der Verwendung von Flüssigkristallen für Anzeigezwecke, wie die Wiedergabe von Fernsehbildern, Strichmustern, Ziffern usw. stark zugenommen. Bei diesen und anderen Anwendungen wird die Lebensdauer von Flüssigkrista'lmaterial besonders groß, wenn man zum Erregen und Löschen Wechselspannungen verwendet.

Aus der Zeitschrift »Applied Physics Letters« Nr. 9 vom 1. November 1971 (S. 335 bis 337) ist es

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bekannt» an ein Flüssigkristallelement, das im nicht nung, deren Gleichspannnngskomponenten niedriger tichtsteeuenden Zustand gehalten werden soll, gleich- sein müssen als ein Schwellwert, bei dem das Flüssigzeiäg sowohl Signale relativ niedriger Frequenz als kristallmaterial erregt wird, unabhängig von der zur auch Signale höherer Frequenz anzulegen. Die Span- Verfüguag stehenden Spannungsquelle eine optimale nung höherer Frequenz wird mit einer so großen 5 Lebensdauer ermöglicht Vorteilhaft ist ferner, daß Amplitude angelegt, daß eine Lichtsrreuwirkung der sich die Erfindung für verschiedene Arten von Flüs-Diederfrequenten Spannung entgegengewirkt wird. Es sigkristallmaterialien eignet, also nicht nur für die handelt sich um bipolare, d. h. um den Potentialwert uematischen Flüssigkristalle, die im erregten Zustand NuQ schwankende Wechselspannungen. Licht streuen. Ein anderer Vorteil der hier bescbrie-

Bei vielen Anwendungen ist jedoch die einzige io benen Anzeigevorrichtung ist darin zu sehen, daß sie Spannung, die für das Steuern des Flüssigkristall- eine schaltungstechnisch besonders einfache Anmatsrials ohne Schwierigkeiten zur Verfugung ge- steuerung von Flüssigkristallelementen ermöglicht, stellt werden kann, entweder eine Gleichspannung Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin-

oder eine unipolare Wechselspannung, d. h. eine dung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Wechselspannung, deren Amplitude sich z. B. zwi- 15 F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Platte von Flüssigschen dem Wert Null und irgendeinem positiven kristall-Anzeigevorrichtungen, welche vier Ziffernoda negativen Wert ändert. Anders ausgedrückt, hat anzeigevorrichtungen enthält, bei vielen Anwendungen die verfügbar,? Wechsel- Fig. 2 einen Schnitt durch eine der Ziffernanzeige-

Spannung eine von Null verschiedene Gleichstrom- vorrichtungen,

komponente Typische Beispiele hierfür sind Takt- 20 Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Matrixschalschaltungen und zeithaltende Systeme, die Verknüp- tung für die vier Ziffernanzeigevorrichtungen gemäß fungsglieder enthalten, z.B. für tragbare Rechen- Fig. 1, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden maschinen, Armbanduhren usw. Bei solchen Einrich- Erfindung darstellt, und

rangen ist die primäre Leistungsquelle häufig eine F i g. 4 eine graphische Darstellung des zeitlichen

Batterie, und die Amplitude der durch die Verknüp- 25 Verlaufes von Signalen, auf die bei der Erläuterung fungsschaltungen erzeugten wechselnden Spannun der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung gemäß gen ändert sich zwischen einem Wert wie Masse- F i g. 3 Bezug genommen wird, potential, der einer binären Null entspricht, und In Fig. 1 ist eine Platte mit vier Ziffernanzeige-

eüiem Wert wie 415 V, der einer binären Eins ent- vorrichtungen dargestellt, wie sie z. B. für Armbandspricht, um nur ein Beispiel zu geben. Es wurde aber 30 uhren, Rechengeräte u. dgl. verwendet werden kann, festgestellt, daß eine von Null verschiedene Gleich- Jede Anzeigevorrichtung enthält sieben Segmente, Stromkomponente die Lebensdauer des Flüssigkristall- z. B. IA bis IG, und eine Rückplatte, z. B. 1 . Die materials beeinträchtigt. Segmente und die Rückplatte der anderen Anzeige-

Bei Einrichtungen der oben erwähnten Art sind vorrichtungen sind mit IA bis IG bzw. 2 usw. behäufig auch Platzbedarf, Verdrahtung und die Korn- 35 zeichnet. Zwischen den sieben Segmenten einerseits nliziertheit der Verknüpfungsschaltungen problema- und der Rückplatte andererseits befindet sich Flustisch Hinsichtlich des Platzbedarfs und der Ver- sigkristallmaterial 5, das in der Querschnutsansicnt drahtung nehmen Flüssigkristall-Ziffernanzeigevor- Fig. 2 dargestellt ist. Bei dem Flüssigkristallmatenal richtungen ζ B nur einen verhältnismäßig kleinen handelt es sich vorzugsweise um eines vom nemati-Raum ein Es ist schwierig, die Anschlüsse der ver- 40 sehen Typ, das nach dem Prinzip der dynamischen schiedenen Segmente der Anzeigevorrichtung mit den Streuung arbeitet. Die sieben Segmente bestehen aus WrknüDfunesschaltungen zu verbinden, und wün- einem transparenten Leiter, und die Ruckplatte Dese ensweit die Anzahl der Anschlüsse der Flüssig- steht im Falle einer Durchsicht-Anzeigevorrichtung knstallanzeißevorrichtungen so klein wie möglich zu ebenfalls aus einem transparenten Leiter wahrend halten Die Verknüpfungsschaltungen sollen mög- 45 sie im Falle einer Reflektor-Anzeigevorrichtung aus liehst einfach sein. Die Verknüpfungsschauungen, die einem reflektierenden, elektrisch leitenden Material für die Steuerung einer einzigen Anzeigevorrichtung hergestellt wird. .

erforderlich sind? sollten ferner für sich allein, also Die sieben Segmente einer Anzeigevorrichtung be-

ohne daß eine entsprechende Anzahl solcher Ver- finden sich auf der Innenseite eines transparenten knupfungsschaltungen erforderlich ist, auch die übri- ₅o Bauteils, z. B. einer Glasplatte 6. In entsprechende Π Anzeigevorrichtungen versorgen können. Weise ist die Rückplatte auf der Innenfläche einer

%i SuTg legt die Aufgabe zugrunde, eine Glasplatte 7 angeordnet. Die Dicke der Flussigein?aihe A^zeigfvorrShtung anzugebenden Flüs- kristallschicht hängt von der Konstruktion ab und s Sallelement mit einer unipolar wechselnden bestimmt zusammen mit ^^re»/^a ^ * ,^ Spannung oder einer anderen bezüglich des Poten- ₅₅ plitude der Erregungsspannung, die c-rforderhcljst Swertes Null unsymmetrischen Spannung betrieben um das Flüssigknstallmaterial in den hchtstreuenden werden kann, ohne durch deren mittleren Gleich- Zustand zu bringen

einem vorgegebenen

zürn Erregen und Löschen Wechselspannungen verd ltid Mittlwert des

stromes gleich Null oder jedenfalls ki

findung hat den Vorteil, daß die Löschwechselspan-

Anzeigevorrichtung wegen der normalen Relaxationszeit des Materials und der Trägheit des Auges aus, als ob sie auch zwischen den Erregungsintervallen eingeschaltet wäre (d. h., daß das Flüssigkristallmaterial so aussieht, als ob es sich dauernd im lichtstreuenden Zustand befinde).

F i g. 3 zeigt, wie die Segmente geschaltet sein können, um dieses Resultat zu erreichen. Jede Zeile der dargestellten Matrix besteht aus einer der Anzeigevorrichtungen. Die Zeilenleiter entsprechen den vier Rückplatten 1' bis 4'. Die /!-Segmente aller vier Anzeigevorrichtungen sind mit einem gemeinsamen Leiter, nämlich dem A-Spaltenleiter (Fig. 3) verbunden. In ähnlicher Weise sind die ß-Segmente alle mit einem ß-Spaltenleiter, die C-Segmente alle mit einem C-Spaltenleiter usw. verbunden. Die Flüssigkristallelemente bei den Überkreuzungen der Zeilen und Spalten sind durch die Zeilen- und Spalten-Nummern bezeichnet. In der Zeile 1 befinden sich also beispielsweise die Elemente entsprechend den Segmenten IA, 1B, 1C usw. und in der Spalte 1 befinden sich die Elemente entsprechend den Segmenten IA, 2 A, ZA usw. der Fig. 1. Jedes Element besteht aus einem Flüssigkeitsvolumen zwischen einem Segment und der Rückplatte, und sein Ersatzschaltbild ist ein Widerstand verhältnismäßig hohen Wertes mit einer verhältnismäßig kleinen Kapazität.

Mit jedem Spaltenleiter ist ein Exklusiv-ODER-Glied 11. 12 ... bzw. 17 verbunden. Einer Eingangsklemme jedes dieser Exklusiv-ODER-Glieder wird eine unipolare wechselnde Steuerspannung von 64 Hz von einer Klemme 10 α zugeführt, während der anderen Klemme eine Segmentsteuerspannung von entsprechenden Klemmen α bis g zugeführt wird. Die Amplitude der unipolaren Steuerspannung ändert sich zwischen zwei Werten, wie Null Volt entsprechend einer binären 0. und -+ 15 Volt entsprechend einer binären 1. Die Steuerspannungen an den Klemmen α bis g sind Steuergleichspannungen, die die Werte Null oder -* 15 Volt annehmen können.

Mit jedem Zeilenleiter ist eine Gruppe von zwei dualen Torschaltungen verbunden. Da die Gruppen alle gleich sind, genügt es. die der Zeile 1 zugeordnete Gruppe zu beschreiben. Jede duale Torschaltung besteht aus einem MOS-Transistor 20 oder 22 mit η-Kanal und aus einem MOS-Transistor 21 oder 23 mit p-Kanal. Die GATE-F.lektroden des Transistors 20 und des Transistors 23 sind mit einer Klemme 24 verbunden, der ein Zeichenwählsignal </>, zugeführt wird. Dieses Zeichenwählsignal wird ferner über einen Negator 25 den GATE-Elektroden des Transistors 21 und des Transistors 22 zugeführt.

Die 64-Hz-Erregungsspannting wird außer deT Klemme 10 a auch noch einer Klemme 10 zugeführt, welche mit dem einen Ende der parallelgeschalteten Kanäle des Transistors 20 und des Transistors 21 verbunden ist. Dem einen Ende der paraüelgeschaltetea Kanäle des Transistors 22 und des Transistors 23 wird eine Löschspannung von 4096 Hz zugeführt. Die anderen Enden der paraflelgeschalteten Kanäle dieser Transistoitn und der parallelgeschalteten Kanäle der Transistoren 21 und 22 sind mit der Zeile 1 verbunden.

Wie erwähnt, wird der Klemme 24 ein Zwischenwählsignal Φ, zugeführt. Dieses Signal wählt in diesem Falle die erste Ziffernanzeigevonichtung. also die Ziffernanzeigevonichtung der Zeile 1. Zum Au^- der zwiiim Ziffcrnanzeicevorrichtimg. also der der Zeile 2, dient ein Zeichenwählsignal Φ₂, das an der Klemme 34 zugeführt wird, und in entsprechender Weise dienen Zeichcnwählsignale Φ₃ bzw. Φ₄ an Klemmen 35 bzw. 36 zur Wahl der Zeile 3 bzw. 4. Die Arbeitsweise der in F i g. 3 dargestellten Schaltungsanordnung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. Während der Zeitspanne /₀ bis Z₁ hat das Zeichenwählsignal Φ₁ den Wert +15 Volt und stellt die Binärziffer 1 dar. Die Zeichenwählsignale Φ₂, Φ₃ und Φ₄ sind Null Volt entsprechend einer binären Null. Das Zeichenwählsignal Φ_ι gelangt direkt zur GATE-Elektrode des Transistors 20, der dadurch eingeschaltet wird, und außerdem über den Negator 25 zur GATE-Elektrode des Transistors 21, der dadurch ebenfalls eingeschaltet wird. Die duale Torschaltung aus den Transistoren 20 und 21 ist dadurch also aufgetastet, und das unipolare 64-Hz-Steuersignal wird von ihr zur Zeile 1 durchgelassen. Das Zeichenwählsignal Φ₁ liegt ferner an der GATE-Elektrode des Transistors 23, der dadurch gesperrt wird, und über den Negator 25 an der GATE-Elektrode des Transistors 22, der ebenfalls gesperrt wird. Die duale Torschaltung aus den Transistoren 22 und 23 ist dadurch gesperrt, und das 4096-Hz-Löschsignal kann nicht zur Zeile 1 gelangen.

Bei den Zeilen 2, 3 und 4 sind die Verhältnisse gerade umgekehrt. Zum Beispiel ist das Zeichenwählsignal Φ₂ an der Zeile 2 gleich Null Volt. Die duale Torschaltung aus den Transistoren 20-2 und 21-2 ist dadurch gesperrt, während die andere duale Torschaltung aufgetastet ist. Durch die duale Torschaltung aus den Transistoren 22-2 und 23-2 gelangt daher das 4096-Hz-Löschsignal zur Zeile 2, während die gesperrte duale Torschaltung aus den Transistoren 20-2 und 21-2 verhindert, daß die 64-Hz-Erregungsspannung zur Zeile 2 gelangt. Den Zeilen 3 und 4 wird in entsprechender Weise die 4096-Hz-Löschspannung zugeführt.

Ein Exklusiv-ODER-Glied liefert bekanntlich das Ausgangssignal L (entsprechend der Binärziffer 1) dann und nur dann, wenn eines der Eingangssignale den Wert 1 hat und das andere den Wert Null, während es das Ausgangssignal Null liefert, wenn beide Eingangssignale 1 oder beide Eingangssignale Null sind. Angenommen, die Segmentsteuerspannung an der Klemme α stelle eine 1 dar (sie habe also den Wert +15VoIt). Wenn in diesem Falle das 64-Hz-Erregungssignal einer 1 entspricht, liefert das Exklusiv-ODER-Glied 11 ein Ausgangssignal des Werts 0, während es ein Ausgangssignal des Wertes 1 erzeugt, wenn die 64-Hz-Erregungsspannung dem Wert 0 entspricht. Mit anderen Worten gesagt, wenn eine Segmentsteuerspannung, wie an der Klemme a. eine 1 darstellt liefert das Exklusiv-ODER-Glied ein Ausgangssignal. das komplementär zu der ihm zugeführten 64-Hz-Rechteckschwmgung ist Wenn andererseits eine Segmentsteuerspannung an der Klemme c den Wert 0 hat, liefert das betreffende Exklusiv ODER-Glied ein Ausgangssignal, das mit den 64-Hz-Signal übereinstimmt also mit diesem phasengleich ist. welches an der zweiten Eingangsk!emm< des Exklush -ODER-Gliedes liegt

Im Betrieb gibt man den Segmentsteuerepannun gen an den Klemmen α bis g der Exklusiv-ODER Glieder 11 bis 17 solche Werte, daß diejenigen Seg mente der Anzeigevorrichtung, die der wiederzu gebenden Ziffer entsprechen, eingeschaltet werfen Wenn 7. B die der Zeile 1 entsprechende Ziffern

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anzeigevorrichtung die Ziffer »3« wiedergeben soll, sei beispielsweise angenommen, diiß die Anzeigevormüssen die Segmente der Spalten Λ,Β, C, D sowie G richtung der Zeile 2 ausgewählt ist, die Anzeigeeingeschaltet und die Segmente der Spalten £ und F vorrichtung der Zeile 1 nicht ausgewählt ist und das ausgeschaltet werden. Hierzu gibt man den Segment- C-Segment IC der Zeile 2 erregt, also eingeschaltet Steuerspannungen an den Klemmen a, b, c, d und g 5 ist Diese Situation entspricht nur der Zeitspanne Z₁ einen der Binärziffer 1 entsprechenden Wert bis Z₂ der letzten Kurve in Fig. 4, die die Spannung ( + 15VoIt), während die Segmentsteuerspannungen an einem Flüssigkristallelement entsprechend dem an den beiden übrigen Klemmen e und / den Wert Segment IC einer nicht ausgewählten Anzeigevor-NuIl (O Volt) entsprechen. Im ersten Falle, d. h. zum richtung darstellt. Die Spannung an der Zeile 1 ist Beispiel, wenn die Segmentsteuerspamnung an der io das 4096-Hz-Löschsignal. An der Spalte C liegt ein Klemme c den Wert 1 hat und die Zeile 1 angewählt 64-Hz-Signal, das gegenphasig zum 64-Hz-Signal und wird, ist das auf dem Spaltenleiter C erscheinende der Klemme 10 a ist. Während der Zeit, in der die 64-Hz-Erregungssignal komplementär zum 64-Hz- Spalte C auf O Volt liegt ändert sich die Amplitude Signal an der Zeile 1. Diese Verhältnisse sind in der Spannung an der Zeile 1 zwischen O und F i g. 4 für das Zeitintervall Z₀ bis Z₁ in den letzten 15 +15 Volt mit der Frequenz 4096 Hz, wie in der vier Kurven dargestellt. Das durch die letzte Schwin- ersten Hälfte Z₁ bis Z₁ „ der Zeitspanne Z₁ bis Z₁ dargung dargestellte Resultat besteht darin, daß wäh- gestellt ist. Während sich die Spalte C auf +15VoIt rend eines halben Zyklus Z₀ bis Z_{0 β} 15 Volt im einen befindet, ändert sich die Spannung an der Zeile 1 Sinne (positiv) am Flüssigkeitskristall liegen, wäh- zwischen O und —15 Volt mit der Frequenz 4096Hz, rend in dem anderen halben Zyklus Z_{0 α} bis Z₁ am 20 so daß am Flüssigkristallelement entsprechend dem Flüssigkristall —15 Volt liegen. Diese Spannungs- Segment Ic die für die letzte Hälfte Z₁ „ bis t_t der werte reichen aus, um den Flüssigkristall in den licht- Zeitspanne von Z₁ bis Z₂ dargestellte Spannung erstreuenden Zustand zu bringen. Die auf diese Weise scheint.

angelegten Spannungen bewirken eine »Gegentakt«- Die Frequenz 4096 Hz liegt im Löschfrequenz-Erregung des Flüssigkristallelements mit der Wir- as bereich, d. h. eine Spannung dieser Frequenz bekung einer bipolaren Wechselspannungserregung wirkt, daß das Flüssigkristallmaterial seinen nicht-(mit positiven und negativen Halbwellen), bei der streuenden Zustand annimmt. Eine Theorie erklärt der Mittelwert des den Flüssigkristall durchfließen- dies dadurch, daß die Ionen, die die turbulente Beden Stromes gleich Null ist. wegung der Domänen des Flüssigkristallmaterials Wenn ein Segment einer ausgewählten Anzeige- 30 bewirken, in einem schnell wechselnden Feld keine vorrichtung nicht angesteuert werden soll, wird die große Strecke zurücklegen können. Sie schwingen betreffende Segmentsteuerspannung zu Null gemacht vielmehr um eine Gleichgewichtslage und bewegen Angenommen, es sei z. B. die Steuerspannung / = 0, sich dabei während jeder Halbwelle nur eine sehr während das 64-Hz-Erregungssignal an der Zeile 1 kleine Strecke, ohne die Domäne des Flüssigkristallauftritt. In diesem Fall ist dann das 64-Hz-Signal an 35 materials zu stören. Da die Spannung am Flüssigder Spalte F in Phase mit dem 64-Hz-Signal an der kristallmaterial während einer solchen Zeitspanne, Zeile 1 und die resultierende Spannung am Flüssig- z. B. zwischen Z₁ und Z₁₀ eine zwischen 0 und 15 Volt kristallelement entsprechend dem Segment IF «st schwankende unipolare Spannung ist, tritt am Flüsdementsprechend Null. Die Verhältnisse sind ahn- sigkristallmaterial eine Gleichspannungskomponente lieh, wie es in den letzten vier Diagrammen der 40 von +7,5 Volt auf. Eine solche Gleichspannungs-F i g. 4 für die zweite Zeitspanne Z₀ bis Z₁ dargestellt komponente könnte bei ausreichender Amplitude ist. Man kann dies als »Gleichtaktbetrieb« ansehen, (z. B. mehr als etwa 10 Volt) ausreichen, um das bei dem die tatsächlich am Flüssigkristall liegende Flüssigkristallmaterial in den lichtstreuenden Zustand Spannung gleich Null ist wie das letzte Diagramm zu bringen, sie wird jedoch so gewählt, daß sie unter in der zweiten Periode Z₀ bis z, zeigt. 45 dem für den streuenden Zustand des Flüssigkristall-Wenn also irgendeine Anzeigevorrichtung aus- materials erforderlichen Schwellwert liegt so daß gewählt ist, kann jedes spezielle Segment diese An- also keine Streuung von Licht eintritt Wie bereits Zeigevorrichtung entweder eingeschaltet (wobei das erwähnt hängt der Schwellwert bei dem das Flüssig-Licht am Ort des Segmentes gestreut wird) oder aus- kristallmaterial licht zu streuen beginnt von vergeschaltet (wobei am Ort des Segmentes kein Licht 50 schiedenen Parametern ab, wie der Dicke der Flüsgestreut wird) sein. Wenn ein Segment eingeschaltet sigkristallschicht, dem Flüssigkristallmaterial usw. ist liegt am Flüssigkristallmaterial eine unipolare und man kann die Spannung so bemessen, daß dei wechselnde Spannung von 15 Volt Mit anderen mittlere Gleichspannungswert unter diesem Schwell Worten gesagt, wird dasselbe erreicht wie mit einer wert liegt

bipolaren Wechselspannung, deren Amplitude von 55 Es bleibt nun immer noch das Problem, daß dei

Spitze zu Spitze gerechnet 30VoIt beträgt nnd bei mittlere Gleichspannungspegel von +7,5 Volt du

der der den Flüssigkristall durchfließende Gleich- Lebensdauer des Flüssigkristallmaterials herabsetzt

strom im Mittel gleich Null ist Wenn on Segment wenn er nicht kompensiert wird. Bei der vorliegen

einer ausgewählten Anzeigevorrichtung nicht erregt den Einrichtung ist jedoch eine solche Kompensatioi

werden soll, wird das unipolare Signal von 15 Volt 60 gewährleistet Bei der folgenden Zeitspanne Z₁ „ bis I

dem Flüssigkristallmaterial im Gleichtakt zugeführt, wirkt nämlich auf das Flüssigkristallmaterial ein

so daß sowohl die resultierende Wechselspannung Spannung ein, deren Amplitude mit der Frequen

als auch die resultierende Gleichspannung am FIüs- 4096 Hz von 0 bis —15 Volt schwankt Hier betrag

sigkristallmaterial NuD sind. mm die Gleichspannungskomponente am Flüssig

Solange eine Anzeigevorrichtung nicht ausgewählt 65 kristallmaterial — 7,5 Volt Diese Gleichspanmm

ist erscheint an ihrem Flüssigkristallmaterial eine von — 7.5 Volt die während der Zeitspanne Z_{1 α} bis ι

mit der Frequenz 4096 Hz schwankende unipolare am Flüssigkristallmaterial liegt ist nun genau enl

Spannung, wie es unten in F i g. 4 dargestellt ist Es gegengesetzt gleich dem Gleichspannungsanteil vo

+ 7,5 Volt, der während der gleich langen Zeitspanne f, bis ίj_a am Flüssigkristallmaterial liegt. Während der ganzen Zeitspanne von I₁ bis f₂ ist also die mittlere Gleichspannung am Flüssigkristall gleich Null.

Die obigen Erläuterungen gelten für den Fall, daß es in einer nicht ausgewählten Zeile ein Segment gibt, das gelöscht wird, während ein entsprechendes Segment (in der gleichen Spalte) in einer ausgewählten Zeile erregt wird. In der Zeitspanne t_a bis t₀ der letzten Kurve in Fig. 4 ist nun der Fall dargestellt, daß das Segment IC in der Zeile 1 gelöscht wird, während sich gleichzeitig das Segment 4 C in der ausgewählten Zeile 4 im abgeschalteten Zustand befindet. Die Verhältnisse liegen hier jedoch genau so wie bei dem Segment IC während der Zeitspanne t_t bis I₂ mit der Ausnahme, daß die Phasenlage anders ist. Während der Zeitspanne t₃ bis t_sa ist die mittlere Gleichspannung am Flüssigkristallelement bzw. Segment IC gleich —7,5 Volt, während die mittlere Gleichspannung am Flüssigkristallelement während der zweiten Hälfte der Periode, d. h. zwischen ί,_α und t_t gleich +7,5VoIt ist Über die ganze Zeitspanne ί, bis i„ gemittelt ist also die Gleichspannung am Flüssigkristallelement Null.

Jedes Element einer nicht ausgewählten Anzeigevorrichtung, d. h. jeder nicht ausgewählten Zeile, liegt also dauernd an der 4096-Hz-Spannung. Bei der Anzeigevorrichtung gemäß Fig. 1 liegt diese Spannung also an der" Rückplatte. Während der einen Hälfte jeder Zeitspanne, in der die betreffende Anzeigevorrichtung nicht ausgewählt ist, liegt an den Segmenten einer nicht ausgewählten Zeile eine mittlere Gleichspannung von +7,5 Volt und während der anderen Hälfte der Zeitspanne liegt an den Segmenten eine mittlere Gleichspannung von — 7,5 Volt. Für die ganze Zeitspanne ist also die mittlere Gleichspannung gleich Null. Um ein einwandfreies Arbeiten zu gewährleisten, sollen die Gleichspannungskomponenten von +7,5 Volt bzw. —7,5 Volt unter der

ίο Schwellwertspannung liegen, bei der das Flüssigkristallmaterial Licht zu streuen beginnt

Im ganzen gesehen, können also die vier Anzeigevorrichtungen der Einrichtung gemäß Fig. 1 im Zeitmultiplexbetrieb betrieben werden, d. h. daß zu

is einem vorgegebenen Zeitpunkt jeweils nur eine Anzeigevorrichtung eingeschaltet ist Die Einschaltdauer, also die Zeitspanne, in der sich der Flüssigkristall im lichtstreuenden Zustand befindet, soll so lang sein und die Zwischenräume zwischen den Einschalt perioden sollen so kurz sein, daß kein nennenswertes Flimmern auftritt. Dies ist jedoch lediglich eine Frage der Konstruktion.

Die vorliegende Einrichtung hat den Vorteil, daß die Anzahl der Ausgangsleitungen oder Anschlüsse der Anzeigeplatte gemäß Fig. 1 sehr klein ist. Es sind nämlich insgesamt 28 Segmente und vier Rückplatten vorhanden, diese sind jedoch, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so geschaltet, daß für das ganze Paneel nur elf Leitungen oder Anschlüsse (sieben

Spalten und vier Zeilen) benötigt werden. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anzeigevorrichtung mit einem Flussigkristail·- element, das durch eine von einer Wähleinrichtang während einer ersten Zeitspanne angelegten Erregungswechselspannung erregbar ist, und mit einer Einrichtung, die während einer zweiten Zeitspanne an das Element eine Löschwechselspannung anlegt,- deren Frequenz höher ist als die Frequenz, bei welcher das Flüssigkristallmaterial erregbar ist, dadurch gekennzeich- , net, daß die Löschwechselspannung (4096Hz) während eines Teiles (J₁ bis f_la) der zweiten Zeitspanne eine positive mittlere Gleichspanaangskomponente und während eines anderen Teiles (I₁ g bis ig) dieser Zeitspanne eine negative mittlere Gleichspannungskomponente hat.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungswechselspannung und die Löschwechselspannung bezüglich dem Potentialwert Null unipolare Spannungen sind.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungswechsel- as spannung und die Löschwechselspannung symmetrische Spannungen sind und daß beide Teile der zweiten Zeitspanne (J₁ bis f₂) jeweils die Dauer aufeinanderfolgender Halbperioden der Erregungswechselspannung haben.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Löschwechselspannung an die eine Klemme und gleichzeitig die Erregungswechselspannung an die andere Klemme des Flüssigkristallelements anlegbar ist.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der am Flüssigkristallelement während der beiden Teile der zweiten Zeitspanne (I₁ bis I₂) liegende Gleichspannungsmittelwert der beiden Gleichspannungskomponenten der Löschwechselspannung wenigstens annähernd gleich Null ist.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungswechselspannung und die Löschwechselspannung mit wenigstens annähernd der gleichen Amplitude angelegt werden und der über zwei Halbperioden der Erregungswechselspannung gemittelte Gleichspannungspegel an dem Flüssigkristall wenigstens annähernd Null beträgt.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an das Flüssigkristallelement angelegten Ft- sungs- und Löschwechselspannungen jeweils Rechtecksignale sind.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zeitspanne (f_t bis f₂) gleich der ersten Zeitspanne (<. bis Z₁) ist.

9. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungswechselspannung von der Wähleinrichtung (20, 21, 13) an eine ausgewählte Zeile und in Phase oder außer Phase hiermit an alle Spalten einer Matrix anlegbar ist, deren Spalten (A bis C) und Zeilen (1 bis 4) durch das Flüssigkristallelement und eine Anzahl weiterer Elemente (1/4 bis AB usw.) gebildet sind, während die Löschwechselspannung an die übrigen Zeilen der Matrix angelegt wird.

10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlegen von Erregungswechselspannungen an die Zeilen eine Anzahl dualer Torglieder aus MOS-Transistoren (2© bis 23), wobei jede Zeile ein Torglied aufweist, sowie eine Einrichtung, welche das Torglied der gewählten Zeile einschaltet und diejenigen der übrigen Zeilen ausschaltet, vorgesehen sind.

11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zeile der Matrix eine Röckplatte (1, 2 usw.) einer Ziffernanzeigevorrichtung enthält, daß jede Ziffernanzeigevorrichtung eine mit der Anzahl der Spalten der Matrix übereinstimmende Anzahl von Segmenten (1/4, 2 A usw.) enthält, zwischen denen einerseits und der Rückplatte andererseits ein nüssigkristallmaterial angeordnet ist, und daß entsprechende Segmente der Ziffernanzeigevorrichtungen mit entsprechenden Spalten verbunden sind.

12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlegen der Löschwechselspannung eine zweite Anzahl dualer Torglieder mit MOS-Transistoren (22, 23) vorgesehen ist, und zwar ein Torglied für jede Zeile, sowie eine Einrichtung, welche gleichzeitig mit der Einschaltung desjenigen der ersten Torglieder, welches zu der gewählten Zeile gehört, die zu den nicht gewählten Zeilen gehörenden Torglieder der zweiten Anzahl einschaltet.

13. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlegen der Erregungswechselspannung an die Spalten mehrere Exklusiv-ODER-Glieder (11 bis 17) vorgesehen sind, die jeweils mit einer zugehörigen Spalte (A bis G) verbunden sind, ferner eine Einrichtung durch die allen Exklusiv-ODER-Gliedern eine unipolare wechselnde Spannung zuführbar ist, die sich zwischen den Binärziffern 0 und 1 entsprechenden Werten ändert, und eine Einrichtung, durch die den Exklusiv-ODER-Gliedern individuell eine Steuergleichspannung zuführbar ist, die jeweils einen der Binärziffer 1 oder der Binärziffer 0 entsprechenden Wert annimmt.