DE2406093C2 - Zeitmultiplex-Ansteuerverfahren für Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen - Google Patents

Zeitmultiplex-Ansteuerverfahren für Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen

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DE2406093C2
DE2406093C2 DE2406093A DE2406093A DE2406093C2 DE 2406093 C2 DE2406093 C2 DE 2406093C2 DE 2406093 A DE2406093 A DE 2406093A DE 2406093 A DE2406093 A DE 2406093A DE 2406093 C2 DE2406093 C2 DE 2406093C2
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Description

im selektierten Zustand in einer Hälfte der Abtastdauer (Tw) der Spannungspegel 0 und in der anücren
Hälfte Jer Abtastdauer(Tw)der Spannungspegel V0 und l2, ,. ,·
fl -4«.η.η zustand in der einen Hälfte der Abtastdauer (Tw) der Spannungspegel V3 V0 und in
der anderen Hälfte der Abtastdauer (Tw) der Spannungspegel V3 K0 und an d.e Signalling (L1)
im selektierten Zustand in der einen Hälfte der Abtastdauer (Tw) der Spannungspegel V0 und m der
anderen Hälfte der Abtastdauer (Tw) der Spannungspegel 0 und
im nichtselektierten Zustand in der einen Hälfte der Abtastdauer (Tw) der Spannungspegel V3 V0 und in
der anderen Hälfte der Abtastdauer (Tw) der Spannungspegel 2/3 V0
angelegt wird.
Die Erfindung betrifft ein Ansieuerverfahren zur Zeitmultiplex-Ansteuerung von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtuneen gemäß dem Oberbegriff aes einzigen Patentanspruchs.
Aus"Si Schrift »Journal oi Physics« D Band 5, 1972, Seiten 218 bis 225 ist ein Verfahren gemäß dem OberbegrififZ^Patentanspruchs bekannt, bei dem im selektierten Zustand ± V0 und sowohl im halbsdektier.en als auch im nichtselektierten Zustand die Spannung ± V3 V0 durch die Kombination von ± I1 V0 und ±: /„ V0 angelegt wird Dadurch wird am Anzeigeelement ein reiner Wechselspannungsbetrieb erreicht Wenn sokhc SDannungTn entgegengesetzter Polarität verwendet werden, entsteht für eine Integration der Schaltung cn wesentlicher Nachteil, weil dann bei dieser Integration NPN- und PNP-Transistoren ^^™1«^?"'"™ so daß der Schaltkreisaufbau kompliziert wird. Wenn d.e zwe. Spannungen entgegengesetzter Polantat von e^er Spannungsquelie, der parallel ein in der Mitte geerdeter Widerstand geschaltet ,st. abgeleitet werden, ergibt sich ein weiterer Nachteil im Rauschen des so verwendeten Widerstands. Deshalb verwende, man gewöhn ich S Mittelpunkt geerdete Spannungsquelle zur Erzeugung der Spannungen entgegengesetzter PoTarität. Dies ist jedoch unmöglich, falls die Spannungsquelle aus einer einz.gen Batterie oder einer ungcruu,-,, ZaAusOdne?DE-O5 2227 055 ist ein weiteres Verfahren zur Zeitmultiplexansteuerung einer FlüssigkriMullwicdergabetafel bekannt. Dabei wird eine unipolare Spannung 3 V gedrittelt und bildet die Spannungen 3 V 2 V V und10. Die den Abtastleitungen Xim selektierten Zustand angelegte Spannung betragt 3 V „ncI im mchtselekticrten Zustand 0 und die zur Ansteuerung der Signalleitung verwendete Spannung .st im selektierten Zustand und im nichtselektierten Zustand 2 V. Somit wird bei der DE-OS 22 27 055 e.n best.mmter spannungspegel zur Ans eue un8 der Abtast- bzw. Signalleitung jeweils im selektierten und nichtselektierten Zustand angelegt. Aus iie em Gmnd enthält die am Anzeigeelement anliegende Spannung eine Gleichspannungskomponcn^ somit keine reine Wechselspannung, wodurch die Lebensdauer der Flüssigkr.stallanzeigeelemente verringert
W'Demnach ist es Aufgabe der Erfindung, ein Multiplex-Ansteuerverfahren für numerische Flüssigkristall-An-
zeigednrichtungen zu ermöglichen, das zur Ansteuerung der Flüssigkristalle einen re.nen Wechselspannung'^-
trieb unter Verwendung einer unipolaren Ansteuerspannung ermöglicht. „Γ:ΓίΗ«ν
Die Lösung der obigen Aufgabe wird bei einem Zeitmultiplex-Ansteuerverfahren gemäß dem Obc. begriff des
Μ Patentanspruchs erfindungsgemäß durch die in seinem Kennzeichen angegebenen Merkmale realisiert.
Somit ergibt sich der Vorteil, daß durch das erfindungsgemäße Ansteuerverfahren angesteuerte Huss.gkristall Anzeigeelemente im Zeitmultiplexbetrieb mit niedriger Spannung ansteuerbar sind. Schaltelement, „ einer Durchbruchsspannung von V0 sind in den Segment- und Z.ffcrnansteuerschaltungcn mit guten Lrfolg verwendbar und arbeiter, zuverlässig. Außerdem sind diese Ansteuerschaltungen und andere Log.kschaltungcn enthaltende hochintegrierte Schaltungen in einfacher Weise ausfuhrbar.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt rfinfilini«
Fig. 1 das Blockschahbild einer numerischen Flüssigkristall-Anzcigec.nrichtung. die gemäß dem crf.ndungs-Ecmäßen Verfahren angesteuert wird·.
F i g. 2 und 3 bei der Erfindung vorzugsweise benutzte Ansteuerspannungs-Verläufe;
F i g. 4,5 und 6 Schaltbilder bevorzugter Ausgestaltungen der in F i g. 1 dargestellten Ansteuereinrichtung;
F i g. 7 Spannungsverläufe, die bei Verwendung der Ansteuereinrichtung von F i g. 4 an verschiedenen Teilen der Einrichtung gemäß F i g. 1 auftreten; und
F i g. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer 4ziffrigen jeweils sieben Segmentelektroden und eine s Dczimalpunktelektrode aufweisenden numerischen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung. Gemäß Fig. 1 hat eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung 1 sieben Segmentelektroden 2 an jeder von vier Ziffernstellen, und die jeweiligen gleich angeordneten Segmentelektroden 2 an den Ziffernstellen sind in der Einrichtung 1 miteinander verbunden und an sieben Segmentelektroden-Ansteuerleitungen (Signalleitungen) Lx angeschlossen. Für jede Ziffernstelle ist eine Ziffernelektrode 4 vorgesehen. Die Segmentelektroden 2 und die Ziffernelektroden 4 sind mit entsprechenden Segmentsteuerschaltungen 8 und Ziffernansteuerschaltungen 6 über die jeweiligen Signalleilungen L\ und Abtastleitungen L2 verbunden, daß sie von diesen Ansteuerschaltungen angesteuert werden. Die Ziffernansteuerschaltungen 6 und die Segmentansteuerschaltungen 8 werden im folgenden mit Ziffernansteucrfeld 5 bzw. Segmentansteuerfeld 7 bezeichnet
Ein Ziffernabtaster 9, der ein Ringzähler sein kann, legt ein Abtastsignal an das Ziffernansteuerfeld 5 an, und !5 ein Taktsignalgenerator 14 legt ein Taktsignal mit einer Frequenz 2/« an das Ziffernansteuerfeld 5 an. Die Abtaslfrequenz des Abtastsignals ist synchron mit einer Frequenz {r eines von einem weiteren Taktsignalgenerator 13 erzeugten Taktsignals. Ein Ausgangssignal eines Zeichengenerators 10, der ein 7-Segmünt-Decoder sein kann, wird dem Segmentansteuerfeld 7 zugeführt, dem außerdem das Taktsignal vom Taktsignalgenerator 14 zugeführt wird.
Ein NICHT-Glied oder Inverter 15 ist vorgesehen zum Umkehren der Phase des dem Ziff<-.'iiansteuerfeld 5 vom Taktsignaigeneraior i4 zugeführten Taktsignais, so daß die Phase des dem Ziffernansteuerfeld 5 zugeführten Taktsignale der Phase des dem SegnK-iitansteuerfeld 7 zugeführten Taktsignals entgegengesetzt ist Das Ausgangssignal des Zeichengenerators 10 \'Λ synchron mit dem vom Taktsignalgenerator 13 erzeugten Taktsignal, so daß eine Synchronisierung mit der Ziffernabtastung erreicht wird. Ein Eingangssignal zum Bestimmen des Ausgangszeichens des Zeichengenerators 10 wird von einem Speicher 11 zugeführt, der die in den einzelnen Ziffernstellen anzuzeigenden Zeichen speichert, und das Ausgangssignal des Speichers 11 ist synchron mit dem vom Taktsignalgenerator 13 erzeugten Taktsignal, um eine Synchronisierung mit der Ziffernabtastung zu erreichen.
So wird die im Speicher 11 gespeicherte Zeicheninformation in ein Ansteuersignal für die. numerischen Flüssigkrisiall-Anzeigeeinrichtung 1 umgewandelt, und dieses Ansteuersignal wird im Zeitmultiplexbetrieb an die vier Ziffernstelien der Anzeigeeinrichtung 1 angelegt zum Anzeigen der Zeichen; d. h. die Erneuerung der Inhalte des Speichers 11 wird von einer Eingabeeinheit 12 für angezeigte Zeichen durchgeführt, die im Falle eines elektronischen Tischrechners mit einer Recheneinheit und im Fall einer Uhr mit einer Taktgeberschaltung verbunden sein kann.
F i g. 2 zeigt bei der Erfindung vorzugsweise angewandte Ansteuerspannungsverläufe. Der Pegel eines Segmentsignals V1. eines Ziffernsignals V1 und eines Anzeigepunktsignals Vx- V, ist veränderbar in Abhängigkeit vom gewählten, halbgewählten und nichtgewählten Zustand. In F i g. 2 ist Vo der Spannungspegel, der den S'.reuzustand der Flüssigkristalle erzeugt. Es ist ersichtlich, daß das Segmentsignai V, während des gewagten Zustands und während einer Abtastdauer Tw von Vo zu 0 geändert wird, während das Ziffernsignal Vy während des gewählten Zustands von 0 zu V0 und während des nichtgewähhen Zustands von 2/3 V0 zu V3 V0 geändert wird. Infolgedessen ist das dem Anzeigepunkt zugeführte Signal V,— V, im gewählten Zustand ± Vq und im halbgewählten Zustand ± V3 V0. Im ungewählten Zustand ist die Phase dieses Signals derjenigen im halbgewählten Zustand entgegengesetzt, und die Spannung dieses Signals ist ± Vj V0.
Der gewählte Zustand bezeichnet den Zustand, in dem die Ziffern- und Segmentelektroden gleichzeitig gewählt sind; der halbgewählte Zustand bezeichnet den Zustand, in dem entweder nur die Ziffernelektroden oder nur die Segmentelektroden gewählt sind; und der nichtgewählti; Zustand bezeichnet den Zustand, in dem weder die Ziffernelektroden noch die Segmentelektroden gewählt sind. Daher nimmt der Flüssigkristall (Anzeigepunkt) zwischen der gewählten Ziffernelektrode und der gewählten Segmentelektrode einen Streuzustand an, während dies nicht der Fall ist, wenn diese Elektroden halbgewählt oder nichtgewählt sind. Eine an den Flüssigkristall zwischen der halbgewählten oder nichtgewählten Ziffern- und Segmentelektrode angelegte Spannung wird üblicherweise als Einstreu- oder »Übersprech«-Spannung bezeichnet und in Fi g. 2 auf V3 Vo gemittelt.
F i g. 3 zeigt eine Zeitmultiplex-Ansteuerung mit einem Taitvti hiltnis von
/V T
(Tw ist die Abtastdauer und Tdie Dauereines Abtastzyklus). In diesem Fall b< der effektive Wert Vs\ der an den gewählten Punkt angelegten Spannung gegeben durch
Vo- (D
Der effektive Wert vS2 der an den halbgewählten oder nichtgewählten Punkt angelegten Spannung ist gegeben durch
vs-> = V1 Vn n\
Es sei angenommen, daß Vlh der effektive Wert der Schwellenspannung des Reehtccksignnls /um F.r/eugen des Streuzustandes des Flüssigkristall ist. Dann muß zum Ansteuern der numerischen Flüssigkrisiall-An/cigceinrichtung im Zeitmultiplexbetrieb unter Vermeidung von Störungen durch Störspannungen die folgende Beziehung gelten zwischen V,h. v.s-| entsprechend Gleichung (1) und i\> entsprechend Gleichung (2):
V52 ύ V,η S v.yι (J)
Wenn man v.si und vsi in Gleichung (3) durch diese Werte entsprechend den Gleichungen (I) und (2) ersetz! zum Erhalt der Beziehung zwischen V,h und V0, so ergibt sich:
15 Für N = 4,d. h.dasTastverhältnis 1/4, wird Gleichung (4):
V/3 Vlh < V0 < 3 V,„ Für N = 8,d. h.das Tastverhältnis i/o. wird Gleichung(4):
3 /2
Mit N = 4 und V1/, = 6 V wird also Gleichung (5) zu 10,4 V < V0 < 18 V. und bekanntlich sind numerische Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungen mit sehr niedriger Spannung ansteuerbar.
Fig. 3(A) und 3(B) zeigen die Verläufe des an den gewählten Punkt angelegten Signals und des an den halbgewählten und den nichtgewählten Punkt angelegten Signals, rrl\ N = 4.
Fig.4, 5 und 6 zeigen verschiedene praktisch verwendbare AnsteuerschalUingcn 6 und 8 gemäß I"ig. 1. Gemäß Fig.4 hai die Ansteuerschaltung drei Schalttransistoren Q1. Q2 und Qi. Widerstände R. 2R und 4R, NOR-Glieder 22, 23 und 24 und ein NICHT-Glied 21. Das Adreßsignai A wird an das NICHT-Glied 21 und die NOR-Glieder 23 und 24 angelegt, während das Taktsignal Can die NOR-Glieder 22 und 23 ur.gclcgi wird.
Tabelle I zeigt die »Ein«-»Aus«-Zustände der Schalttransistorcn Qi. Q; und Qi und die Ausgangsspannung in bezug auf das Adreßsignal A und das Taktsignal C. die der Ansteuerschaltung gemäß F i g. 4 zugeführt werden.
Tabelle I
Adreßsignal A
Taktsignal C
»Ein-i-Transistor
Ausgangsspan reling
Qi Qi
Q^
1Z1 V0
'/j V0
0
V0
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß durch geeignete Kombination des Adreßsignals A und des Taktsignals C'jede gewünschte Ausgangsspannung2/) V0. V3 V0-O und V0 erhalten werden kann.
Die Ansteucrschaltung gemäß Fig. 5 hat drei Schalttransistoren Qi. <?j und Qi. Widerstünde /?i und #>, NOR-Glieder 32 und 33. NICHT-Glieder 31 und 34 sowie Dioden D, und D2. Das Adreßsignal ,4 wird an das NICHT-Glied 31 und das NOR-Glied 32 angelegt, während das Taktsignal an das NOR-Glied 32 und das N ICHT-Glied 34 angelegt wird.
Die Tabelle H zeigt die »Ein«-»Aus«-Zustände der Schalttransistoren Qi —Qj und die Ausgangsspannut, j in bezug auf das Adreßsignal A und das Taktsignal C, die der Ansteuerschaltung zugeführt werden.
Tabelle 11 Taktsignal C »Ein«-Transistor Ausgangsspannung
Adreßsignal A 0
1
0
1		 Qi-Q3
<?.
Qi 		V3 V0
-V3 V0
V0
0
0
0
1
1
Die Ansteuerschaltung gemäß Fig.6 ist im wesentlichen wie die Schaltung gemäß Fig.5 ausgelegt mit Ausnahme der Lage der Dioden D\ und D^. Die Tabelle III zeigt die »Ein«-»Aus«-Zustände der Schalttransistoren Qi- Q3 und die Ausgangsspannungcn in bezug auf das Adreßsignal A und das Taktsignal C. die der Ansteuerschaltung zugeführt werden.
Tabelle III Ii
AdreUsignaM Taktsignal C »Ein«-Transistor Ausgungsspannung :
0 0 C?i.C' 7j V0 5 l·'
0 I Oi 2/j V0 i'j
ι o - V0 I
1 I Qs 0 a
Das AdreUsignal 4 gemäß Fig. 4 —6 ist das Ausgangssignaides Ziffernabtasters 9 und des Zeichengenerators io 10gemäß Fig. I.
F i g. 7 zeigt Betricbsspannungsverläute. die während fortlaufender Zeilenabtastung an verschiedenen Teilen der numerischen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung auftreten, wenn die Ansteuerschaltungen gemäß Fig. 4 ausgebildet sind und das Tastverhältnis 1/4(A/ = 4) ist.
Fin Scgmcnt-Taklsignal C, mit dem gezeigten Verlauf wird an die Segment-Ansteuerschaltung angelegt, und 15 ein ,V-Aclrcüsignal Ay »I« wird im gewählten Zustand angelegt, während im nichtgewählten Zustand dieses Signal »0« ist. In diesem Fall hat das Segmenlsignal V1 den gezeigten Verlauf. In gleicher Weise wird ein /iffern-Taktsignal C. das nicht gleichphasig ist mit dem Segment-Taktsignal C. an die Ziffernansteuerschaltung angelegt, und ein V-Adreßsignal A1 »1« wird im gewählten Zustand angelegt, während im ungewählten Zustand dieses Signal »0« ist. In diesem Fall haben das Ziffernsignal V} und das sich ergebende Anzeigepunktsignal 20 V, — V, den gezeigten Verlauf.
F.s ist also ersichtlich, daß das dem Anzeigepunkt zugeführte Signal im gewählten Zustand ± V0 ist, während das dem Anzeigepunkt im halbgewählten und r.ichtgewählten Zustand zugeführte Signal V3 V0 ist, und die numerischen Flüssgkristall-Anzeigeeinrichtung ist im Zeitmultiplexbetrieb durch Mittelung der Störspannung durch Wcchselstromansteuerung ansteuerbar. 25
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Zeitmultiplex-Ansteuerung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit an mehreren AbtaSngen ^gSSS? ersten Elektroden und mit an mehreren Signalleitungen angeschlossenen SerilektSden, wobei die ernten Elektroden und die zweiten Elektroden -"^^""^^^ angeordnet und angesteuert sind, daß an die Flüssigkristallanze.geelemente an den ^mttpunkten der ersten und zweiten Elektroden eine Wechselspannung einer zur Umschaltung der Elemente erforderlichen AmPUtüde ^V0 im selektierten Zustand, bei dem sowohl die Abtast- als auch die SignaHeitungen gewählt smdi undI ein'e Wechselspannung der Amplitude ± V3 V0 im halbselektierten Zustand be. ^m entweder nur d"e Abtast Ser nur die Signalleitung gewählt ist, und im nichtselektierten Zustand, m dem weder J« Abtastnoch die Sienalleitung gewählt ist, durch Differenzbildung der jeweils an den ersten undI zwe. en Elektroden anHegenden Spannungspegel durch Kombination von vier unterschiedlichen Spannung/pegeln anliegt, d a -
    daUßrdCiehv!eer Spannnungspignef Vi. V3 V0. V3 V0 und 0. die durch Teilung des Spannungsfrei* V0 einer Polarität bezüglich einem vorgegebenen Bezugsspannungspegel entstehen, verwendet werden und ..
    daß während einer Abfastdauer (Tw) der Abtastleitung (L2) in einem Abtastzyklus (T) d,e am Fluss.gknstallanzeigeelement anliegende Spannungspolarität umgekehrt wird, indem an die Abtastleitung (L2)
DE2406093A 1973-02-09 1974-02-08 Zeitmultiplex-Ansteuerverfahren für Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen Expired DE2406093C2 (de)

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