DE2419003C3 - Verfahren zum Treiben einer matrixförmigen Sichttafel - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei derartigfm Verfahren sind die Absolutwerte der elektrischen Größen, die den Anzeigezellen bei
Halbadressierung und bei Nichtadressierung zugeführt
werden, gewöhnlich unterschiedlich. Eine Halbadressierung einer am Schnittpunkt zweier Leitungen vorhandenen
Anzeigezelle liegt dann vor, wenn eine der beiden Leitungen adressiert ist und die andere nicht, während
eine Nichladressiefung dann vorliegt, wenn beide Leitungen nicht adressiert sind. Außerdem variiert
gewöhnlich die Frequenz, mit der die Halbadressierung und die Nichtadressierung auftreten, in Abhängigkeit
von der anzuzeigenden Information. Die Bildqualität hängt daher von der Information ab. Derartige
Schwierigkeiten bestehen beispielsweise bei den Schaltungen nach den deutschen Offenlegungsschriften
22 27 055, 22 37 996 und 20 54 779. Bei diesen drei bekannten Schaltungen erfolgt die Aussteuerung der
Anzeigezellen durch Wechselspannung, wobei bei den ίο Schaltungen nach den be.den erstgenannten Offenlegungsschriften
die Informationsanzeige durch Änderung der Impulsdauer des jeweiligen Steuerimpulses
erfolgt
In der älteren Patentanmeldung P 24 00 910.7-35 (DE-OS 24 00 910) sind zwar — wie dies weiter unten im
Zusammenhang mit Fig.6 näher erläutert wird — schon vorgeschlagen worden, die Werte der den beiden
Leitungsgruppen während der Adressierperiode und während der Nichtadressierperiode zugeführten elektrisehen
Größen so gewählt daß bei Halb- und bei Nichtadressierung gleiche Signalpegel auftreten; eine
Schwierigkeit bei dieser älteren Schaltung besteht jedoch darin, daß die Aussteuerung der adressierten
Anzeigezelien auf kleine Werte begrenzt ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Treuen einer matrixförmigen Sichttafel
anzugeben, mit dem sich Bilder, Ziffern und Zeichen mit hoher Qualität und gutem Kontrast anzeigen lassen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Es ergibt sich
daraus eine erhöhte Adressierspannung. Gleichzeitig werden die Größen an den nichtadressierten und
halbadressierten Anzeigezellen vergleichmäßigt, so daß ein kontrastreiches Bild hoher Qualität entsteht.
j5 Der Stand der Technik, die Erfindung und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
j5 Der Stand der Technik, die Erfindung und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
F i g. la und Ib Diagramme mit drr Darstellung eines
Beispiels der Charakteristik einer Anzeigezelle,
a» F i g. 2 das Schaltbild einer Sichttafel,
a» F i g. 2 das Schaltbild einer Sichttafel,
F i g. 3 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Segment-Anzeigetafel,
F ι g. 4, 5 u. 6 Übersichtstabellen für bekannte Treibeverfahren,
F i g. 7 eine Übersichtstabelle des erfindungsgemäßen Treibeverfahrens.
Fig.8 ein Impuisdiagramm für ein Beispiel der nach
einem bekannten Ti eibeverfahren erzeugten Impulse,
F i g. 9 ein Schaltbild mit der Darstellung der Zustände, in denen die beiden Pegel eines Bildes
angezeigt werden,
Fig. 10, 13. 14, 15, 19, 20 u. 21 Impulsdiagramme mit
der Darstellung von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Impulsen.
F i g. 11 die Kennlinie der Farbanzeige eines Flüssigkristalls,
Fig. 12 das Schaltbild einer Anzeigetafel, deren Elemente auf verschiedenen Pegeln liegen,
Fig. 16 das Blockschaltbild eines Buchstaben-Sichtgeräts,
Fig. 17 und 18 das Blockschaltbild bzw. Schaltbild verschiedener Teile des Buchstaben*Sichtgeräts,
F i g. 22 den Verlauf einer angelegten Spannung,
Fig.23 das Kennliniendiagramm eines Flüssigkristalls,
F i g. 24 ein Beispiel für ein Sichtbild und
F i g. 25 den Verlauf von Treibespannungen.
Fig. la und Ib zeigen die optischen Eigenschaften
einer Anzeigezelle, wie sie zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann, nämlich den Transmissionsfaktor T den Reflexionsfaktor
P und die Lichtintensität /, die bei positiver und negativer elektrischer Spannungseingangsgröße im
wesentlichen symmetrisch sind. Anzeigezellen mit derartigen Eigenschaften oder Kennlinien sind Flüssigkristallzellen,
elektrolumineszente Zellen, Zellen, bei denen eine ferroelektrische Substanz oder ein nichtlinearer
Widerstand dem Flüssigkristall- oder elektrolumineszenten
Material zugeführt sind, usw. Zur Vereinfachung der Darstellung sei im folgenden auf Flüssigkristalle
Bezug genommen. Als elektrische Eingangsgröße können Spannungen, Ströme, Ladungen und dergleichen
verwendet werden. Im folgenden wird nur auf Spannungen als elektrische Eingangsgrößen Bezug
genommen. Die Symmetrie der Anzeigezelle braucht nicht besonders genau zu sein, es seien jedoch
Anzeigezellen mit klarer Asymmetrie, beispielsweise Dioden, ausgeschlossen.
F i g. 2 zeigt das Ersatzschaltbild einer Sir'mafel, auf
die die Erfindung angewandt wird. Die Sichttafel enthält 2x3 Bildelemente. Die Zahl der Bildelemente kann
gleich 2 oder größer sein. Der hier gezeigte Fall wurde zur Vereinfachung der Beschreibung gewählt.
In Fig.2 sind die in einer Matrix angeordneten
Anzeigezellen mit einem Anschluß an eine erste Gruppe von Leitungen ΛΊ, Xi und Xi in jeder Zeile und mit dem
anderen Anschluß an eine zweite Gruppe von Leitungen Ki, Yi und Ki in jeder Spalte angeschlossen.
Die Erfindung ist auf jede beliebige Sichttafel anwendbar, soweit ihr Ersatzschaltbild die Form der in
F i g. 2 gezeigten Schaltung hat.
Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf Segment-Sichttafeln
(F i g. 3) anwendbar.
Beispiele für die Spannungen V\u V\i, V\i, Vn. V^
und Vn, die nach den bekannten Verfahren den
Anschlüssen an die Leitungen ΑΊ, Χι, ΛΊ, Y\, Yi und Y>
einer derar*:gen Sichttafel zugeführt werden, sind in den
F i g. 4 bis 6 gezeigt Diese Figuren zeigen den Fall, wenn nur die Anzeigezelle an in F i g. 2 adressiert wird.
Das grundlegenste bekannte Verfahren zum Anlegen der Spannungen ist in Fig.4 gezeigt. Danach ist die
einer nichtadressierten Anzeigezelle aufgedrückte Spannung gleich 0 oder Ui V0. D.e der adressierten
Anzeigezelle au in Fig. 2 aufgedrückte Spannung ist
doppelt so hoch wie der Maximalwert der der nichtadressierten Anzeigezelle aufgedrückten Spannung.
Das heißt, wird der Wert '/3 V0 als Schwellenspannung
(im folgenden als V1/, bezeichnet) der Anzeigezelle
angenomnen, so wird die der adressierten Anzeigezelle au zugeführte Spannung gleich 2 V,h.
Wird die Sichttafel gemäß Fig.2 getrieben, so geschieht dies unter Zeitteilung. Dabei ist die Zeitperiode,
während der die adressierte Anzeigezelle gewählt wird, natürlich kurz. Daher ist der Wert 2 V,h als der
adressierten Anzeigezelle zugeführte Spannung oft unzureichend, insbesondere wenn die Zahl der Anzeigezellen
groß ist. Die bekannten Verfahren haben daher den Nachteil, daß kein zufriedenstellender Kontrast
erreicht wird.
Als Verfahren, mit dem die Information bei Anwendung der Tafel der F i g. 2 mit hoher Geschwindigkeit
dargestellt wird, ist das fortschreitende Leitungsabtastverfahren bekannt Gemäß F i g. 9 wird nach
diesem Verfahren der enten Leitungsgruppe X\, Xj und
X3 von einer X-Treiberstufe 12 eine Tastspannung
zugeführt, während gleichzeitig eine Bildinformationsspannung zur Anzeige von einer /-Treiberstufe 10 der
zweiten Leitungsgruppe Ki, Kj und Kj zugeführt wird.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf den Fall der fortschreitenden Leitungsabtastung.
F i g. 8 zeigt ein Impulsdiagramm bei fortschreitender Leitungsabtastung nach dem Treibeverfahren der Fig.4. Das anzuzeigende Bild ist dabei gemäß Fig.9 bzw. F i g. 2 so, daß die Anzeigezellen au, asi. aaa, aji, an und au eingeschaltet und die (schwarz bezeichneten)
F i g. 8 zeigt ein Impulsdiagramm bei fortschreitender Leitungsabtastung nach dem Treibeverfahren der Fig.4. Das anzuzeigende Bild ist dabei gemäß Fig.9 bzw. F i g. 2 so, daß die Anzeigezellen au, asi. aaa, aji, an und au eingeschaltet und die (schwarz bezeichneten)
to Anzeigezellen au, au und an ausgeschaltet sind. Die
Spannung in F i g. 4 entspricht der beim Zeitpunkt t = t\ in F i g. 8.
Bei dieser fortschreitenden Leitungsabtastung unterscheidet sich eine Periode, in der die Halbadressierung
π (in Fig.4 durch gestrichelte Linien umrandete Teile)
durch eine nichtadressierte A"-Leitung und die adressierten K-Leitungen und die Nichtadressierupg (durch eine
strichpunktierte linie umrandeter Teil in Fig 4) durch
die nichtadressierte X-Leitung und ei^e nichtadressierte
2t) K-Leitung auftreten, in Abhängigkcu vom anzuzeigen
den Bild. Es sei \ F (F = Rahmen für Bild) - 1 // (H = horizontale Abtastperiode) innerhalb 1 F maximal.
Besteht 1 F aus einer großen Anzahl von Perioden H, beispielsweise 100 H, so ist der Wert (1 F- 1 H)
ungefähr gleich 1 F.
Andererseits ist die Periode der Halbadressierung (durch ausgezogene Linien umrandeter Teil in Fig. 4)
durch die adressierten X-Leitungen und die nichtadressierten
K-Leitungen nur 1 H innerhalb 1 F. Besteht 1 F
jo aus einer großen Anzahl von Perioden H, beispielsweise
100 H, so ist die Frequenz oder Dauer der Halbadressierung sehr klein.
Demzufolge ist die Verschlechterung des angezeigten Bildes infolge der Halbadressierung durch die adressier-
jj ten A'-Leitungen und die nichtadressierte K-Leitung
geringer als die Verschlechterung des Bildes infolge der Halbadressierung oder Nichtadressierung durch die
nichtadressierte X-Leitung und die adressierten K-Leitungen oder die nichtadressierte K-Leitung. Daher kann
den X- Leitungen eine größere Spannung als den
K-Leitungen zugeführt werden, mit anderen Worten, die Spannungen werden asymmetrisch.
Unter Berücksichtigung dieser Tatsache wurde das in
F i g. 4 gezeigte Verfahren durch das in F i g. 5 gezeigte verbessert. Dabei ist die der adressierten Anzeigezelle
zugeführte Spannung größer als die im Fall der F i g. 4 zugeführte, so daß ein besserer Kontrast zu erwarten ist.
Bei den Verfahren zum Anlegen der Spannung gemäß
Fig.4 und 5 sind jedoch jeweils die absoluten Spannungswerte unterschiedlich, die während der
Periode der Halbadressierung durch die nichtadressitrte X-Leitung und die adressierte K-Leitung und
wählend der Periode der Nichtadressierung durch nichtadressierte A"-Leitung und die nichtadresiierte
K-Leitung zugeführt werden.
Wie zuvor erwähnt, ist die Frequenz, mit der die Halbadressierung und die Nichtadressierung wechseln,
abhängig von der anzuzeigenden Bildinformation. Aus diesem Grunde besteht hauptsächlich der Nachteil, daß
die Qualität des angezeigten Bildes in Abhängigkeit von der Eingangsinformation veränderlich ist. Ein zweiter
Nachteil besteht darin, daß auch bei Verwendung asymmetrischer Spannungen gemäß F i g. 5 die der
adressierten KnzeiyszeMe eufgedrückte Spannung doch
auf einen geringen Wert beschränkt ist.
Durch das in Fig.6 gezeigte bekannte Verfahren
sollen diese Nachteile vermieden werden. Dabei können durch geeignete Wahl der den X- und K-Leitungen
zuzuführenden Spannungen die Absolutwerte der Spannungen aller nichtadrcssiertcn Anzeigezellen einander
gleichgemacht werden, während die Spannung der adressierten Anzeigezelle das Dreifache der
Spannung der nichtadressierten Anzeigezelle betragen kann.
Somit wird im Vergleich mit dem Fall der Fig.4 die
Qualitätsänderung des angezeigten Bildes in Abhängigkeit von der Änderung des Eingangsbildes oder der
Eingangsinformation eliminiert und die der adressierten Anzeigezelle aufgedrückte Spannung steigt an. Auch bei
dem Verfahren gemäß Fig.6 besieht jedoch der Nachteil, daß die der adressierten Anzeigezelle
zuführbare Spannung auf einen kleinen Wert begrenzt ist.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Adressierspannung erhöht werden, da gemäß Fig.5
asymmetrishe Spannungen zugeführt werden. Ferner können die Absolutwerte der Spannungen vergieichmaßigt
werden, die den an die nichtadressierte ÄT-Leitung
angeschlossenen Anzeigezellen zugeführt werden (Fig.6). Hierdurch ergibt sich eine gute Qualität des
angezeigten Bildes.
F i g. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Treibeverfahrens im Vergleich mit den
beschriebenen bekannten Verfahren. Im Gegensatz zu dem Fall der Fig.6 ist die Amplitude des den
^-Leitungen aufzudrückenden Impulses größer als die Amplitude des Impulses, der den V-Leitungen zugeführt
wird. Dabei wird die Änderung der Bildqualität in Abhängigkeit von der Eingangs-Bildinformation eliminiert.
Darüber hinaus ist die der adressierten Anzeigezelle aufgedrückte Spannung groß, so daß erstmalig ein
guter Kontrast des angezeigten Bildes ermöglicht wird.
F i g. 10 zeigt ein Beispiel der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei der fortlaufenden Leitungsabtastung
zugeführten Impulse. Dabei ist angenommen, daß die Anzeigezellen au. #21, 322, a3i, au und a»
eingeschaltet und die Anzeigezellen an, an und a23
ausgeschaltet sind. Die Gleich-Vorspannung Vpe kann
einen beliebigen Wert annehmen. Die Absolutwerte der Spannungen Vy1 und Vyb sind vorzugsweise einander
etwa gleich. Messungen haben ergeben, daß sie im wesentlichen zufriedenstellend sind, wenn sie den durch
die folgenden Gleichungen gegebenen Bedingungen genügen:
(2)
Aufgrund von Messungen hat sich gezeigt, daß für die
den ΑΓ-Leitungen zugeführte Spannung der folgenden
Gleichung entsprechende Bereich vorzuziehen ist:
^i
> 2.
Es sei nun die Anwendung des erfindungsgerriäßen
Verfahrens auf eine Flüssigkristalltafel im Vergleich mit dem Stand der Technik erläutert.
Verwendete Anzeigetafel:
10 χ 50 Bildelemente
Anzeigegehalt:
Anzeigegehalt:
Buchstaben und Zahlen,
Anzahl der Buchstaben gleich 7.
Der Flüssigkristall wird
Slreuverfahren betrieben.
Slreuverfahren betrieben.
nach dem dynamischen
Bei dem bekannten Verfahren nach F i g. 6 wird der Wert von Gleichung (3) gleich 1.
Bekanntes Treibeverfahren:
gemäß F i g. 6.
Kontrast:
Kontrast:
5 :1 (dem Adressenpunkt zugeführte
Spannung:18 V)
Erfindungsgemäßes Treibeverfahren
Kontrast:
12:1
Kontrast:
12:1
(Vx -= 22,5 V, VYa = VYb = 5,5 V,
dem Adressenpunkt zugeführlc Spannung: 28 V).
Die oben aufgeführten Werte wurden jeweils einer identischen Sichttafel zugeführt, die jeweils in den für
das .jeweilige Verfahren optimalen Zustand eingestellt war.
Fig. 16 zeigt das Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels
einer FIüssigkristall-Sichttafel-Treibereinrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Figur zeigt den Fall der Anzeige von
Buchstaben.
Gemäß Fig. 16 wird ein kodiertes Buchstabensignal Sb und ein kodiertes Anzeige-Positionssignal Sp eines
Buchstaben von einer Tastatur 1 übertragen. Ein Tast-Positionssignal Ss wird ständig wiederholt von
einem Tastsignalgenerator 6 übertragen. Wenn das kodierte Anzeige-Positionssignal Sp und das Tastpositionssignal
S, aufeinanderfallen, wird von einer Koinzidenzschaltung
5 ein Impuls erzeugt, der einem Gatter 2 zugeführt wird.
Bei Abwesenheit des Impulses von der Koinzidenzstufe 5 führt das Gatter 2 das Ausgangssignal eines
Wiederauffrischungsspeichers 3 diesem unverändert als Eingangssignal zu, so daß das zuvor gewählte
Buchstabensignal wiederholt einem Buchstabengenerator 4 zugeführt wird. Wird von der Koinzidenzschaltung
5 ein Impuls zugeführt, so überträgt das Gatter 2 das Buchstabensignal Sftder Tastatur 1 an den Speicher3.
so An den Tastsignalgenerator 6 ist eine Taststufe 7 angeschlossen, von der ein Tastimpuls dem Buchstabengenerator
4 und einem Tor- und Einleitungs-(One-Line)-Speicher 9 zugeführt wird. Durch das vom als
Verzögerungsstufe wirkenden Speicher 3 zugeführte kodierte Buchstabensignal und das von der Taststufe 7
zugeführte Tastsignal führt der Buchstabengenerator 4 dem Speicher 9 ein Signal zu, das der Form des
tatsächlichen Buchstabens entspricht Das heißt, das dem Buchstabengenerator 4 zugeführte Eingangssignal
ist ein aus beispielsweise 6 oder 8 Bits bestehendes kodiertes Signal, das im Buchstabengenerator 4 in ein
den tatsächlichen Buchstaben darstellendes Signal umgewandelt wird.
Im Torspeicher 9 werden die die tatsächlichen
fö Buchstaben darstellenden Signale, die einer Leitung
entsprechen, durch die Ausgänge der Taststufe 7 und des Buchstabengenerators 4 für eine Periode von 1 H
oder eine 1 H angenäherte Periode gehalten. Das
Ausgangssignal des Speichers 9 und das Ausgangssignal eines Taktsignalgenerators 8 werden der V-Treiberstufe
JO zugeführt, in der die den Leitungen der V-Achse zuzuführenden Signale vorbereitet werdem Diese
werden den V-Leitungen Vt bis Yn einer Flüssigkristall-Sichttafel
13 zugeführt. Durch das Signal vom Ta^ignalgeneraior 6 wird wieterhin eine A"-Taslslufe
Il betätigt. Deren Ausgangssignal und das Ausgangssignal des Taktsignalgenerators 8 werden der A'-Treibcrstufe
12 zugeführt. Hier werden die dein X-Lcitungen
zuzuführenden Signale vorbereitet und den A"-Leitungen
ΑΊ bis A"mder Flüssigkristall-Sichtlafel 13 zugeführt.
Wie im folgenden noch erläutert wird, setzt der Taklsignalgenerator 8 eine Polarilätsinvcrsionsperiode
für eine Ausgangsspannung, die notwendig ist, wenn effindungsgemäß eine Wechsel-Treiberspannung zugeführt
wird.
Bekanntermaßen ist eine Farbanzeige möglich, wenn die Flüssigkristall-Sichttafel im Feldeffektbetrieb gesteuert
wird. Die Farbänderung des Flüssigkristalls ist im wesentlichen abhängig vom Effektivwert der an jede
Flüssigkristallzelle angelegten Spannung. Ein Beispiel der Farbänderungen des übertragenen Lichts in
Abhängigkeit von den dabei zugeführlen Spannungen ist in Fig. 11 gezeigt. Darin ist auf der Abszisse die
angelegte Spannung (Effektivwert) und auf der Ordinate der Transmissionsfaktor T aufgetragen. Entsprechend
der Größe der angelegten Spannung ändert sich, wie durch die schwarzen Kreise in F i g. 11 angedeutet,
dir Farbe in der Reihenfolge von weiß, weißlichgrün, weißlichgelb, orange, purpur, königspurpur, bläulichgrün, grün und gelb.
Es sei die Anzeige eines Buchstabens betrachtet, wenn Hintergrund und Buchstabe in verschiedenen
Farben gezeigt werden sollen. Damit sich die Farbe des Hintergrundes nicht ändert, wenn sich die Information
des anzuzeigenden Buchstabens ändert, muß das bekannte Verfahren gemäß F i g. 6 oder das erfindungsgemäße
Verfahren angewandt werden. Im Fall der Fig.6 kann jedoch die Differenz zwischen dem
Effektivwert der angelegten Spannung des Buchstabenteils und dem Effektivwert der angelegten Spannung
des Hintergrundteils nicht groß gemacht werden. Andererseits kann nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren die Differenz auf einen großen Wert eingestellt werden, so daß der wählbare Farbbereich
erweitert wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich die Effektivwerte £Ί und £2 der dem Buchstaben- und dem
Hintergrundteil zugeführten Spannungen aus folgenden Gleichungen:
Ν— 1
_1
JV-1
N
N
(Vx
1_
N'
worin VYa = — VYb und N gleich der Anzahl der
X-Leitungen ist.
Das Verhältnis zwischen E1 und E2 wird damit:
NVr.
worin TV :» 1.
Ist Vx = 2 Kj'a, so fällt dies unter das bekannte
Verfahren gemäß Fig.6, Das heißt, das Verhältnis der
Effektivwerte E\iE% das sich nach dem bekannten
Verfahren ergibt, ist:
(7)
Im Gegensatz dazu kann beim erfindungsgemäßen Verfahren Vx beliebig groß im Vergleich mit Vy3
gewählt werden, so daß das Verhältnis E\IEi nicht
beschränkt ist. Der wählbare Farbbereich kann daher erweitert werden.
Es sei nun ein Gerät untersucht, mit dem die Treibespannungen der Fig. 10 leicht erzeugt werden
können. Es sei angenommen, daß das Massepotential des gesamten Geräts (das erste Bezugspotential) auf
(Vv,+ Wy J oder um (Yvh + Vnr) gehalten wird. Dabei
kann die y-Treiberstufe 10 zwischen Massepotential und einem anderen Potential umschalten und so als
einfache Schaltungsanordnung aufgebaut werden, beispielsweise aus einem Transistor und einem Widerstand
bei an Masse geführtem Emitter.
Die A"-Treiberstufe 12 muß zwischen Massepotential
des gesamten Geräts (dem ersten Bezugspotential) und zwei unterschiedlichen Potentialen schalten. Bei der
Vorrichtung der F i g. 16 liegt das Massepotential des in
strichpunktierten Linien eingeschlossenen Teils, d. h.der X-Taststufe und der X-Treiberstufe (das zweite
Bezugspotential) um eine Gleich-Vorspannung über dem Massepotential des gesamten Geräts. Die A"-Treiberstufe
kann also zwischen dem Massepotential (im zweiten Bezugspotential) und einem unterschiedlichen
Pegel ähnlich wie die F-Treiberstufe 10 schalten und daher als einfache Schaltung, beispielsweise aus einem
Transistor und einem Widerstand, ausgeführt werden.
In diesem Fall muß jedoch zur Durchführung der Pegelverschiebung ein der X-Taststufe 11 und der
.X-Treiberstufe 12 von einer anderen Schaltung zuzuführendes Signal durch eine Pegelverschiebungsschaltung
14 (F i g. 17) zugeführt werden. Die Pegelverschiebungsschaltung
kann aus einem Kondensator und einem Widerstand (Fig. 18) oder aus einer Diode usw.
bestehen. Sie kann auch durch einen Verstärker ersetzt werden. Der Optimalwert der Pegelverschiebung durch
eine einzugebende Signal-Wellenform liegt bei |Vya|
oder|Vre|.
Die Signale, die von einer anderen Schaltung den Stufen 11 und 12 (durch strichpunktierte Linie
umrandet) zugeführt werden, sind verschiedene Arten von Taktsignalen, Rücksetzsignalen usw. Es handelt sich
dabei um eine geringe Anzahl von Digitalsignalen, die in festen Perioden wiederholt werden. Sie ändern sich
nicht in Abhängigkeit von der Bild-Eingangsinformation.
Aus diesem Grund ist die Anzahl der erforderlichen Pegelverschiebungsschaltungen 14 gering. Sie sind
einfach aufgebaut Durch die Pegelverschiebung der Signale, die der X-Taststufe 11 und der A'-Treiberstufe
12 von einer anderen Schaltung zugeführt werden, kann die erfindungsgemäße Impuls- oder Wellenform auf
einfache Weise erzeugt werden.
Zwar wurde vorstehend auf die Anzeige zweier Zustände (hell — dunkel) Bezug genommen, die
erfindungsgemäße Schaltung bzw. das erfmdungsgemä-Be Verfahren können jedoch auch zur Anzeige dreier
oider mehrerer Zustände (Halbtonanzeige, mehrfarbige
Anzeige usw.) verwendet werden. Eine Möglichkeit hierzu ist die Impulsbreitenmodulation. Wie erwähnt
sind die Absolutwerte der Spannung bei der Halbadressierung (durch gestrichelte Linie umrandeter Teil in
Fig.7) durch die nichtadressierte ^-Leitung und die
adressierte K-Leitung und der Amplitude der Spannung bei der Nichtadressierung (durch strichpunktierte Linie
umrandeter Teil in Fig.7) im wesentlichen gleich.
Daher ändert sich auch bei Durchführung der Impulsbreitenmodulation die Qualität des angezeigten
Bildes nicht in Abhängigkeit von der Änderung der Eingangs-Bildinformation, und es wird eine gute
Anzeige möglich.
Fig. 13 zeigt ein Beispiel für die erfindungsgemäß zugeführten Impulssignale bei Anzeige eines in Fig. 12
gezeigten Musters oder Bildes, bei dem die Anzeigezelle an die hellste, die Anzeigezellen a2\ und an die
zweithellsten, die Anzeigezellen an, av und an die
dritthellsten und die Anzeigezellen an, au und θ23 die
dunkelsten sind. Kv, Υγα und VVi>
in Fig. 13 erfüllen die Gleichungen 1,2 bzw. 3.
Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der impulssignale zur Steuerung der Sichttafel. Dabei soll
ebenfalls das in Fig. 12 gezeigte Muster angezeigt Werden. In Fig. 14 besteht 1 F aus drei Feldern, die
hellste Anzeigeteile wird in jedem Feld, d. h. dreimal
innerhalb 1 F, adressiert.
Die zweit- und dritthellsten Anzeigezellen werden zweimal bzw. einmal innerhalb 1 F adressiert Auf diese
Weise kann eine Anzahl von Zuständen angezeigt werden, indem 1 Faus mehreren Feldern aufgebaut und
die Häufigkeit der Adressierung geändert wird. Kv, Υγα
und VYb erfüllen die Gleichungen 1,2 bzw. 3.
Oben wurden zwei Verfahrensweisen bei der Anzeige einer Anzahl von Zuständen aus drei oder mehr Pegeln
beschrieben. Natürlich ist auch einSystem als Kombination beider Systeme möglich. Ähnlich den beiden
Systemen hat das kombinierte die erfindungsgemäße Eigenschaft, daß die der adressierten Anzeigezelle
zugeführte Spannung groß ist und die Änderung der Bildqualität nicht von der Änderung der Bild-Eingangsinformation
abhängig ist.
Wenn die mit einer Gleichspannung überlagerte Impulsspannung gemäß Ρ ig. 10 verwendet wird, wird
die Gleichspannungskomponente an die Anzeigezellen angelegt Ferner werden die Änderungen in Abhängigkeit
vom Gehalt des anzuzeigenden Bildes angelegt Durch die Gleichspannungskomponente wird in manchen
Fällen ein schädlicher Einfluß auf den Betrieb der Tafel ausgeübt, der im folgenden noch näher erläutert
werden soll.
Auch wenn die erwartete Wirkung wegen der vorhandenen Gleichspannungskomponente nicht erreicht
wird, kann die Erfindung auf folgende Weise angewandt werden. Um die Gleichspannungskomponente
zu entfernen, kann die Polariät der der Anzeigezelle zugeführten Spannung bei jeder festen
Periode invertiert werden (diese Arbeitsweise wird im folgenden als Wechselspannungsspeisung bezeichnet).
Werden die in Fig. 10 gezeigten Impulsspannungen als reine Wechselspannungen verwendet, so sind ebenfalls
wesentliche Verbesserungen erzielbar.
Fig. 19 zeigt ein Beispiel für die Wechselspannungsspeisung.
Dabei werden innerhalb 1 H mehrere Polaritätsinversionen durchgeführt V'oc kann einen
beliebigen Wert annehmen. Die in dieser Figur gezeigte Wellenform oder Impulsspannung ist jedoch verhältnismäßig
kompliziert und daher unpraktisch. Daher wird V'dc in dieser Figur etwa gleich 0 gemacht, & h, die
Wechselspannungsamplitude, die während der Nicht-
adressierung den X-Leitungen aufgedrückt wird, ist
etwa gleich 0. Die angelegte Impulsspannung wird daher gemäß F i g. 20 vereinfacht. Obwohl die Wechselspannungsämplitüde
in dieser Nichtadressierungsperiode der ΑΓ-Leitungen zweckmäßigerweise gleich 0 sein
sollte, kann sie während der Adressierperiode der .^Leitungen unterhalb 10% der Wechselspannungsamplitude
betragen.
Fig.21 zeigt die Impulsspannungen, wenn die Periode der Polaritätsinversionen 1 F und
Vdc= V'dc= 0 ist. In Fig. 20 und 21 sollten die
Spannungen Vx, und — Vxb sowie Vy:l und — VV*
zweckmäßigerweise einander gleich sein. Es genügt jedoch, wenn sie innerhalb der durch folgende
Gleichungen bestimmten Bereiche liegen:
ι/ I ' Yn ' Yh
'Xa
- KvJ
■o,i
(10)
a-VX
2 '
0,1 (11)
Wie im Fall der Gleichspannung kann die Beziehung zwischen VXa, Vxb und VYa und VYh folgende
Gleichung erfüllen:
\vXa-vxb\
Vr„-VY
> 2.
(12)
Einer Flüssigkristallzelle wird eine Impulsspannung gemäß F i g. 22 zugeführt, bei der die Absolutwerte der
angelegten positiven und negativen Spannungen einander gleich sind, bei der die Periode der negativen
Polarität gleich Tw und die Wiederholungsperiode Tr
ist F i gi 23 zeigt für diesen Fall die Ausgangsintensität
OI (die: Lichtintensität, wenn die Elüssigkristallzelle
durch eine Lichtquelle belichtet wird) zu der Zeit, wenn die Absolutwerte der angelegten Spannungen konstant
sind, sowie die Abhängigkeit der Schwellenspannung Va, und TW/T«, wenn die Ausgangsintensität O/konstant
ist In Fig.23 stellt die ausgezogene Linie die
Ausgangsintensität OI und die gestrichelte Linie die Schwellenspannung Vu, dar. Dabei wird bei Tw/Tr = 0,5
die Gleichspannungskomponente gleich 0. Wie aus der Fig.23 hervorgeht werden durch die enthaltene
Gleichspannungskomponente Kennwertänderungen hervorgerufen, auch wenn die Absolutwerte der
angelegten Spannungen konstant sind. Es soll nun gezeigt werden, daß die Kennwert- oder Eigenschaftsänderungen
bei Verwendung der Impulsspannungen der Fig. 10 auftreten.
Zur Beschreibung dieser Erscheinung sei auf F i g. 24 Bezug genommen. Diese Figur zeigt eine Matrixtafel
mit K-Leitungen Ϋ\, Yz, Yj... Ym und ,Y-Leitungen X\,
Xi, X) ... Χίο- Diese Tafel wird so betrieben, daß die
Anzahl der leuchtenden Anzeigezellen (weiße Kreise A) und der dunklen Anzeigezellen (schwarze Kreise B) für
alle V-Leitungen unterschiedlich ist. Die Beziehung zwischen den angelegten Impulsspannungen und der
Intensität zu dieser Zeit wird für die Anzeigezellen aio.i,
aio.2, aioj, · · · und aio.io an den Schnittpunkten zwischen
der Leitung Xw und den jeweiligen Y- Leitungen
beschrieben.
F i g. 25 zeigt die den Leitungen Xio und Y\, V2, V3,..
Vio zugeführten Spannungen sowie die Spannungen
Vxio- Vn, Vatio- Vy2, VXIO-Vn... Vxw - VYW,
die den jeweiligen Anzeigezellen zugeführt werden, Mit Ta ist die Adressierperiode jeder Leitung, mit Vx die
Spannung der Adressierperiode der X-Leitung, mit VVa die Spannung der Nichtadressierperiode der V-Leitung
und mit Vyb die Sapnnung der Adressierperiode der
K-Leitung .hezeichnet Der Anteil der negativen
Polarität der Spannungen Vx 10—Vy, VOc 10— Vy2,
Vx 10— Vy 3... Vx io— Vy to, die den jeweiligen Anzeigezellen
zugeführt werden, ändert sich in starkem Maße zwischen Ö bis etwa 90% je nach dem anzuzeigenden
Bild. Dies ergibt sich aus dem Verhältnis der Flächen der schraffierten Teile oberhalb und unterhalb der Basislinien
in dieser Figur.
Wie anhand Fig.23 erwähnt, ändern sich die Eigenschaften der FlüssigkristalUellen in Abhängigkeit
von der Frequenz bzw. vom Tastverhältnis der Gleichspannungskomponente, auch wenn die Absolutwerte
der angelegten Spannungen gleich sind. Auf diese Weise ändert sich bei der Impulsspannung der Fig. 10
die Frequenz bzw. das Tastverhältnis der Gleichspannungskomponente in Abhängigkeit vom aufzeigenden
Bild, so daß sich auch die Eigenschaften der jeweiligen Flüssigkristallzelle ändern und eine zufriedenstellende
Bilddarstellung nur schwierig zu erreichen ist. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, darf sich die Frequenz bzv/.
das Tastverhältnis der Gleichspannungskomponente nicht in Abhängigkeit vom anzuzeigenden Bild ändern.
Dies wird dadurch erreicht, daß die Gleichspannungskomponente gleich 0 oder annähernd gleich 0 gehalten
Hvird. Hierzu kann die beschriebene Wechselspanriungsspeisung
durchgeführt werden. Im zuvor erwähnten Fall der Buchstabenanzeige durch Flüssigkristalle (10x50
Bildelemente, Obertragungstyp, dynamische Streuung), Wurde das Kontrastverhältnis von 12 :1 (Gleich-Vorspannung
gemäß Fig. 10) auf 20:1 (Wechselspannungsspeisung) durch die Wechselspannungsspeisung
verbessert. Zusätzlich haben bei Wechselspannungsspeisung die Flüssigkristallzellen eine hohe
Lebensdauer.
Durch Anwendung der Erfindung wird die Änderung der Bildqualität in Abhängigkeit von den eingegebenen Bildern vermindert. Die der adressierten Anzeigezelle züführbare elektrische Größe wird erhöht, so daß Bilder mit gutem Kontrast erzielt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Treiben von Sichttafeln äußerst wirkungsvoll.
Durch Anwendung der Erfindung wird die Änderung der Bildqualität in Abhängigkeit von den eingegebenen Bildern vermindert. Die der adressierten Anzeigezelle züführbare elektrische Größe wird erhöht, so daß Bilder mit gutem Kontrast erzielt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Treiben von Sichttafeln äußerst wirkungsvoll.
Hierzu 11 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zum Treiben einer matrixförmigen Sichttafel, deren Anzeigezellen im wesentlichen
symmetrische optische Eigenschaften beim Anlegen positiver und negativer elektrischer Eingangsgrößen
aufweisen, wobei Leitungen einer ersten Gruppe fortschreitend mit elektrischen Größen getastet und
Leitungen einer zweiten Gruppe mit den anzuzeigenden Informationen entsprechenden elektrischen
Größen beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegel der elektrischen
Größen, die den Leitungen der zweiten Gruppe in einer Adressierperiode und in einer Nichtadressierperiode
zugeführt werden, im wesentlichen symmetrisch sind zu den Pegeln der elektrischen Größen,
die den Leitungen der ersten Gruppe in einer Nichtadressierperiode zugeführt werden, und daß
die Differenz zwischen den Pegeln der den Leitungen der ersten Gruppe in der Adressierperiode
und in der Nichtadressierperiode zugeführten elektrischen Größen wenigstens doppelt so groß ist
wie die Differenz zwischen den Pegeln der den Leitungen der zweiten Gruppe in der Adressierperiode
und in der Nichtadressierperiode zugeführten elektrischen Größen.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß der ersten Gruppe von Leitungen ein Bezugspegel der elektrischen Größen und der
zweiten Gruppe von Leitungen ein zweiter Pegel der elektrischen Größen zugtrührt wird, wobei die
Pegel voneinander unterschiedlich sind.
3. Verfahren nach Anspruch ,, dadurch gekennzeichnet,
daß die der ersten und zweiten Gruppe von Leitungen zugeführten elektrischen Größen der
Impulsbreitenmodulation unterworfen werden, um wenigstens drei Zustände anzuzeigen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bildperiode aus mehreren
Feldperioden besteht und daß die Adressierung bei jedem vorherbestimmten Feld innerhalb der mehreren
Felder durchgeführt wird, um wenigstens drei Zustände anzuzeigen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polaritäten der den jeweiligen
Anzeigezellen zugeführten elektrischen Größen bei jeder festen Periode invertiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die den Tastleitungen zugeführten elektrischen Größen in der Wechselspannungsamplitude
in der Nichtadressierperiode gleich oder etwa gleich 0 sind.
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-
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