DE2524288C2

DE2524288C2 - Mehrstellige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2524288C2
Application number: DE2524288A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Nara Takeda; Isamu Kyoto Washizuka
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1974-05-31
Filing date: 1975-06-02
Publication date: 1984-06-14
Also published as: DE2560490C2; JPS50154095A; JPS5234918B2; GB1517333A; US5058996A; DE2524288A1; US4533213A

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrstellige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit diesen Merkmalen ist aus der DE-OS 21 63 634 bekannt. Bei dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung sind die einzelnen Ziffernstellen durch sieben Segmentelektroden gebildet. Zur Herabsetzung der Anzahl der Anschlüsse der mehrstelligen Anzeigevorrichtung sind die Segmentelektroden der einzelnen Ziffernstellen gruppenweise elektrisch miteinander verbunden. Die Gegenelektroden erstrecken sich über alle Ziffernstellen und sind jeweils einem anderen Teil jeder Ziffernstelle zugeordnet, wobei sich jede Segmentelektrodengruppe und jede Gegenelektrode nur auf der Fläche einer einzigen Segmentelcktrode decken. Diese Gegenelektroden sind auf die Außenkontur der zugeordneten Segmentelektroden begrenzt, um zu vermeiden, daß zwischen den Ziffernstellen dort, wo die Verbindungsleitungen verlaufen, Streifen angezeigt werden. Wenn die Gegenelektroden üblicherweise reflektierend ausgebildet sind, ist deren Struktur für den Betrachter erkennbar, auch wenn einzelne Segmente nicht zur Anzeige ausgewählt sind. Dies führt zu einer unvorteilhaften Erscheinungsform der Anzeige orrichtung und beeinträchtigt die Ablesbarkeit einer Anzeige.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine mehrstellige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß bei Aufrechtcrhaltung des Vorteils einer relativ geringen Anschlußelektrodenzahl die Ablesbarkeit und das Erscheinungsbild der Anzeige verbessert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben und in den Unteransprüchen vorteilhaft weitergebildet

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung Gegenelektroden vorgesehen sind, die sich flächig über alle Anzeigestellen erstrecken und nur sehr schmale Spalte zwischen den beispielsweise vier zeilenartig verlaufenden Gegenelektroden vorhanden sind, sind alle Anzeigestellen nahezu vollständig von Gegenelektrodenmaterial hinterlegt Die einzelnen Gegenelektroden können vom Betrachter der Anzeigevorrichtung praktisch nicht wahrgenommen werden.

Es kommt somit zu einer insgesamt erheblich verbesserten Anzeigequalität

Aus der älteren deutschen Patentanmeldung gemäß DE-OS 24 50 698 ist eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bekannt, bei der zum Zweck eines gleichmäßigeren Erscheinungsbildes der gesamten Anzeigevorrichtung und der Vermeidung des Sichtbarwerdens von elektrischen Zuleitungen zu den Segmentelektroden die Innenseite der die Gegenelektroden tragenden Substratplatte über nahezu die ganze wahrnehmbare Oberfläche mit einer reflektierenden leitenden Schicht versehen ist, in der für jede Anzeigestelle eine Gegenelektrode ausgeschnitten ist, deren Rand nahezu mit dem Rand einer Gruppe von Segmentelektroden zusammenfällt. Die Gegenelektroden bilden dabei eine zusammenhängende leitende Fläche, so daß die einzelnen Segmentelektroden herkömmlicher Art getrennt angesteuert werden müssen. Eine Verringerung der Anzahl der Elektrodenzuleitungen hat sich dadurch nicht ergeben.

Aus der DE-OS 20 54 733 ist eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bekannt, bei der auf einem Gegenelektrodensubstrat mehrere durch feine Spalte voneinander getrennte Gegenelektroden angeordnet sind, um unterschiedliche Zeichen darstellen zu können, beispielsweise einen Kreis, einen waagrechten Balken oder einen senkrechten Balken. Die Spalte zwischen den Gegenelektroden werden in den einzelnen Bildern als Anzeigelücken sichtbar, weswegen diese Trennspalte dünn gemacht werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 eine Segmentelektrodenstruktur einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach dem durch die DE-OS 21 63 634 bekannten Prinzip:

Fig. 2A die zugehörigen erfindungsgemäßen reflektierenden Gegenelektroden:

Fig. 2B die Segmentelektrodenstruktur nach Fig. 1 und die Gegenelektroden nach Fig.2A in übereinanderliegender Zuordnung;

Fig.3 das Blockschaltbild einer Steuerschaltung einer anspruchsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung;

Fig.4 das Blockschaltbild eines Decodierers der Steuerschaltung nach F i g. 3;

Fig. 5 das Blockschaltbild eines Binärzählers der Steuerschaltung nach F i g. 3;

Fig. 6 das Blockschaltbild eines Modulo-4-Zählers der Steuerschaltung nach F i g. 3 und

Fig. 7 einen Steuerimpuls-Zeitplan für die Steuerschaltung nach F i g. 3.

Die Erfindung ist nachstehend im Zusammenhang mit

einer mit dynamischer Streuung arbeitenden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung erläutert, sie kann aber auch mit einer mit Feldeffekt arbeitenden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung durchgeführt werden.

F i g. 1 und 2A-2B zeigen Segmentelektrodenanordnungen sowie reflektierende Gegenelekfroden für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach der Erfindung.

Mehrere Segmentelekiroden a, b, c, ... h in Form einer durchsichtigen leitenden Schicht, z. B. einer Indiumoxidschicht sind an entsprechenden Ziffernstellen ei- ι ο ner Glassubstratplatte 11 vorgesehen (Fig. 1), wobei die Herstellung in bekannter Weise durch Aufdampfen und Fotoätzen erfolgen kann. Die Segmentelektroden jeder Ziffernstelle sind in zwei Gruppen unterteilt Die Segmentelektroden jeder dieser beiden Gruppen sind miteinander verbunden, und die jeweiligen Gruppen sind durch Zuleitungen a\—a* und A\ — A* zusammengefaßt Eine Steuerschaltung einer solchen Flüssigkristall-Aneigevorrichtung wird unter Bezugnahme auf F i g. 3 bis 7 erläutert. Für diese Steuerschaltung an 'ich wird in diesem Patent kein Schutz beansprucht.

Mehrere reflektierende Gegenelektroden 13, 14, 15 und 16, die z. B. aus Aluminium bestehen, sind auf der Hauptfläche einer hinteren Substratplatte 12 vorgesehen (Fig. 2A); auch diese Elektroden können durch Aufdampfen oder Drucken hergestellt sein. Die reflektierenden Gegenelektroden 13—16 erstrecken sich durchgehend über die verschiedenen Ziffernstellen, so daß auch an den Zwischenstellen zwischen benachbarten Ziffernstellen bzw. den entsprechenden Segmentelektroden reflektierende Gegenelektroden vorgesehen sind.

Die Gegenelektroden 13 — 16 sind durch dünne Spalte 17, 18 und 19 voneinander getrennt; diese Spalte sind durch Abheben des Aluminiumfilms gebildet oder können ebenfalls durch Fotoät/.en oder Drucken gebildet werden. Aus Fig. 2A ist ersichtlich, daß die dünnen Spalte 17,18 und 19 sich horizontal, d. h. parallel zu den Zeilenrichtungen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, erstrecken, so daß die Gegenelektroden 13—16 den verschiedenen Ziffernstellen gemeinsam zugeordnet sind. Die Weite der dünnen Spalte ist vorzugsweise zwischen 100 und einigen 10 um gewählt

Die Segmentelektroden «7. b, c und h der vier Ziffernsteilen sind miteinander durch die Zuführungsleitungen a\ — m der verschiedenen Ziffernstellen zum Empfang von Segment-Auswahlsignalen a'\ — a\ verbunden. Die übrigen Segmentelektroden d, e, fund g sind ebenfalls miteinander verbunden und erhalten entsprechende Segment-Auswahlsignale A\ — A 4,die den Zuführungsleitungen A1 -Aa der verschiedenen Ziffernstellen zugeführt werden. Natürlich sind die Zuleitungen a\ — a_A und A\—At ebenfalls aus einer durchsichtigen leitenden Schicht, z. B. einer Indiumoxidschicht, hergestellt.

Die Gegenelektroden aul der hinteren Substratplatte

12 sind ausgebildet, wie folgt: Die erste Gegenelektrode

13 ist den Segmentelektroden a und /Ίη den verschiedenen Ziffernstellen zugewandt und erhält übe^r einen ersten Anschluß H\ ein Gegenelektroden-Auswahlsignal H'\. Die zweite Gegenelektrode 14 liegt den Segmentelektroden b und g in den verschiedenen Ziffernstellen gegenüber und erhält über einen zweiten Anschluß H₂ ein Gegenelektroden-Auswahlsignal H₂. Die dritte Gegenelektrode 15 liegt den Segmentelektroden cund ein den vier Ziffernstellen gegenüber und ist mit einem dritten Anschluß Wj verbunden, über den sie ein Gegenelektroden-Auswahlsignal H's erhält, und die vierte Gegenelektrode 16 ist den Segmentelektroden d und Λ zugewandt und erhält ein Gegenelektroden-Auswahlsignal H'a über einen vierten Anschluß Ha-

Die Gegenelektroden 13—16 verlaufen durchgehend und sind gemeinsam den jeweiligen Ziffernstellen zugeordnet wie bereits erläutert wurde; sie sind voneinander durch die dünnen Spalte 17,18 und 19 getrennt Der Benutzer kann die dünnen Spalte kaum erkennen, und daher füllen die Gegenelektroden praktisch die gesamte Oberfläche der hinteren Substratplatte 12 aus.

Die Glassubstratplatte 11, die die Segmentelektroden trägt und die hintere Substratplatte 12, auf der die vier Gegenelektroden ausgebildet sind, sind mit Abstand voneinander angeordnet und der Zwischenraum wird durch das Flüssigkristallmedium ausgefüllt, so daß sich insgesamt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Fig.2B ergibt Aus Aluminium bestehende reflektierende Platten 20 sind an der hinteren Substratplatte 12 an den Stellen vorgesehen, wo die Anschlüsse a% —a* und A\— An gebildet sind, da diese Anschlüsse ebenfalls als durchsichtige Metallfilme ausgebildet sind. Die reflektierenden Platten 20 sind elektrisch von den Gegenelektroden getrennt So ist das gesamte reflektierende System über die Gesamtfläche der Wiedergabeanordnung einheitlich.

Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach der Erfindung hat eine verbesserte Ablesbarkeit, da sich ein reflektierender Hintejgrund gleichmäßig über die Gesamtoberfläche der Vorrichtung erstreckt. Die Zuleitungen zu den Segmentelektroden können in einfacher Weise geführt und hergestellt sein, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Wenn das Segment a der ersten Ziffernstelle zur Anzeige ausgewählt werden soll, so werden der Anschluß a\ für die Segmentelektroden a, b, c und h in der ersten Ziffernstelle und der erste Anschluß H\ der Gegenelektrode 13 angesteuert und empfangen das Segment-Auswahlsignal a\ bzw. das Gegenelektroden-Auswahlsignal H'\.

Das Blockschaltbild für eine Steuerschaltung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist in F i g. 3 gezeigt.

In einem Wiedergaberegister 31 gespeicherte Information wird über einen 4-Bit-Puffer 32 in einen Decodierer 33 eingeführt. Pufferregister 35 und 36 haben mehrere Binärstelien, deren Anzahl durch das Wiedergaberegister 31 bestimmt ist. Die Inhalte der entsprechenden Speicherstellen der Pufferregister 35 und 36 werden innerhalb einer Wortdauer in Flipflops Fi — F4 und /Ί —/i gespeichert. Ein Modulo-4-Zähler 34 erzeugt Auswahlsignale, die an die Gegenelektroden angelegt werden. Der Decodierer 33 und der Modulo-4-Zähler 34 erhalten Taktsignale von einem Binärzähler 37. Verzögerungsglieder 38 und 39 verzögern die an die Gegenelektroden anzulegenden Gegenelektroden-Auswahlsignale um eine Wortdauer, da die im Wiedergaberegister 31 gespeicherte Information den Segmentelektroden über die Pufferregister 35 und 36 mit einer Verzögerung um eine Wortdauer zugeführt wird, wodurch die Gegenelektroden-Auswahlsignale mit den Segment-Auswahlsignalen synchronisiert werden.

Ein Bit-Taktsignal <P_D tritt bei jeder Bitperiode einmal auf, während ein Wort-Taktsignal Φα bei jeder Wortperiode einmal auftritt. Die Segment-Auswahlsignale A'\—A\ und a'i — a 4 werden von den Flipflops F₁-F, und /1—/4 abgeleitet und den Anschlüssen Ai-A4 und ■Ti — fi₄ zugeführt. Die Gegenelektroden-Auswahlsignale H'i — H'a werden den Anschlüssen Hi-H) vom Modulo-4-Zähler 34 zugeführt.

Im Wiedergaberegister 31 gespeicherte numerische

5

Information wird vom Decodierer 33 zu den Segment- Segmentelektroden g und b in der ersten, zweiten und auswahlsteuersignalen A 'und a'decodiert. Ein typischer dritten Ziffernstelle zur Anzeige ausgewählt, während Schaltungsaufbau für den Decodierer 33 ist in Fig.4 in der vierten Ziffernstelle die Segmentelektrode b ausgezeigt. Der Decodierer 33 erhält Taktsignale χ und β gewählt wird.

vom Binärzähler 37 sowie Informationssignale X\, Xi, 5 Während eines Zeitintervalls III, in dem das Gcgen- Xi und Xt vom Wiedergaberegister 31 über den 4-Bit- elektroden-Auswahlsignal H't für die Gegenelektrode Puffer 32 zugeführt. Der Decodierer 33 enthält eine 15 erzeugt wird, gilt: A\ = 0, a\ = \;A'₂ = 0, a'2 = I; Matrixanordnung aus MOS-Transistoren. Die Segment- A's = 1, a'i = 0; A 4 = 0 und a\ = 1. Daher werden in auswahlsteuersignale A'und a'werden von D-Flipflops der ersten, zweiten und vierten Ziffernstelle die Seg-331 und 332 abgeleitet, die vom Bit-Taktsignal Φο ge- 10 mentelektrode c und in der dritten Ziffernstelle die Segsteuert werden. mentelektrode ezur Anzeige ausgewählt.

Die Segmentauswahlsteuersignale ,4'und a'entspre- Während eines Zeitintervalls IV, in dem das Gegen-

chen den Segment-Auswahlsignalen für die Segmente a elektroden-Auswahlsignal W₄ für die Gegenelektrode und /während des Zeitintervalls in der das Gegenelek- 16 erzeugt wird, gilt: A\ =0, a\ = 0; AΊ = 1, a'? = 0; troden-Auswahlsignal H\ für die erste Gegenelektrode 15 A't — 1, a\ = 0; AU = 0 und a'₄ = 0. Daher wird nur auftritt, den Segment-Auswahlsignalen für die Segmen- die Segmentelektrode d in der zweiten und der dritten te g und b bzw. c und e bzw. d und h während der Ziffernstelle zur Anzeige ausgewählt. Zeitintervalle, in denen das zweite Gegenelektroden- Der vorstehend erläuterte Wiedergabezyklus wird

Auswahlsignal ΗΊ für die zweite Gegenelektrode bzw. zum Aufrecherhalten der Anzeige entsprechend wiedas Gegenelektroden-Auswahlsigna! ΗΊ für die dritte 20 derholt.

Gegenelektrode bzw. das vierte Gegenelektroden-Aus- Bei der erläuterten Ausl'iihrungsform haben sowohl wahlsignal W₄ für die vierte Gegenelektrode erzeugt die Gegenelektroden-Auswahlsignalc als auch die Segwird. Die Segmentauswahlsteuersignale A'und a'wer- ment-Auswahlsignale nur eine Polarität. Die Signale den in den Pufferregistern 35 bzw. 36 gespeichert. Die können jedoch auch wechselnde Polaritäten haben, um Inhalte der Pufferregister 35 bzw. 36 werden in die Seg- 25 eine lange Lebensdauer der Flüssigkristallverbindung ment-Auswahlsignale A\— A\ bzw. aΊ — a4 umgesetzt, zu erreichen. Der Aufbau einer Steuerschaltung zum die die Impulsbreite einer Wortdauer haben, wobei die- Erzeugen von Auswahlsignalen mit wechselnder Polarise Umsetzung durch die Flipflops F\ — F₄ bzw. /] — F₄ er- tat ist für jeden Fachmann leicht durchführbar, folgt.

Ein Binärzähler 37 nach F i g. 5 besteht aus einem 30 Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

ersten T-Flipflop 371, einem zweiten T-FIipflop 372, ei-

nem dritten T-FIipflop 373 sowie einem vierten T-Flipflop 374. Das erste T-FIipflop 371 erhält das Wort-Taktsignai Φα zugeführt. Das dritte T-Flipflop 373 erzeugt das Taktsignal λ. und das vierte T-Flipflop 374 erzeugt das Taktsignal ß. Diese Signale ergeben sich in klarer Weise aus F i g. 7.

Der Modulo-4-Zähler 34 kann nach F i g. 6 aufgebaut sein. Er umfaßt eine Matrixanordnung aus MOS-Transistoren und empfängt die Steuersignale γ und Θ. die gegenüber den Taktsignalen λ und β verzögert sind. Der Modulo-4-Zähler 34 erzeugt die an die Gegenelektroden anzulegenden Gegenelektroden-Auswahlsignale W₁-W₄.

Unter Bezugnahme auf F i g. 7 wird jetzt die Wiedergäbe einer numerischen Information »12 3 4« erläutert.

Codierte Information 0100, 0011, 0010 und 0001 entsprechend den Zahlenwerten »4«, »3«, »2« und »1« wird bei jedem Bit-Taktsignai Φα das mit einem Taktsigna! ΙλΦ\ identisch ist, in den 4-Bit-Puffer 32 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird die Information vom Decodierer 33 in die Segmentauswahlsteuersignale A'und a'umgesetzt, wobei die Segmentauswahlsteuersignale A' und a' mit den binären Taktsignalen χ und β synchronisiert sind Dann werden die Segment-Auswahlsignale A\—A\ und a'\—aU über die Pufferregister 35 und 36 von den Flipflops Fi-F₄ und f\—h abgeleitet

Während eines Zeitintervalls I, in dem das Gegenelektroden-Auswahlsignal H\ für die Gegenelektrode

13 auftritt, gilt: A\ = 1, a\ = 0; A'₂ = 0, a'₂ = 1; A 3 = 0, a 3 = IM₄ = O und a\ = 0. Das Segment /in der ersten Ziffernsteile und das Segment a in der zweiten und der dritten ZiffernsteHe werden zur Anzeige ausgewählt

Während eines Zeitintervalls II, in dem das Gegenelektroden-Auswahlsignal H'2 für die Gegenelektrode

14 erzeugt wird, gilt: A \ = \,oi\ = l;/4'₂= l,a'₂= 1; ΑΊ = 1,33 = 1;/T₄ = 0unda'₄ = !.Daher werden die

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrstellige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, mit mehreren Segmentelektroden pro Anzeigestelle und mit mehreren, zugeordnete Segmentelektroden deckenden Gegenelektroden, wobei jeweils mehrere Segmentelektroden einer Ziffernstelle elektrisch zu einer Segmentelektrodengruppe (a—c und h; d—g) verbunden sind, sich die Gegenelektroden (13—16) jeweils über alle Ziffernstellen erstrecken, die einzelnen Gegenelektroden (13—16) je einem anderen Teil einer jeden Ziffernstelle zugeordnet sind und jeweils eine Segmentelektrode fa ll) je Segmentelektrodengruppe (a—c und h; d—g) decken und wobei weiterhin eine Steuerschaltung (Fig.3) vorgesehen ist, die den einzelnen Gegenelektroden (13—16) zyklisch der Reihe nach phasenverschiedene Gegenelektroden-Auswahlsignale (H'x—H'*) und gleichzeitig mit jedem der Gegenelektroden-Auswahlsignale ausgewählten Segmentelektrodengruppen Segment-Auswahlsignale (a\—a'_A, A\—A\) zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektroden (13—16) aus reflektierendem Material gebildet und durch schmale Spalte (17—19) voneinander getrennt sind und die Wiedergabefläche, abgesehen von den schmalen Spalten (17-19), vollständig ausfüllen.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmentelektroden (a—h) jeder Ziffernstelle zwei Segmentelektrodengruppen (a—c und h bzw. d—g) bilden und vier Gegenelektroden (13—16) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schmalen Spalte (17—19) zwischen den Gegenelektroden (13—16) zwischen 10 μπι und 100 μπι breit sind.