DE2707798A1

DE2707798A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer mehrstelligen fluessigkristallanzeige

Info

Publication number: DE2707798A1
Application number: DE19772707798
Authority: DE
Inventors: Masanori Fujita; Hajime Oda
Original assignee: Seikosha KK
Current assignee: Seikosha KK
Priority date: 1977-02-23
Filing date: 1977-02-23
Publication date: 1978-08-24

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer
rnehrstelligen Flüssigkristallanzeige Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer mehrstelligen Flüssigkristallanzeige.
Im allgemeinen bringt eine statische Steuerung einer Flüssigkristall anzeige verschiedene Vorteile gegenüber einer dynamischen Steuerung mit sich, beispielsweise besteht nicht das Problem einer Kreuzkopplung und es ist außerdem eine Steuerung mit niedriger Spannung möglich. enn jedoch die Zahl der Stellen erhöht wird, nimmt die Zahl der Drahtleitungen von den Elektroden zu, wodurch der Schaltungssufbau umständlich bzw. unzufriedenstellend wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer mehrstelligen Flüssigkriatallanzeige zu schaffen, welche die vorstehend angegebenen Nachteile und Schwierigkeiten beseityn. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die Erfindung kann die Zahl der Drähte oder Drahtleitungen verringert werden; außerdem läßt sich eine Anzeige mit gleichmäßigem Kontrast erreichen. Der Spannungswert der an die Elektroden angelegten ImpudEist konstant und der Schaltungsaufbau ist vereinfacht. Die Steuerung erfolgt vorteilhafterweise auf statische Weise; außerdem ist die gesamte Anlegungszeit in einer Periode, in welcher die Spannung an das Flüssigkristall-Anzeigeelement angelegt wird, welches eine Anzeige liefern soll, lang, wodurch eine Niederspannungssteuerung möglich ist und die Ansprechgeschwindigkeit bzw.
Ansprechempfindlichkeit hoch wird.
Die Erfindung schafft somit ein Verfahren zur Steuerung einer Flüssigkristallanzeige, bei dem eine Impulsspannun: zwischen Elektroden der Anzeigeeinheit angelegt wird, um den Zustand der Anzeige zu steuern.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei einer Anzeigeeinheit angewandt, die eine Steuerelektrode und mehrere, wählbare Elektroden aufweist, wobei die wählbaren Elektroden der Steuerelektrode gegenüberliegen und zwischen den wählbaren Elektroden und der Steuerelektrode ein Flüssigkristall angeordnet ist. Das Anzeigeelement besteht dabei aus der Steuerelektrode, dem Flüssigkristall und der wählbaren Elektrode. Nach der Erfindung wird an die Steuerelektrode ein Impuls konstanter Impulsperiode angelegt, während an die wählbare Elektrode ein Impuls mit unterschiedlicher Phase gegenüber dem an die Steuerelektrode angelegten Impuls angelegt wird, infolgedessen eine periodische Impulsgruppe mit konstanter Spannung zwischen der Steuerelektrode und der wählbaren Elektrode angelegt ist; für das Anzeigeelement, welches eine Anzeige liefern soll, wird das ZeitveIhEltnis bzw. die Zeitrate der gesamten, in einer Periode angelegten Impulsgruppe auf einen speziellen Wert innerhalb des Arbeitezeitraumes des Fliissigkristalls eingestellt bzw. festgelegt, während bezüglich des keine Anzeige liefernden Anzeigeelements diese Einstellung bzw. Festlegung außerhalb des Arbeitszeitraumes des Flüssigkristalls erfolgt.
Die Erfindung liefert somit ein Verfahren zur Impulsanlegung, bei dem eine Impulskette mit konstanter Periode an eine der wählbaren Elektroden und an eine Steuerelektrode angelegt wird, welche über den Flüssigkristall der wählbaren Elektrode gegenüberliegt, während eine andere Impulskette mit einem bestimmten Phasenverhältnis zur ersten Impulskette an die andere Elektrode angelegt wird; auf diese Weise wird die Gesamtzeit je Periodeneinheit auf zwei Zustände eingestellt bzw. festgelegt, zu der der Impuls zwischen die wählbare Elektrode und die Steuerelektrode angelegt wird; einer diese Zustände tritt dann auf, wenn der Flüssigkristall wirksam ist, während der andere Zustand dann vorliegt, wenn der Flüssigkristall nicht wirksam ist; auf diese Weise wird mit der Flüssigkristallanzeige eine Anzeige bzw. keine Anzeige ausgeführt. Dabei ist eine klare Anzeige mit gleichmäßigem Kontrast erhältlich.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 ein Beispiel einer Anzeigeeinheit, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren steuerbar ist, Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Zeitverhältnis und den kritischen Werten der an den Flüssigkristall angelegten Spannung während des Zustandes einer Anzeige bzw. keiner Anzeige, Fig. 3 eine Darstellung des Zustandes von Impulsen, die an die Elektroden der Anzeigeeinheit nach Fig. 1 angelegt werden, sowie des Zustandes der Spannung, die zwischen beiden Elektroden anliegt, Fig. 4, 5 zeigt Diagramme zur Erläuterung der Taktbedingung der Impulsgruppe nach Fig. 3, Fig. 6 die elektrische Schaltung einer Vorrichtung zur Steuerung der Anzeigeeinheit nach Fig. 1, Fig. 7 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung, Fig. 8 ein Beispiel einer weiteren Anzeigeeinheit, Fig. 9 ein Diagramm zur Darstellung des Zustandes, in welchem Impulsgruppen bzw. Impulsketten an die Elektroden der Anzeigeeinheit nach Fig. 8 angelegt werden, sowie desjenigen Zustandes, in welchem die Impulsgruppen zwischen den beiden Elektroden anliegen, Fig.1O die elektrische Schaltung einer weiteren Vorrichtung zur Steuerung der Anzeigeeinheit nach Fig. 8, Fig.11 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 10, Fig.12 ein Diagramm zur Erläuterung des Zustandes, in welchem Impulsgruppen an die Elektroden der Anzeigeeinheit nach Fig. 8 angelegt werden, sowie des Zustandes, in welchem die Impulagruppen zwischen den beiden Elektroden anliegen, und Fig.13A, 13B Diagramme zur Erläuterung des Zustandes, in welchem Impulsgruppen an die Elektroden einer anderen Anzeigeeinheit angelegt werden, sowie des Zustandes, in welchem Impulegruppen an beide Elektroden angelegt werden.
In Fig. 1 ist eine Anzeigeeinheit dargestellt, welche durch das erfindungsgemäße Verfahren steuerbar ist. Die wählbaren Elektroden a1 bis g1 und a2 bis g2 sind auf einem Glassubstrat 1 ausgebildet.
Die Elektroden a1 und a2, b1 und b2 g1 und g2 sind jeweils mit einem gemeinsamen Leitungsdraht p1 bis p7 verbunden. rteuerelektroden h1 und h2 sind auf einem nicht dargestellten Glassubstrat angeordnet, welches unter Zwischenschaltung des Flüssigkristalls dem Glassubstrat 1 gegenüberliegt. Die Elektroden a1 bis g1 und a2 bis g2, der Flüssigkristall und die Steuerelektroden h1 und h2 bilden die Flüssigkristall-Anzeigeelemente Al bis G1 und A2 bis G2. Leitungen q1 und q2 sind von der Steuerelektrode h1 bzw. h2 weggeführt.
Fig. 2 gibt unten eine Erläuterung des Zustandes der Impulse an, um die Flüssigkristall-Anzeigeeinheit dieser Ausführungsform in einen Anzeigezustand bzw. in einen keine Anzeige liefernden Zustand zu verbringen. Fig. 2 zeigt insbesondere das Verhältnis zwischen der Betriebsspannung des Flüssigkristalls gegenüber der Zeitrate bzw.
dem Zeitverhältnis D= ##, wenn die Zeit t0, welche die Gesamtanlegungszeit des an den Flüssigkristall angelegten Impulses darstellt, innerhalb einer vorgegebenen bzw. vorgewählten Zeit T geändert wird.
Die Kurve α stellt den unteren Grenzwert der Spannung dar, mit welcher der Flüssigkristall arbeitet, während die Kurve ß die Spannung darstellt, mit der der Flüssigkristall vollständig bzw. zufriedenstellend arbeitet, wobei diese Spannung im folgenden als Sättigungsspannung bezeichnet wird. Der an den Flüssigkristall angelegte Impuls zur Lieferung einer Anzeige entspricht dem Wert D = 4, infolgedessen sich die Spannung V1 ergibt (entsprechend dem Punkt U1 auf der Kurvefl), während der Impuls, der keine Anzeige liefert, durch den Wert D r 4 vorgegeben ist, wobei sich die Spannung V1 (entsprechend dem Punkt U2) ergibt. Fig. 3 zeigt das Verhältnis der Impulse, die an jede wählbare Elektrode und Steuerelektrode angelegt werden, um in der Anzeigeeinheit eine Anzeige oder keinen Anzeigezustand durch Anlegen der genannten Impulse an den Flüssigkristall zu erzeugen. Nachfolgend wird das Anlegen der Impulse beschrieben, um die Anzeigeelemente Al und A2 (Fig. 1) selektiv in einen Anzeigezustand oder einen Nicht-Anzeigezustand zu verbringen. In Fig. 3 zeigen die Impulsgruppen an den Positionen (y0, 1' (y0, x2) (yO, x3) und y0, x4) der Elemente die Taktbedingung an, an welcher sie an den Anschluß P1 der in Fig. 1 gezeigten wählbaren Elektrode während der Zeit T angelegt werden müssen, wobei die Gesamtzeit T1 der Erzeugung jeder Impulsgruppe gleich ist: T1/T , 1/2. Die Impulsgruppen an den Positionen (y1, xO) und (y2, x0) zeigen die Taktbedingung an, mit welcher diese Impulse an die Steuerelektrode h1 oder h2 angelegt werden müssen, wobei die gesamte Zeit T1 der Impulserzeugung jeder Impulsgruppe gleich ist, d.h. T1/T 1/2. Die Impulsgruppen an der Position (ym, xn) zeigen die Differenzimpulsgruppen zwischen den Impulsgruppen für die Position (y0, xn) und (Ym, xn) an (m = 1, 2 und n = 1, 2, 3, 4).
Somit wird beim Anlegen der keine Anzeige liefernden Impulsgruppe an die Positionen (y1, x1), (y2, x1), (y1, x2) und (y2, x3) bezüglich des Anzeigeelementes kein Anzeigezustand hervorgerufen, während beim Anlegen der eine Anzeige erzeugenden Impulsgruppe an den Positionen (Y2, x2), (Y1, x3), (Y1, x4) und (y2, x4) das Anzeigeelement eine Anzeige liefert.
Die Impulsgruppen an den Positionen (y1, x0) und (y2, x0) werden an die Steuerelektroden h1 und h2 angelegt, während die Impulsgruppen der Position (yO, X1) an die wählbaren Elektroden angelegt werden, damit die beiden Anzeigeelemente A1 und A2 keine Anzeige liefern; damit das Element Al bzw. A2 keine Anzeige bzw. eine Anzeige liefert, werden die Impulse entsprechend der Position (y0, x2) angelegt. Damit das Anzeigeelement Al bzw. A2 eine Anzeige bzw. keine Anzeige liefert, werden die Impulse entsprechend der Pcsition (y0, X3) zugeführt, während zur Lieferung einer Anzeige an beiden blenenten Al und A2 die Impulse der Position (y0, X4) zugeführt werden. Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm für das Anlegen der oben erwähnten Impulse.
Fig. 4A, B bis F zeigen dabei nacheinander die Impulsverläufe für die Positionen (y1, x0), (y2, x0), (y0, x1), (y0, x2), (y0, x3) und (y0, x4).
resultierenden Fig. 5A bis 5H gibt Zeitverläufe der/Impulsgruppen an, die zwischen den beiden Elektroden auf Grund des Anlegens der oben genannten Impulse angelegt werden, d. h. die Impulse an den Positionen (Yl, x1), (y1, x2), (y1, x3), (y1, x4), (y2, x1), (y2, x2), (y2, x3), (y2, x4).
An der Elementposition (y , x ) in Fig. 3 (rn = 1, 2 und n = 1, 2, 3, 4) werden sowohl eine positive als auch negative Spannung gleichzeitig im Zeitintervall T erzeugt. Da der Flüssigkristall jedoch keine Spannungsrichtwirkung aufweist, werden die Gesamtzeiten des Anlegens der Inpulsgruppen für die Anzeige an den Elenent-Positionen (Y1, X3), (Y1, x4), (Y2, x2) und (Y2, x4) gleich und das Zeitverhältnis D wird gleich 3/4, wenn die positive und negative Spannung gleich sind.
Die Gesamtzeit des Anlegens der Impulsgruppen zur Erzeugung keiner Anzeige an den Elementpositionen (y1, x1), (Yl, x2), (Y2, x1) und (Y2, x3) ist jeweils gleich und das Zeitverhältnis im Zeitintervall T wird gleich 1/4.
Durch das Anlegen der genannten Impulsgruppen liefern somit die Anzeige-Elemente Al und A2 selektiv eine Anzeige und keine Anzeige, wobei die Anzeige mit gleichmäßigem Kontrast erfolgt.
An die anderen Anzeigesegmente werden die gleichen Impulsgruppen in der gleichen, vorstehend angegebenen Weise angelegt.
Im folgenden wird ein Beispiel einer Schaltung einer Vorrichtung zur Erzeugung der vorstehend angegebenen Impulse erläutert. Gemäß Fig. 6 reduziert ein Frequenzteiler 3 die Ausgangsfrequenz eines Nristall-Oszillators 2 und erzeugt Impulse für eine Wechselstromsteuerung des Flüssigkristalls an Ausgängen 3a, 3b und 3c, wie dies näher in den Fig. 7A bis 7C veranschaulicht ist; außerdem wird ein Impuls mit einer Periode von 1 Sekunde am Ausgang 3d erzeugt. Der in Fig. 7C dargestellte Impuls weist die gleiche Periode auf, wie die Impulsgruppe der Fig. 4A bis Fig. 4F.
Dezimal- und Sechsfach-Zähler 4 bzw. 5 zählen die Stellen 1 bzw. 10 für eine Sekundenzählung. Der Inhalt eines derartigen Zählers wird von Decodern 6, 7 umgewandelt und liefert Ausgänge zur Wahl der Anzeige-Elemente Al bis G1 und A2 bis G2 der Anzeigeeinheit nach Fig. 1, wobei diese Ausgangssignale an den Ausgängen 6a bis 6g bzw.
7a bis 7g erzeugt werden. Eine Steuer- oder Treiberschaltung 8, deren Ausgang zur Steuerung der wählbaren Elektroden vorgesehen ist, besteht aus Gatterschaltungen 9 bis 20 und Invertern 21, 22.
Die Impulsgruppen der Ausgänge 8a bis 8g werden den Leitungen P1 bis P7 nach Fig. 1 zugeführt. Eine Steuer- oder Treiberschaltung 23 für die Steuerelektroden besteht aus Gatterschaltungen 24 bis 27 und einem Inverter 28.
Die Impulsgruppen der Ausgänge 23a, 23b werden der Leitung q1 bzw.
q2 (Fig. 1) zugeführt.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Erfindung näher erläutert.
Dabei arbeitet die Treiberschaltung 23 folgenderrnaßens An einen Eingang der Gatterschaltungen 24, 25 wird der Impuls Pa gemäß Fig. 7a und ein diesem Impuls gegenüber invertierter Impuls angelegt, während an die anderen Eingänge dieser Gatterschaltungen der Impuls Pb nach Fig. 7B und ein dazu invertierter Impuls angelegt werden, so daß die Impulse nach Fig. 7D und Fig. 7 jeweils an den Ausgängen der Gatterschaltungen 24, 25 erzeugt werden. An einen Eingang der Gatterschaltungen 26, 27 wird der Impuls Pc nach Fig.7C und - entsprechend dem logischen Wert des Impulses Pc - die Impulse nach Fig. 7D und 7E der Gatterschaltungen 24, 25 und die dazu invertierten Impulse angelegt, d.h. die Impulse nach Fig. 4A und Fig. 4B werden an den Anschlüssen 23a und 23b erzeugt.
Im folgenden wird beschrieben, wie der Impuls am Ausgang der Treiberschaltung 8, beispielsweise der Impuls am Ausgang 8a erzeugt wird.
An einen Eingang der Gatterschaltungen 9 und 10 werden jeweils Impulse Pb vom Anschluß 3b und ein dazu invertierter Impuls angelegt, während an die übrigen Eingänge Signale mit dem Wert "1" von den Decodern 6, 7 zu dem Zeitpunkt angelegt werden, an welchem die Anzeigeelemente Al und A2 gewählt sind. enn daher beispielsweise Ausgangasignale zur Wahl der Anzeigeelemente Al und A2 von den Ausgängen 6a, 7a nicht abgegeben werden, liefern die Ausgänge der Gatterschaltungen 9, 10 jeweils ein Signal mit dem Wert "1" und der Ausgang der Gatterschaltung 15 wird auf dem Wert "0" gehalten, sodaU von derGatterschaltung 18 ein gegenüber dem Impuls Pc invertierter Impuls am Anschluß 3c abgegeben wird, d.h. die in Fig. 4C gezeigte Impulsgruppe.
Wenn der Decoder 7 ein husgangssignai zur Bestimmung bzw. ahl des Anzeigeelementes A2 liefert, wird der gleiche Impuls als Impuls Pb von der Gatterschaltung 10 erzeugt, während sein invertierter Impuls von der Gatterschaltung 15 geliefert wird, so daß die Gatterschaltung 18 die Impulsgruppe nach Fig. 4D erzeugt. enn ein das Anzeigeelement A2 auswählendes Ausgangssignal vom Decoder 7 erzeugt wird, wird der gleiche Impuls als Impuls Pb von der Gatterschaltung 10 und ein dazu invertierter Impuls von der Gatterschaltung 15 geliefert, so daß die Gatterschaltung 18 die Impulsgruppe nach Fig. 4D liefert. Wenn andererseits ein Ausgangssignal vom Decoder 7 nicht erzeugt wird, welches das Anzeigeelement A2 auswählen würde und stattdessen ein Ausgangssignal vom Decoder 7 geliefert wird, welches das Anzeigeelement Al bestimmt, wird der gleiche Impuls als Impuls Pb von der Gatterschaltung 15 erzeugt und die Impulsgruppe nach Fig. 4E wird von der Gatterschaltung 18 geliefert. Wenn beide Decoder 6, 7 Ausgangssignale zur Wahl eines Anzeigeelementes erzeugen, werden Impulse unterschiedlicher Pegel von den Gatterschaltungen 9 und 10 erzeugt, so daß der Ausgang der Gatterschaltung 15 auf dem logischen Wert 1 gehalten wird und die Impulsgruppe nach Fig. 4F von der Gatterschaltung 18 erzeugt wird.
Auch von den anderen Ausgängen 8b bis 8g werden die gleichen Impulsgruppen in der vorstehend erläuterten Weise erzeugt.
Der vorstehend erläuterte Fall betrifft eine zweistellige Anzeige.
Nunmehr wird beschrieben, wie eine dreistellige Anzeige erzeugt wird.
Fig. 8 zeigt eine dreistellige Anzeigeeinheit gleichen Aufbaus wie die Anzeigeeinheit nach Fig. 1. Die Anzeigeelemente A3, A4 und A5, B3, B4 und B5,...G1, G2...G5 sind jeweils mit einer gemeinsamen Verbindungaleitung P8.bis P14 verbunden. Die Bezugezeichen h3 h4 und h5 bezeichnen die Steuerelektroden und q3, q4 und q5 sind die Leitungen zu den Steuerelektroden.
Fig. 9 zeigt die Impulsgruppe, die jeder wählbaren Elektrode und Steuerelektrode zugeführt werden kann, um die Anzeigeelemente nach Fig. 8 in einen Anzeigezustand und einen Nicht-Anzeigezustand zu verbringen, sowie den Zustand bzw. Verlauf der übrigen Impulsgruppen, die zwischen den beiden Elektroden angelegt werden.
Im folgenden wird das Verfahren näner erläutert, mit dem beispielsweise die Anzeigeelemente A3, A4 und A5 in Fig. 8 angesteuert werden.
Die in Fig. 9 für die Element-Positionen (y0, X1), (y0, x2) und (Y0, X3) dargestellten Impulsgruppen veranschaulichen den Zeittakt, mit welchem sie den Steuerelektroden h3, h4 und h5 nach Fig. 8 während des Zeitraumes T zugeführt werden müssen, wobei die Gesamtzeit T2 für die Erzeugung jeder Impulsgruppe gleich ist, d.h.
T2/T = 1/2. Die Impulsgruppen an der Position (Yra, xO) mit m = 1, 2...8 zeigen den Takt an, mit welchem diese Impulse dem Anschluß P8 der wählbaren Elektroden nach Fig. 8 zugeführt werden müssen, wobei die Gesamtzeit T2 der Erzeugung jeder Impulsgruppe gleich ist, d.h.
T2/T , 1/2. Die Impulsgruppen an der Position ym, xn) mit m 1, 2 ...8 und n = 1, 2,3 bzeichnen die Differenzimpulsgruppen, die sich auf Grund der Differenz zwischen der Position (ym, x0) und der Position (y0, xn) ergeben.
Wenn die Impulsgruppen der Positionen (yO, x1), (y0, x2) und (Y0, X3) den Steuerelektroden h3, h4 und h5 zugeführt werden und wenn die Impulsgruppen der Position (ym, x0) den wählbaren Elektroden zugeführt werden, dann werden die Anzeigeelemente A3, A4 und A5 selektiv dargestellt und nicht dargestellt.
Die Impulsgruppen a und b der Position (ym, xn) bezeichnen eine Impulsgruppe zur Erzeugung einer Anzeige bzw. eine Impulogruppe zur Lieferung keiner Anzeige. Wie im Falle einer zweistelligen Anzeigeeinheit ist die Gesamtzeit für das Anlegen jeder eine Anzeige liefernden Impulsgruppe der Impulsgruppe a gleich und das Zeitverhältnis ist 3/4, wenn die positiven und negativen Spannungen gleich groß sind bzw. einen gleichen Wert darstellen. r.ndererseits ist die Gesamtzeit für jede keine Anzeige liefernde Impulsgruppe in der Impulsgruppe b gleich und das Zeitverhältnis ergibt sich zu 1/4. Wie im Falle einer zweistelligen Anzeige werden somit die Anzeigeelemente in einen eine Anzeige und keine Anzeige liefernden Zustand durch Anlegen der Impulsgruppe a bzw. b verbracht.
Die Anzeigeelemente A3, A4 und A5 nach Fig. a können somit einzeln in einen Zustand zur Lieferung einer Anzeige bzw. zur Lieferung keiner Anzeige gebracht werden, wobei ein gleichmäßiger Kontrast vorliegt, infolgedessen alle Anzeige- oder Darstellungskombinationen möglich sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird eine Schaltun,r zur Erzeugung der vorerwähnten Impulsreihe beschrieben. Fig. 10 zeigt einen Teil einer entsprechenden Vorrichtung, wobei Ausgänge 29n, 29b und 29c einesphequenzteilers 29 Impulse mit einer Impulsperiode von 1/2 und mit Impulsbreiten von T2/4, T2/2 bzw. T2 liefern. Mit 30, 31 und 32 sind Dezimal-,Sechsfach- und Dezimal-Zähler bezeichnet, während mit 33, 34, 35 Decoder angegeben sind, welche den Decodern nach Fig. 6 entsprechen. Die Bezugszeichen 36 bis 58 geben Gntterschaltungen an. Der Ausgang der Gatterschaltung 55 wird den wählbaren Elektroden der Anzeigeelemente A3, A4 und A5 nach Fig. 8 zugeführt. Die Ausgänge der Gatterschaltungen 56, 57 und 58 werden den Steuerelektroden h3, h4 und h5 zugeführt. Mit 59 bis 64 sind Inverter angegeben, während mit 65 eine Treiber- oder Steuerschaltung bezeichnet ist, welche die wählbaren Elektroden der Anzeigeelemente A3, A4 und A5 ansteuert.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der in Fig. 10 gezeigten Schaltung beschrieben. Durch die Impulse der Ausgänge 29a, 29b des Frequenzteilers 29 werden die Taktimpulse der Fig. 11A bis 11D an den Ausgängen der zugeordneten Gatterschaltungen 36 bis 39 erzeugt.
Der Inverter 61 liefert einen gegenüber dem Impuls des Ausgangs 29c invertierten Impuls, so daß die Ausgänge der Gatterschaltungen 56, 57 und 58 die Impulsgruppen bzw. Impulsreihen entsprechend den Positionen (y0, x1), (y0, x2) und (Y0, x3) nach Fig. 9 liefern, die den Steuerelektroden h3, h4 und h5 nach Fig. 8 zugeführt werden.
Am Ausgang der Schaltung 55 werden die Impulsgruppen für die Position (ym, x0) durch die Ausgänge der Decoder 33,34 u.35 entsprechend Fig.9 erzeugt, wobei m = 1,2...8; der logische Wert der Signale an den Ausgängen 33a, 34a,und35a ergibt sich zu (1,1,1), (0,1,1),(1,0,1), (1, 1, 0), (0, 0, 1), (O, 1, 0), (1, 0, 0) und (0, 0, 0).
Für die anderen Anzeigeelemente ist die gleiche Schaltung wie die Treiberschaltung 65 zur Steuerung der wählbaren Elektroden vorgesehen, eo daß durch die bestimmenden Ausgangssignale der Decoder 33, 34 und 35 und die Taktimpulse nach Fig. 11 die gleichen Impulsgruppen oder Impulsreihen, wie vorstehend erläutert, erzeugt werden und somit die anderen Anzeigeelemente ebenfalls in einen Anzeigezustand oder einen keine Anzeige liefernden Zustand gebracht werden.
Fig. 12 zeigt ein weiteres Beispiel für das Anlegen von Impulsen im Hinblick auf eine dreistellige Anzeigeeinheit.
Nach Fig. 12 sind die Impulsgruppen für die Anzeigeelement-Positionen (y0, xn) . (mit n = 1, 2, 3) und (ym, x0) (mit m = 1, 2...8) in der Gesamtzeit T3 der Erzeugung jeweils gleich, d.h. es iet T3/T - 1/2.
Die Impulagruppe d für die Positionen (Ym' xn) (mit m " 1, 2...8 und n = 1, 2, 3) bezeichnet die eine Anzeige liefernde Impulsgruppe, die an das eine Anzeige liefernde Anzeigeelement angelegt wird, während die Impulegruppe e eine keine Anzeige liefernde Impulegruppe bezeichnet, die an dasjenige Anzeigeelement angelegt wird, welche keine Anzeige liefern soll. Auch in diesem Fall ist die Gesamtzeit für das Anlegen der Impulsgruppend gleich und das Zeitverhältnie ergibt sich zu 3/4, während die Gesamtzeit des Anlegen der keine Anzeige liefernden Impulsgruppene gleich ist und eich das Zeitverhältnis zu 1/4 ergibt, eo daß durch das Anlegen der Impulegruppen d und e in der vorstehend erläuterten Weise die Anzeigeelemente jeweils in eine Anzeige liefernde Zustände bzw. in keine Anzeige liefernde Zustände verbracht werden.
IIinsichtlich der Schaltung zur Impulserzeugung wird in diesem Fall anstelle des Ausgangsimpulses des Inverters 61, der einen Eingang zu den Gatterschaltungen 55 bis 58 nach Fig. 10 bildet, ein Impuls mit einer halben Impulsperiode gegenüber dem Ausgangsimpuls des Anschlusses 29a vom Frequenzteiler 29 erhalten und invertiert, der den Gatterschaltungen 55 bis 58 zugeführt werden kann.
Fig. i3A und 133 zeigen eine vierstellige Anzeige und veranschaulichen den Zustand der Impulsgruppen, die den wählbaren Elektroden und Steuerelektroden zugeführt werden, sowie denjenigen Zustand der Impulsgruppen, die zwischen den beiden Elektroden angelegt sind.
Bei dieser Ausführungsform werden somit Impulse angelegt, die derart festgelegt sind, daß in Fig. 2 die Anzeigeelemente in einem Zeitverhältnis D = 2/3 und mit einer Spannung von V2 eine Anzeige liefern, während keine Anzeige mit einem Zeitverhältnis D - 1/3 und einer Spannung V2 hervorgerufen wird; der Punkt U3 in Fig. 2 ist dabei niedriger als die kritische Spannung V3 auf der Kurve α In Fig. 13A und 13B sind die Impulsgruppen der Position (yO, x ) mit n = 2, 3...15 hinsichtlich der Gesamtzeit T3 ihrer Erzeugung gleich, d. h. T3/T = 1/2. Die Gesamtzeiten T4 und T5 der Erzeugung der Impulsgruppen an den Positionen (yO, xl) und (yO, x16) ergeben sich zu T4/T - 5/6 bzw. T5/T - 1/6. Die Impulsgruppen für die Positionen (y , xO), wobei m = 1, 2, 3, 4, haben jeweils die gleiche Gesamtzeit T6 ihrer Erzeugung, d.h. T6/T = 5/6.
Die Impulsgruppe f bezeichnet eine eine Anzeige liefernde Impulsgruppe, die an ein Anzeigeelement angelegt wird, welches eine Anzeige liefern soll; die Gesamtzeit, über die jede Impulsgruppe f angelegt wird, ist gleich und das Zeitverhältnis ergibt sich zu 2/3.
Die Impulsgruppe g wird dagegen an dasjenige Anzeigeelement angelegt, welches keine Anzeige liefern soll; die Gesamtzeit, über die diese Impulsgruppen angelegt werden,ist gleich und das Zeitverhältnis ergibt sich zu 1/3. Durch Anlegen der Impulsgruppen f und g werden somit die Anzeigeelemente in Zustände gebracht, in welchen eine Anzeige und keine Anzeige geliefert wird, wodurch die Anzeigeelemente jeder Stelle einzeln in einen Anzeigezustand und einen keine Anzeige liefernden Zustand mit gleichmäßigem Kontrast verbracht werden können.
Die genannten Impulsgruppen, die an die wählbaren Elektroden angelegt werden, werden beispielsweise auf folgende ;leise erzeugt: Durch die in Fig. 10 gezeigte Schaltung und den Ausgang des Frequenzteilers werden sechs Impulsformen mit gleicher Implllsperiode und einem Impulszyklus, d.h. einem Taktverhältnis von 1/6 um Periode gegeneinander phasenverschoben, um Taktimpulse zu liefern; mit diesen Impulsen und mit dem Decoderausgang jeder Stelle werden die Gatterschaltungen gesteuert und die vorstehend bezeichneLen Impulsgruppen erzeugt. Andererseits werden die vorstehend genannten Impulsgruppen, die den Steuerelektroden zugeführt werden miissen, dadurch hervorgerufen, daß den Gatterschaltungen von sechs Arten von Impulsen, die vorstehend angegeben sind, vier JmpulsarLen zugeführt werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 3A und 1 3B ist die Zeit des Anlegens der entsprechenden positiven und negativen Spannunf;en der an die Anzeigeelemente angelegten Impulsgruppen unterschiedlich. TJm dies zu vermeiden, werden die den wählbaren Elektrode und den Steuerelektroden zugeführten Impulse nach jedem Zeitintervall T invertiert, wodurch die Polarität der angelegten Spannung an jedem Zeitpunkt T umgekehrt werden kann und demzufolge die Leitendes Anlegens der positiven Spannung sowie der negativen Spannung gleich gestaltet werden können.
Wenn die Stellenzahl auf fiinf, sechs und sieben Stellen erhöht wird, werden die Taktimpulse entsprechend der Stellenzahl erzeugt und unter Verwendung der selektierenden bzw. bestimnenden Ausgänge jeder Stelle werden Impulse an die wählbaren Elektroden und Steuerelektroden angelegt, infolgedessen in bezug auf jeden Fall (d.h.
für die fiinfte, sechste und siebte Stelle) da Zeitverhältnis der an die beiden Elektroden angelegten Spannung zwei unterschiedliche Werte hat, d.h. (5/8, 3/8), (6/10, 4/10) und (7/12, 5/12).
Dies bedeutet, daß für den Fall der siebten Stelle, f;ir die die beiden Zeitverhältnisse nahezu gleich sind, die an die Elektroden anzulegenden Impulse entsprechend Fig. 2 derart bestimmt sein können, daß die Anzeigeelemente mit einem Zeitverhältnis D = 7/12 und einer Spannung V4 eine Anzeige liefern, während diese Elemente mit einem Zeitverhältnis D = 5/12 und einer Spannung V4 keine Anzeige liefern.
Auch in diesem Beispiel kann die Anzeige mit einem gleichmEißigen und zufriedenstellenden Kontrast erfolgen.
Die Zeitverhältnisse der zwischen den beiden Elektroden anliegenden Spannung entsprechend der Stellenzahl sind nicht auf die angegebenen Zeitverhältnisse begrenzt. 'ilenn bei dem beschriebenen Verfahren die Zahl K der Stellen größer als 3 ist, läßt sich ein gleichmäßiger und optimaler Kontrast erreichen, wenn das Zeitverhältnis für die eine Anzeige liefernden Elemente K/2(K-1) und für die keine Anzeige liefernden Elemente K-2/2(K-1) ist.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen wurden siebenstellige Anzeigeelemente zur Anzeige von Ziffern benutzt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt. Die wählbaren Elektroden und Steuerelektroden können in Form einer Matrix angeordnet werden, um Ziffern oder durch Balken gebildete Figuren darzustellen. Außerdem können kreisförmige Elektroden vorgesehen werden, die in Form von drei konzentrischen Kreisen unterteilt sind, um die Steuerelektroden zu bilden, die zur Ansteuerung einer Uhr benützt werden können, in welcher die Stunden-, Minuten- und Sekundenanzeige mittels eines Zeigers erfolgt.
Bei der Erfindung wird die Gesamtzeit, über die die Impulsgruppen an das Flüssigkristall-Anzeigeelement, welches eine Anzeige liefern soll und die Zeit der Impulsgruppe, die an ein Flüssigkristall- Anzeigeelement angelegt wird, welche keine Anzeige liefern soll, im Zeitbereich für die Anzeige bzw. zur Lieferung keiner Anzeige auf einen speziellen Wert bestimmt, so daß eine klare bzw. eindeutige Anzeige mit gleichmäßigem Kontrast erhalten wird. Außerdem ist nur eine geringe Zahl von Leitungsdrähten erforderlich, so daß eine Vielzahl an Informationen dargestellt werden kann. Da der Spannungswert der an ein Anzeigeelement angelegten Impulsgruppe konstant ist, ist der Aufbau der Schaltung einfach. Da zudem eine statische Steuerung erfolgt und die Gesamtzeit innerhalb der Periode, in welcher die an ein Element angelegte Spannung, welches eine Anzeige liefern soll, lang ist, läßt sich eine Steuerung mit niedriger Spannung erreichen; außerdem ist die Ansprechgeschwindigkeit groß.

Claims

PatentansDrücne n Verfahren zur 3teuerung einer mehrstelligen Flüssigkristallanzeige, bestehend aus raehreren wählbaren Elektroden, einer Steuerelektrode und einem zwischen einer wählbaren elektrode und der Steuerelektrode angeordneten Flüssigkristall, bei der ein Anzeigeelement aus einer wählbaren Elektrode, der zur wählbaren Elektrode gegenüberliegend angeordneten Steuerelektrode und dem zwischen der wählbaren Elektrode und der Steuerelektrode angeordneten Flüssigkristall besteht, wobei jeweils einander entsprechende wählbare Elektroden jeder Stelle einen gerreinsamen Anschluß haben, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Impulsketten mit jeweils unterschiedlicher Phase an die zugeordneten Steuerelektroden angelegt werden, daß weitere Iinpulsketten, die gegenüber den an die Steuerelektroden angelegten Irnpulsketten unterschiedliche Phasen haben, an die entsprechenden wählbaren Elektroden angelegt werden, wodurch eine konstante Spannung und eine periodische Impulskette zwischen einer wählbaren Elektrode und einer Steuerelektrode des Anzeigeelements angelegt werden, daß für das eine Anzeige liefernde Anzeigeeleuient das Zeitverhältnis der Gesamtzeit der Impulsanlegung gegenüber einer Zeitperiode auf einen Inert innerhalb des Arbeitsbereiches des Flüssigkristalls festgelegt wird, während für das keine Anzeige liefernde Anzeigeeleaent das Zeitverhältnis zwischen der Gesamtzeit der Erzeugung der Impulse, die an das betreffende Anzeigeelement angelegt werden, gegenüber der Zeitperiode auf einen Wert festgesetzt wird, der außerhalb des Betriebsbereichs bzw. der Betriebszeit des Fl'ssigkristalls liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine zweistellige Anzeige das Zeitverhältnis für diejenigen Impulse, die an ein eine Anzeige lieferndes Anzeigeelement angelegt werden, 3/4 ist, während das Zeit;verh:iltnis für die Impulse, die an einElement zur Lieferung keiner Anzeige angelegt werden, 1/4 beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitverhältnis der an ein eine Anzeige lieferndes Anzeigeelement angelegten Impulse für eine Anzeigeeinheit mit K > 3 Stellen K/2(K-1) und das Zeitverhältnis fiir die Impulse, die an ein keine Anzeige lieferndes Anzeigeelement angelegt werden, K-2/2(K-1) beträgt.
4. Vorrichtung zur Steuerung einer mehrstelligen Flüssigkristallanzeige, bestehend aus mehreren wählbaren Elektroden, einer Steuerelektrode und einem zwischen einer wählbaren Elektrode und der Steuerelektrode angeordneten Flüssigkristall, bei der ein Anzeigeelement aus einer wählbaren Elektrode, der zur wählbaren Elektrode gegenüberliegend angeordneten Steuerelektrode und dem zwischen der wählbaren Elektrode und der Steuerelektrode angeordneten Flüssigkristall besteht, wobei jeweils einander entsprechende wählbare Elektroden jeder Stelle einen gemeinsamen Anschluß haben, mit einem Kristalloszillator, einem an diesen angeschlossenen Frequenzteiler und einer Zählereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Treiberschaltungen (, 23) vorgesehen sind, daß eine der Treiberschaltungen (8) iiber I)ecoder (6, 7) mit der Zählereinrichtung (4, 5) gekoppelt ist und Signale an die wählbaren Elektroden liefert, während die andere Treiberschaltung (23) an den Frequenzteiler (3) angeschlossen ist und Ausgangssignale zu den Steuerelektroden liefert.
5. Vorrichtung zur Steuerung einer mehrstelligen Flüssigkristallanzeige, bestehend aus mehreren wählbaren Elektroden, einer Steuerelektrode und einem zwischen einer wählbaren elektrode und der Steuerelektrode angeordneten Flüssigkristall, bei der ein Anzeigeelement aus einer wählbaren Elektrode, der zur wählbaren Elektrode gegenüberliegend angeordneten Steuerelektrode und dem zwischen der wählbaren Elektrode und der Steuerelektrode angeordneten Flüssigkristall besteht, wobei jeweils einander entsprechende wählbare Elektroden jeder Stelle einen gemeinsamen Anschluß haben, mit einem Kristalloszillator, einem an diesen angeschlossenen Frequenzteiler und einer Zählereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Treiberschaltung (65) vorgesehen ist, die über Decoder (33, 34, 35) mit der Zählereinrichtung (30, 31, 32) gekoppelt ist und Ausgangssignale zu den wählbaren Elektroden liefert, daß Gatterschaltungen (56, 57, 58) mit dem Frequenzteiler (29) gekoppelt sind und Steuersignale an die Steuerelektroden liefern.