DE2951760A1 - Fluessigkristallanzeigegeraet - Google Patents
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Description
ρατγντα:. -valve
L-K^kX' - FKlLIiR - KSN1
Pr. ph·:. L, ::-;,. Dr.r,.:--,:t DIpIIn
MühlEtraÜf 37 . 80U0 München 80
21. Dezember 1979
Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Kawasaki-Shi, Japan
Flüssigkristallanzeigegerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein batteriegetriebenes Flüssigkristallanzeigegerät.
Flüssigkristallanzeigegeräte sind im Anzeigeabschnitt von Tischrechnern und verschiedenen Meßinstrumenten weit verbreitet.
Beispielsweise wird ein Flüssigkristallanzeigegerät in einem elektronischen Digitalthermometer verwendet, das die
Körpertemperatur mittels einem Temperaturfühler/ wie z.B. einem Heißleiter mißt und den Ausgang des Fühlers in ein
entsprechendes digitales Signal zur Anzeige der Körpertemperatur umwandelt. In diesem Fall wird das Flüssigkristallgerät verwendet, um im Anzeigeabschnitt den Energieverbrauch
der Batterie zu vermindern, die als Energiequelle für das digitale elektronische Thermometer verwendet wird. Bei di-
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gitalen elektronischen Thermometern dieser Art wird nicht wie bei Tischrechnern oder ähnlichem, die nur mit digitalen
Mengen arbeiten, die Körpertemperatur, die eine analoge Menge ist, mittels einem Temperaturfühler erfaßt und die
erfaßte analoge Menge in einem Operationsschaltkreis in eine Digitalmenge zur Anzeige der gemessenen Körpertemperatur
in digitaler Form umgewandelt. In diesem Fall kann die Analog-Digitalumwandlung im Operationsschaltkreis fehlerhaft
beeinflußt werden, wenn die Ausgangsspannung der Energieversorgungsbatterie bis zu einem gewissen Maß abgesunken
ist, obwohl die Anzeige selbst normal arbeitet, wodurch eine fehlerhafte Meßinformation dem Anzeigeabschnitt
zugeführt wird. Entsprechend ist es notwendig, die Bedienungsperson auf die Tatsache hinzuweisen, daß die elektromotorische
Kraft der Energieversorgungsbatterie unterhalb eines bestimmten Wertes abgesunken ist, und daß es Zeit ist,
die Batterie zu ersetzen. Bei der Verminderung der Batteriespannung wird der Helligkeitsunterschied zwischen dem Flüssigkristallanzeigeabschnitt
und dem Hintergrund des Anzeigeabschnitts, d.h. der Kontrast zwischen diesen Abschnitten,
vermindert, so daß in der Praxis bisher die Batterie ersetzt wurde, wenn die angezeigte Information nicht mehr
deutlich gesehen wurde. Der Kontrast zwischen dem Flüssigkristallanzeigeabschnitt
und dem umgebenden Abschnitt wird jedoch in hohem Maße durch den Winkel beeinflußt, bei dem
die Anzeige beobachtet wird, wodurch es mit dem oben beschriebenen Verfahren schwierig ist, den genauen Zeitpunkt
festzustellen, bei dem die Batterie erneuert werden muß.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flüssigkristallanzeigegerät
zu schaffen, mit dem der Ladezustand der Energieversorgungsbatterie aus dem Zustand
der Anzeige der angezeigten Information ersichtlich ist.
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Diese Aufgabe wird mit einem Flüssigkristallanzeigegerät,
bestehend aus mit der Flüssigkristallanzeige verbundenen ersten und zweiten Anzeigetreiberabschnitten zum Antreiben
der Flüssigkristallanzeige, wobei ein erster Treiberabschnitt zum dynamischen Antreiben eines ersten Anzeigeabschnitts der
Flüssigkeitsanzeige und ein zweiter Treiberabschnitt zum statischen Antreiben eines zweiten Anzeigeabschnitts der Flüssigkeitsanzeige
vorgesehen sind, gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es
zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektronischen Thermometers mit einem Flüssigkristallanzeigegerät;
Fig. 2 eine Einzeldarstellung des in Fig. 1 gezeigten Flüssigkristallanzeigegeräts;
Fig. 3
und 4 Ansichten der Anordnung der Segmentelektroden eines numerischen Anzeigeelements und die Anordnung
entsprechender Rückplattenelektroden in der in Fig. 2 gezeigten Anzeigeeinheit;
Fig. 5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Helligkeitsunterschied zwischen einem dynamischen
Anzeigeabschnitt und einem statischen Anzeigeabschnitt in der in Fig. 2 dargestellten Flüssigkristallanzeigeeinheit
und der Ausgangsspannung der Batterie darstellt; und
Fig. 6 eine Ansicht eines Anzeigezustands der Flüssigkristallanzeigeeinheit,
die einen Batteriezustandsanzeigeabschnitt
aufweist.
In Fig. 1 ist ein elektronischer Thermometerschaltkreis mit
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einem Flüsslgkrlstallanzelgesystem dargestellt.
Dieserelektronische Thermometerschaltkreis umfaßt einen
Heißleiter 2, einen Schwingkreis 4, dessen Ausgangspulsfrequenz sich mit der Widerstandsänderung des Heißleiters ändert, und einen Bezugsschwingkreis 6 zur Erzeugung eines
Bezugsimpulssignals. Der Ausgangsanschluß des Schwingkreises 4 ist mit einem Zählwerk 8, und der Ausgangsanschluß 6
mit den Zählwerken 10 und 12 verbunden. Das Zählwerk 10 hat einen ersten Ausgangsanschluß zur Steuerung des Betriebszustandes des Zählwerks 8 und einen zweiten Ausgangsanschluß.
Ein Ausgangssignal am zweiten Ausgangsanschluß des Zählwerkes 10 wird zur Einstellung eines Speichers 14 zur Speicherung einer Bezugstemperaturinformation in lesbarer Weise
und ebenfalls zum Einstellen eines Operationsschaltkreises 16 in eine arithmetische Betriebsweise verwendet. Der Operationsschaltkreis 16 führt Berechnungen auf der Grundlage
der Informationen des Zählwerks 8 und des Speichers 14 zur Erzeugung eines digitalen, der Temperatur der den Heißleiter
2 umgebenden Atmosphäre entsprechenden Signals durch. Das digitale Ausgangssignal des Operationsschaltkreises 16 wird
in einem Decodierer 18 in ein digitales Anzeigesignal umgewandelt und dann einem dynamischen Anzeigetreiberabschnitt
20 zugeführt. Der dynamische Anzeigetreiberabschnitt 20 segt einen dynamischen Anzeigeabschnitt 22 einer Flüssigkristallanzeigeeinheit 24 in Abhängigkeit vom ersten Ausgangsimpulssignal des Zählwerks 12 und entsprechend einem digitalen Anzeigesignal des Decodierers 18 an. Die Flüssigkristallanzeigeeinheit 24 ist ebenfalls mit einem statischen Anzeigeabschnitt 26 verbunden, der mittels eines statischen Anzeigetreiberabschnitts 28 in Abhängigkeit von einem zweiten Ausgangs impulssignal des Zählwerks 12 angetrieben wird.
Mit dem statischen Anzeigetreiberabschnitt 28 ist ein Span-
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nungserfassungsschaltkreis 29 verbunden, der die Ausgangsspannung einer Energieversorgungsbatterie E erfaßt und
periodisch ein Ausgangssignal mit hohem Niveau erzeugt,
wenn die Ausgangsspannung niedriger als ein vorbestimmter
Wert wird. Die Anzeigetreiberschaltungen 20 und 28 und die Flüssigkristallanzeigeeinheit 24 stellen das Flüssigkristallanzeigegerät
gemäß der Erfindung dar. Die Batterie E ist mit den verschiedenen Schaltkreisabschnitten zum Antrieb dieser
Schaltkreisabschnitte verbunden, was jedoch aus Gründen der einfacheren Darstellung nicht gezeigt ist.
Fig. 2 zeigt die Anzeigetreiberschaltungen 20 und 28 und die Flüssigkristallanzeigeeinheit 24 im einzelnen. Die Flüssigkristallanzeigeeinheit
24 hat eine vordere und hintere Elektrodenplatte 24-1 und 24-2. Die vordere Elektrodenplatte
24-1 hat vierstellige Ziffernanzeigeelemente ND-1 bis ND-4, die jeweils aus sieben Segmentelektroden bestehen, die in
Form einer "8" angeordnet ist, wie dies am deutlichsten in Fig. 3 gezeigt ist, und ein Temperatureinheitanzeigeelement
TD, das ein Zeichen "0C" darstellt. Die hintere Elektrode
24-2 hat vierstellige Subnumeraleanzeigeelemente SND-1 bis SND-4, die jeweils aus drei Segmentelektroden BP-I bis BP-3
der hinteren Platte bestehen und in Form einer "8" angeordnet sind, wie dies am deutlichsten aus Fig. 4 ersichtlich
ist und weist weiter ein Subtemperatureinheitsanzeigeelement STD auf, das ein Zeichen "0C" darstellt. Dabei sind die Segmentelektroden
S-1 und S-2 miteinander verbunden, die Segmentelektroden S-3 und S-5 miteinander verbunden, und die
Segmentelektroden S-6 und S-7 miteinander verbunden.
Die vordere und hintere Elektrodenplatte 24-1 und 24-2 sind so angeordnet, daß eine nicht gezeigte Flüssigkristallplatte
zwischen ihnen in Sandwich-Bauweise angeordnet ist, um die Anzeigeziffern entsprechend der wahlweise zu den Segmentelek-
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-S-
troden S-1 bis S-7 und den Elektroden BP-1 bis BP-3 der
hinteren Platte zugeführten Spannungen anzuzeigen.
Die dynamische Anzeigetreiberschaltung 20 umfaßt eine Segmentelektrodentreiberschaltung
20-1 und eine Elektrodentreiberschaltung 20-2 für die hintere Platte. Die Segmentelektrodentreiberschaltung
20-1 umfaßt vier Ausgangsleitungen 31 34, die mit den entsprechenden Ziffernanzeigeelementen ND-1
bis ND-4 verbunden sind, wobei jede Leitung eine erste Ausgangsleitung, die mit den Segmenten S-1 und S-2 jedes Ziffernanzeigeelements
in gleicher Weise verbunden ist, eine zweite Ausgangsleitung, die mit den Segmenten S-3 bis S-5
in gleicher Weise verbunden ist, und eine dritte Ausgangsleitung, die in gleicher Weise mit den Segmenten S-6 und
S-7 verbunden ist, aufweist. Die Treiberschaltung 20-2 für die hintere Plattenelektrode weist drei Ausgangsleitungen
auf, die in gleicher Weise mit den entsprechenden Elektroden BP-1, BP-2 und BP-3 Subnumeralenanzeigeelemente SND-1
bis SND-4 der hinteren Platte verbunden sind.
Die statische Anzeigetreiberschaltung 28 umfaßt einen Flip-Flop-Schaltkreis
28-1 mit einem Q-Ausgangsanschluß, der mit
dem Temperatureinheitenanzeigeelement TD verbunden ist, UND-Gatter 28-2 und 28-3, deren jeweiliger Eingangsanschluß mit
dem Q und Q Ausgangsanschlüssen des Flip-Flop-Schaltkreises 28-1 verbunden sind und ein CDER-Gatter 28-4, dessen Eingangsanschlüsse mit den entsprechenden Ausgangsanschlüssen der
UND-Gatter 28-2 und 28-3 verbunden sind, und dessen Ausgangsanschluß mit dem Temperatureinheitenanzeigeelement der hinteren
Platte STD verbunden ist. Das Ausgangssignal des Spannungserfassungsschaltkreises
29 wird dem anderen Eingangsanschluß
des UND-Gatters 28-3 zugeführt und wird ebenfalls nach Umkehrung dem anderen Eingangsanschluß des UND-Gatters
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28-2 zugeführt.
Im folgenden soll der Betrieb des elektronischen Termometerschaltkreises
gemäß Fig. 1 und 2 beschrieben werden.
Der Schwingkreis 4 schwingt bei einer Frequenz entsprechend dem Widerstand des Heißleiters 2 und der Schwingkreis 6
schwingt bei einer Bezugsfrequenz. Das Zählwerk 10, welches die Ausgangsimpulse des Schwingkreises 6 zählt, führt ein
Ausgangssignal hohen Niveaus dem Zählwerk 8 über die erste
Ausgangsleitung zu, wenn seine Zählung zwischen C1 und C2 liegt. Hierdurch wird das Zählwerk 8 in einen Zählbetrieb
zum Zählen der Ausgangsimpulse des Schwingkreises 4 versetzt. Wenn die Zählung des Zählwerkes 1O C2 erreicht, unterbricht
das Zählwerk 8 den Zählbetrieb, um die vorherrschende Zählung beizubehalten. Wenn die Zählung des Zählwerkes
: 10 zwischen C2 und C3 liegt, erzeugt es ein Ausgangssignal hohen Niveaus von dem zweiten Ausgangsanschluß, um
den Speicher 14 in einen Auslesezustand zu versetzen,und um ebenfalls den Operationsschaltkreis 16 in den Operationszustand
zu versetzen. Hierdurch wird bewirkt, daß der Operationsschaltkreis 16 Berechnungen aufgrund der gezählten Daten
des Zählwerkes 8 und der Bezugstemperatur Daten des Speichers 14 durchführt und ein Temperaturanzeigesignal erzeugt,
das der Temperatur der den Heißleiter umgebenden Atmosphäre entspricht. Der Decodierer 18 liefert einen digitalen
Datenwert, der dem Temperaturanzeigesignal des Operationsschaltkreises 16 entspricht, zu der dynamischen Anzeigetreiberschaltung
20. Die Segmentelektrodentreiberschaltung 20-1 der dynamischen Anzeigetreiberschaltung 20 empfang
den digitalen Datenwert von dem Decodierer 18 und das erste Ausgangsimpulssignal von dem Zählwerk 12, das die Frequenz
des Ausgangsimpulssignals des Schwingkreises 6 divi-
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-lädiert und die Segmentelektrodenantriebssignale, entsprechend
den digitalen Datenwerten von dem Decodierer 18 über die Leitungen 31 bis 34 den numerischen Anzeigeelementen ND-1
bis ND-4 mit einer Taktfolge zuführt, die mittels des ersten Ausgangsimpulssignals des Zählwerkes bestimmt wird. Zwischenzeitlich
erregt die Treiberschaltung 20-2 für die hintere Plattenelektrode aufeinanderfolgend und wiederholt die hinteren
Plattenelektroden BP-1 bis BP-3 der subnumeralen Anzeigeelemente SND-1 bis SND-4, wobei die Taktfolge mittels
des ersten Ausgangsimpulssignals des Zählwerks 12 bestimmt wird. Aufgrund der Erregungszustände der Segmente S-1 bis
S-7 der numerischen Anzeigeelemente ND-1 bis ND-4 und der Erregungszustände der hinteren Plattenelektroden der subnumeralen
Anzeigeelemente SND-1 bis SND-4 wird eine vierstellige Ziffer entsprechend dem Temperaturanzeigesignal des Decodierers
18 auf dem dynamischen Anzeigeabschnitt 2 angezeigt.
Der Ausgangszustand des Flip-Flop-Schaltkreises 28-1 der statischen Anzeigetreiberschaltung 28 wird entsprechend dem
zweiten AusgangsimpulsSignaIs des Zählwerks 12 geschaltet.
Wenn kein Ausgangssignal hohen Niveaus von dem Spannungsabtastschaltkreis 29 erzeugt wird, d.h., wenn die Ausgangsspannung
der Energieversorgungsbatterie E ausreichend hoch ist, wird das Q-Ausgangssignal des Flip-Flop-Schaltkreises
28-1 über das UND-Gatter 28-2 und das ODER-Gatter 28-4 dem Temperatureinheitenanzeigeelement STD der hinteren Platte
zugeführt. Zwischenzeitlich wird das Q-Ausgangssignal des Flip-Flop-Schaltkreises 28-1 dem Temperatureinheitenanzeigeelement
TD zugeführt, so daß das Zeichen "0C" auf dem statischen
Anzeigeabschnitt 26 erscheint.
Wenn die Ausgangsspannung der Energieversorgungsbatterie E
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unter einen bestimmten Wert absinkt, wird von dem Spannungsabtastschaltkreis
29 periodisch ein Ausgangssignal hohen Niveaus erzeugt. Mit dem Ausgangssignal hohen Niveaus des
Spannungsabtastschaltkreises 29 wird das UND-Gatter 28-3 geschaltet, wodurch das Q-Ausgangssignal des Flip-Flop-Schaltkreises
28-1 durch das UND-Gatter 28-3 und das ODER-Gatter 28-4 dem Temperatureinheitenanzeigeelement STD der
hinteren Platte zugeführt wird. Das bedeutet, daß Gleichtaktantreibsignale den Anzeigeelementen TD und STD zugeführt
werden, so daß das Zeichen lioc" in dem statischen Anzeigeabschnitt
26 nicht angezeigt wird. Auf diese Weise wird, während das Ausgangssignal hohen Niveaus periodisch von dem
Spannungsabtastschaltkreis 29 zugeführt wird, das Zeichen "0C" wiederholt an dem statischen Anzeigeabschnitt 26 ein-
und ausgeschaltet, so daß der Benutzer leicht erkennt, daß es Zeit ist, die Batterie zu erneuern.
Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen der Antriebsspannung und der Helligkeitsdifferenz oder dem Kontrast zwischen dem
Anzeigeabschnitt und dem Hintergrundsabschnitt des Anzeigeabschnitts, den man erhält, wenn der dynamische Anzeigeabschnitt
22 und der statische Anzeigeabschnitt 26 mit der gleichen Antriebsspannung versorgt werden. In der Fig. zeigt
die ausgezogene Linie den Kontrast in dem dynamischen Anzeigeabschnitt und die gestrichelte Linie den Kontrast im statischen
Anzeigeabschnitt. Man sieht deutlich aus Fig. 5, daß, wenn die Ausgangsspannung der Batterie ausreichend
hoch ist, der Kontrast in dem dynamischen Anzeigeabschnitt 22 im wesentlichen gleich dem in dem statischen Anzeigeabschnitt
26 ist und eine Kontrastdifferenz erzeugt wird, wenn die Ausgangsspannung niedriger als ein vorbestimmter Wert
wird. Auf diese Weise kann man leicht aus der Beobachtung des Kontrastes der auf dem dynamischen Anzeigeabschnitt 22
angezeigten Zahl "36,98" und dem auf dem statischen Anzeige-
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abschnitt 26 angezeigten Zeichen HOCH feststellen, ob die
Batterie noch eine ausreichende Spannung liefert oder nicht (siehe Fig. 6). Die in Fig. 6 gezeigte Anzeigeeinheit weist
ebenfalls einen Anzeigeabschnitt 36 für den Zustand der Batterie auf. Der Anzeigeabschnitt 36 umfaßt eine halbkreisförmige
Elektrode 36-1 , die von der dynamischen Anzeigetreiberschaltung 20 angetrieben wird und eine halbkreisförmige Elektrode
36-2, die von der statischen Anzeigetreiberschaltung angetrieben wird, wobei der Zustand der Batterie ebenfalls
aus dem Kontrast der beiden halbkreisförmigen Elektroden 36-1 und 36-2 ermittelt werden kann.
Die Erfindung wurde anhand eines besonderen Ausführungsbeispiels beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform begrenzt.
Beispielsweise kann, obwohl das Flüssigkristallanzeigegerät gemäß Fig. 1 erfindungsgemäß in einem elektronischen Termometer
angeordnet ist, die Erfindung ebenfalls in anderen Meßinstrumenten, beispielsweise in einem Druck- oder Gewichtsmeßgerät verwendet werden, welches statt eines Heißleiters
ein piezoelektrisches Element verwenden. Ebenfalls ist es natürlich in einigen Fällen möglich, die Anzahl der Ziffernstellen
in dem dynamischen Anzeigeabschnitt 22 und ebenfalls das Einheitenzeichen in dem statischen Anzeigeabschnitt 26
zu ändern. Es wird ein Flüssigkristallanzeigegerät beschrieben, das eine Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einem numerischen
Anzeigeabschhitt und einem Einheitenanzeigeabschnitt, einem dynamischen mit der Flüssigkristallanzeigeeinheit verbundenen
Treiberschaltkreis zum dynamischen Betreiben des numerischen Anzeigeabschnitts und einen statischen mit der
Flüssigkristallanzeigeeinheit verbundenen Treiberschaltkreis zum statischen Antreiben des Einheitenanzeigeabschnitts
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aufweist, wobei die numerische Information und die Einheiteninformation gleichzeitig auf dem Flüssigkristallanzeigegerät angezeigt werden.
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Claims (7)
- fat rr: τ α:; λ .\:/ϊγ. HENKEL·-i:y-"^?LΙϊ 1Ti -:;~NZ!TL·Sr.pUt. ]'::■: 'r.c Dr. rc:■ ·>:.: i.;i:ne·.JJöhlstroüf KV - SClO .".iur.chcx SO 21. Dezember 1979Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Kawasaki-Shi, JapanFlüssigkristallanzeigegerätPatentansprüche/ 1.J Flüssigkristallanzeigegerät, bestehend aus mit der flüssigkristallanzeige verbundenen ersten und zweiten Anzeigetreiberabschnitten zum Antreiben der Flüssigkristallanzeige, gekennzeichnet durch - einen ersten Treiberabschnitt (20) zum dynamischen Antreiben eines ersten Anzeigeabschnitts (22) der Flüssigkristallanzeige (24) und einen zweiten Treiberabschnitt (28) zum statischen Antreiben eines zweiten Anzeigeabschnitts (26) der Flüssigkristallanzeige (24).030026/0854
ORIGINAL INSPECTED - 2. Flüssigkristallanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anzeigeabschnitt (22) der Flüssigkristallanzeige (24) mehrere numerische Anzeigeelemente und der zweite Anzeigeabschnitt (26) ein Einheitsanzeigeelement aufweist.
- 3. Flüssigkristallanzeigegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallanzeige (24) einen dritten mittels der ersten Treibereinrichtung erregten Anzeigeabschnitt und einen vierten mittels der zweiten Treibereinrichtung erregten, und benachbart zum dritten Anzeigeabschnitt angeordneten vierten Anzeigeabschnitt aufweist.
- 4. Flüssigkristallanzeigegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung zur Zuführung eines Steuersignals zur zweiten Treibereinrichtung, wenn die Ausgangsspannung einer Energieversorgungsbatterie unterhalb eines bestimmten Wertes erfaßt wird, vorgesehen ist.
- 5. Flüssigkristallanzeigegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Feststellen des zu niedrigen Wertes der Ausgangsspannung der Energieversorgungsbatterie die Steuerung ein Steuersignal der zweiten Treibereinrichtung zum periodischen Unwirksammachen des Anzeigeausgangssignal von der zweiten Treibereinrichtung liefert.
- 6. Flüssigkristallanzeigegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung zur Zuführung eines Steuersignals zur zweiten Treibereinrichtung, wenn das Ausgangssignal einer Energieversorgungsbatterie unterhalb eines bestimmten Wertes festgestellt wird, vorgesehen ist.
- 7. Flüssigkristallanzeigegerät nach Anspruch 1 oder 2,Q30026/0854dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Ausgangsspannung der Energieversorgungsbatterie niedriger als ein bestimmter Wert ist, die Steuerung ein Steuersignal der zweiten Treibereinrichtung zum periodischen Unwirksammachen des Anzeigeausgangssignals von der zweiten Treibereinrichtung liefert.030026/0854
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- 1979-12-21 GB GB7944189A patent/GB2043318B/en not_active Expired
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