DE3411048A1

DE3411048A1 - Schaltung zur ansteuerung von fluessigkristallschichten und anordnung zu ihrer anwendung

Info

Publication number: DE3411048A1
Application number: DE19843411048
Authority: DE
Inventors: Rainer 6072 Dreieich Bauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-26
Filing date: 1984-03-26
Publication date: 1985-09-26
Also published as: US4678281A; JPS6117128A

Description

EYER & LINSER- PATEHTANWaLTE

PATENTANWÄLTE: DIPL.-INQ. ECKHARDT EVER + PHYSIKER HEINZ LINSER

3411048 BU 6360

ROBERT-BOSCH-STR. 12A D-6O72 DREIEICH

Postfach 1O 221O Telefon (OBIOS) 37 66 ΤβΙ·χ 4 1Β5 38Β

Anmelder:

Rainer Bauer

An der Dampfmühle

6072 Dreieich

Schaltung zur Ansteuerung von

Flüssigkristall schichten
und Anordnung zu ihrer Anwendung

BU 6360

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Ansteuerung von Flüssigkristall schichten in Spiegeln, Kenstern oder dergl. abblendbaren Scheiben, die aus zwei auf transparenten Trägerschichten angeordneten Polarisationsfilterschiehten„und einer beidseitig von Leiterschichten begrenzten Flüssigkristallschicht bestehen.
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Es ist in der älteren Deutschen Patentanmeldung P 33 30 305.3 ein Fenster aus einem Rahmen und mindestens einer in dem Rahmen gehaltenen Verbundglas-Scheibe vorgeschlagen worden, bei dem die Verbundglas-Scheibe von zwei Polarisationsfilter-Scheiben gebildet ist, die auf den einander

'5 zugewendeten Fläche mit einer elektrisch isolierten leitenden Beschichtung versehen sind und zwischen denen als dritte Schicht eine elektrisch angesteuerte Flüssigkristall-Schicht eingeschlossen ist. Die Ansteuerung in dem vorgeschlagenen Falle erfolgt in der Weise, daß eine der Leiterschichten mit pulsbreitenmoduliertcr elektrischer Spannung beaufschlagt wird, die von einem Oszillator als Frequenzgenerator mit nachgeschaltetem Frequenzteiler, einem Dimmerschalter, einem Pulsbreitenmodulator und einem Spannungsbegrenzer erzeugt ist. Die in der älteren Patentanmeldung vorgeschlagene Schaltung vermag den praktischen Bedürfnissen nicht zu genügen insofern, als bei längerem Betrieb Degenerationserscheinungen in der Flüssigkristallschicht auftreten, durch die die optische Wirksamkeit der Flüssigkristallschicht bei gleicher elektrischer Ansteuerung gesehen über der Zeit - wesentlich verändert wird.

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Ziel der vorliegenden Fir findung ist die Schaffung einer technisch einfach gestalteten Schaltung zur Ansteuerung von mittels Flüssigkristallschichten abblendbaren oder trübbaren Scheiben aus zwei auf transparenten Trägerschichten angeordneten Polarisations!: Literschichten und einer beidseitig von Leiterschichten begrenzten Flüssigkristallschicht, die universell einsetzbar ist und eine stuf on lose Abblendung der Scheiben ohne Auftreten von Degenerationen der Flüssigkristallschicht, Kristall-Ausrichtungen oder anderen, das Aussehen oder die Funktion der Scheibe beeinträchtigenden Störungen ermöglicht. DLe Erfindung besteht darin, daß die Schaltung von jeweils einem Ln den Zuleitungen zu den Leiterschichten angeordneten Flip-Flop mit einem gemeinsamen, den Resrt-ELngängen vorgeschalteten und frequenzabhängig synchronisierten Dimmer-LC gebildet ist, wobei die Flip-Flops synchron getaktet werden derart, daß ihre Vorbereitungseingänge mit einer Phasenverschiebung von 180° angesteuert und die Takteingänge mit der doppelten Frequenz getaktet werden.

Durch die Erfindung ist eine Schaltung für den angegebenen Zweck geschaffen, die eine absolut gleixhanteilslreie Ansteuerung der beiden Leiterschichten und damit der Flüssigkristall schicht gewährleistet., so daß einseitige elektrostatische Ausrichtungen der Flüssigkristalle sowie die hieraus resultierenden Degener ierurigser scheinungen zuverlässig vermieden sind. Die Schaltung ist konstruktiv einfach gestaltet und kann daher kostengünstig hergestellt werden und ermöglicht eine stufenlose Steuerung der Flüssigkristallschicht. Sie ist in Lm wesentlichen völlig unveränderter Form universell, d.h. sowohl für Abblendscheiben, abblend-

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bare Rückspiegel für Kraftfahrzeuge oder dergl. Anwendungen einsetzbar.

Die Takteinrichtung ist zweckmäßig von einem Oszillator und einem Entkoppelungsgatter gebildet, dessen Ausgang mit jeweils einem dem Dim-^Γ) mer-IC und den Flip-Flops vorgeschalteten Frequenzteiler verbunden ist, von denen der den Flip-Flops vorgeschaltete Frequenzteiler als Alternierer dient, dessen invertierte Ausgänge jeweils mit einem Vorbereitungs-Eingang der Flip-Flops verbunden sind. Hierbei ist besonders vorteilhaft zwischen dem Entkoppelungsgatter und dem als Alternierer dienen-

K) den Frequenzteiler ein Umschalter angeordnet, mit dessen Hilfe der Frequenzteiler anstelle dem Frequenzgenerator dem dem Diinmer-lC vorgeschalteten Frequenzteiler nachgeschaltet werden kann. Es kann auf diese Weise eine problemlose Anpassung der Wieder hol tfrequenz der Schaltung an die jeweilige Gradation der Zelle vorgenommen werden derart, daß bei steiler

I') Gradation der Zelle, d.h. bei Regelung einer bereits auf geringe Spannungsveränderungen reagierenden Zelle der Selektor unter Hintereinanderschaltung der Frequenzteiler auf 50 %-Werte eingestellt wird mit dem Ergebnis, daß - ausgehend von einer Ausgangsfrequenz am Entkoppelungsgatter von 100 Hz und 1 : 2-Frequenzteilung der beiden Frequenzteiler - die

'.'A) Takt ung mit 50 Hz erfolgt und die Wiederhol frequenz (Vorbereitungs-Eingänge der Flip-Flops) 25 Hz beträgt. Bei Steuerung von Zellen mit flacher Gradfit:ion erfolgt demgegenüber unter sonst gleichen Bedingungen die Einstellung auf 100%-Werte durch Parallelschaltung der Frequenzteiler, in welchem Falle die Taktung mit 100 Hz erfolgt und die Wiederholfrequenz

..'") (Vorbereitungs-Eingänge der Flip-Flops) 50 Hz beträgt.

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Es ist schließlich zweckmäßig den Flip-Flops Pufferglieder nachgeschaltet, die gemeinsam von einem Speisespannungs-Stellglied versorgt werden, wodurch auf dem Wege der Festlegung der Speisespannung für das Pufferglied die Ausgangsamplitude auf einen gewünschten und voreinstell-■* baren Wert begrenzt werden kann.

Die erfindungsgemaße Schaltung eignet sich - wie beschrieben - für den universellen Einsatz für jede beliebige Art von abblendbaren Glasscheiben oder anderen vergleichbaren transparenten Flächengebilden.

*^ Besonders vorteilhaft findet sie jedoch Anwendung in Rückspiegel-Anordnungen derart, daß die FlussLgkrista11 schicht, die auf transparenten Trägerschichten angeordneten Leiterschichten sowie die eine der Polarisationsfillerschichlen i.n einem kompnkl on Verbund /,UHcimniengef iigt, und die andere Polarisationsfilterschicht in einem in Abstand hiervon angeordneten Träger ausgebildet ist. Es wird hierdurch erreicht, daß sich die Scheiben, d.h. der Spiegel einerseits und die entfernt liegende transparente Trägerschicht andererseits unabhängig von ihrem Ansteuerungszustand bei direkter Betrachtung transparent bezw. klar darbieten, während sie bei Durchblick durch beide Träger bei entsprechender Ansteuerung abgeblendet erscheinen. Hierbei sind vorteilhaft, die Polarisat ions!"Ll terschichten mit zueinander parallel verlaufenden Polarisationsebenen angeordnet mit der Wirkung , daß im nicht angesteuerten, d.h. im stromlosen System die Träger sowohl bei direkter als auch bei indirekter Betrachtung klar bezw. transparent erscheinen und eine Abblendung nur im angesteuerten System vorliegt.

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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die erfindungsgemäße Schaltung

Fig. 2 eine Ausführungsform einer durch eine Schaltung gemäß Erfindung abblendbaren Innenspiegelanordnung für Kraftfahrzeuge

Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer Innenspiegelanordnung

Fig. 4 eine Ausführungsform einer durch eine Schaltung gemäß Erfindung .abblendbaren Außenspiegelanordnung für Kraftfahrzeuge

Fig. 5 eine andere Ausführungsform einer Außenspiegelanordnung

In der Zeichnung ist eine Schaltung zur Ansteuerung von Flüssigkristallschichten in Spiegeln, Fenstern oder dergl. abblendbaren Scheiben wiedergegeben, die - siehe die Fig. 2 bis 5 - aus zwei auf transparenten Trägerschichten 14a, 14b angeordneten Polarisationsfilterschichten 16, 20 und einer beidseitig von Leiterschichten begrenzten Flüssigkristallschicht 18 bestehen. Die Schaltung von jeweils einem in den Zuleitungen zu den Leiterschichten angeordneten Flip-Flop 4, 5 mit einem gemeinsamen, den Reset-Eingängen R vorgeschalteten, frequenzabhängig synchronisierten Dimmer-IC 7 gebildet, wobei die Flip-Flops 4, 5 synchron getaktet werden derart, daß ihre Vorbereitungseingänge 4/5, 5,9 mit einer Phasenverschiebung von 180° angesteuert und die Takteingänge 4/3, 5/11 mit der doppelten Frequenz der Vorbereitungseingänge 4/5, 5/9 getaktet werden. Die Takteinrichtung ist von einem Oszillator 10a und einem Entkoppelungsgat-

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ter 10b gebildet, dessen Ausgang mit jeweils einem dem Dimmer-IC 7 und den Flip-Flops 4, 5 vorgeschalteten Frequenzteiler 8, 9 verbunden ist, von denen der den Flip-Flops 4, 5 vorgeschaltete Frequenzteiler 9 als Alternierer dient, dessen invertierte Ausgänge 9/1, 9/2 jeweils mit einem Vorbereitungs-Eingang 4/5, 5/9 der Flip-Flops 4, 5 verbunden sind. Zwischen dem Entkoppelungsgatter 10b und dem als Alternierer dienenden Frequenzteiler 9 ist ein Umschalter 11 angeordnet, mit dessen Hilfe der Frequenzteiler 9 anstelle dem Frequenzgenerator 10a dem dem Dimmer-IC 7 vorgeschalteten Frequenzteiler 8 nachgeschaltet, werden kann. Den Flip-Flops 1" 4, 5 ist jeweils ein PufCerglied 13 nachgeschaltet, die gemeinsam von einem Speisespannungs-Stellglied 12 versorgt werden.

Es sind - siehe die Fig. 2 bis 5 - die FlüsaigkristaI!schicht 18, die auf transparenten Trägerschichten 17, 19 angeordneten Leiterschichten sowie die eine der Polarisationsfilterschichten 16 in einem kompakten Verbund zusammengefügt, während die andere Polarisationsfilterschicht 20 in einem in Abstand hiervon angeordneten Träger, zweckmäßigerweise in der Heckscheibe oder - bei Außenspiegeln - in der Seitnscheibe ausgebildet ist. In Fig. 2 der Zeichnung ist ein Innenwpiegel in üblicher Ausführungsform mit hinter der Trägerschicht aufgebrachter Spiegelschicht 15a wiedergegeben, während in Fig. 3 ein vorteilhaft zum Einsatz kommender Vorderflächenspiegel mit zwischen der Trägerschicht 14b und Polarisationsfilterschicht 16 angeordneter Spiegel schicht 15b dargestellt ist. Es ist auf diese Weise die Zahl der Reflexionsflächen und entsprechend die Gefahr des Auftretens von Doppelbildern im Spiegelbild vermindert.

Die erfindungsgemäße Schaltung arbeitet wie folgt:

Es wird von einer Stellung des Schalters 11 ausgegangen, daß die Takteingänge 4/3 und 5/11 der Flip-Flops 4, 5 unmittelbar mit dem Entkop-^J pelungsgatter 10b verbunden sind. Ln dLoser Stellung werden die Eingänge 4/3, 5/11, 8/11 und 9/3 alier Flip-Flops mit der GeneratorFrequenz 100 Hz simultan angesteuert. Es werden weiterhin die Vorbereitungseingänge (D-lüingänge) 4/5 und 5/9 von den invertierLon Q-Ausgängen 9/1 und 9/2 des Flip-Flops 9 alternierend im 50 Hz-Wechsel freigegeben, wobei die

"^J Freigabe jeweils auf der positiven Flanke erfolgt. Das Zurücksetzen der Flip-Flops 4, 5 erfolgt durch den Dimmer-lC 7, der je nach Einstellung des Dimmer-IC zeitverschobene (negative) Impulse abgibt, die nach Invertierung im Inverter 6 eine Rückstellung des jeweils freigegebenen Flip-Flops 4 oder 5 bewirken. Hs werden somit im Wechsel die beiden Lei-

' ' terschichten der Flüssigkristallschicht 18 - siehe die Fig. 2 bis 5 - mit Spannung beaufschlagt bei insgesamt absoluter Zeitgleic.hheit der Beaufschlagungsphasen an den beiden Le it erschien, ten, so daß sich insgesamt eine absolut gleichspannungsfreie Ansteuerung ergibt.

'.!() Durch die Ansteuerung werden in Abhängigkeit von der liinstellung der PhaKcwiverstol 1 ung mn Dimmer-IC ο int? mehr oder weniger starke Schwenkung der K r is ta 11 ebene der FLüssigkr ista I Ie, dit> für den zwischen den Polar L-sationsfiIterschichten 16 und 20 belegenen Betrachter 21 jedoch nur bei Spiegelbetrachtung durch beide Polarisutionsfi1terschichten hindurch als

■' > mehr oder weniger starke Dämpfung des Strahlendurchganges erkennbar wird, während bei Spiegelungen außerhalb des l'olarisationsstrahlenfeldes oder

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bei direkter Durchsicht durch den transparenten Träger der Polarisationsschicht keinerlei Veränderungen erkennbar sind. Da die durch den Träger der Polarisationsschicht 20 verursachte Reflexion außerhalb des Spiegelsystems liegt, wird - verursacht durch die räumliche Trennung der Polarisationsfilterschicht aus dem räumlichen Verbund des Spiegels - die Gefahr des Entstehens von Randunschärfen des Spiegelbildes verringert. Diese Gefahr kann weiterhin dadurch verringert werden, daß anstelle des in Fig. 2 wiedergegebenen rückseitenverspiegelten Spicgelsystems in der in Fig. 3 wiedergegebenen Weise ein Vorderflächenspiegel eingesetzt wird.

In den Fig. 2 und 3 ist der Sirahlengang anhand eines Innenspiegels für Kraftfahrzeuge wiedergegeben, die Fig. 4 und 5 zeigen in entsprechender schematise her Darstellung den Sl. rahlenverlmif in einem AußenKpiegtlsystem. Die Zeichnung läßt erkennen, daß auch in diesem FaI.Ie die Reflexion an dem Träger der außerhalb gelegenen Polarisationsfilterschirht (20) für den Betrachter nicht erkennbar wird, d.h. nicht zu einer Randunschärfe des Spiegelbildes führt.

Claims

BU 6360 PaLentansprüfho

1. Schaltung zur Ansteuerung von Flüssigkristallschichten in Spiegeln, Fenstern oder dergl. abblendbaren Scheiben, die aus zwei auf transparenten Trägerschichten angeordneten Polarisationsfilterschichten und einer beidseitig von Leiterschichten begrenzten Flüssigkristallschicht bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung von jeweils einem in den Zuleitungen zu den Leiterschichten angeordneten Flip-Flop (4, 5) mit einem gemeinsamen, den Reset-Eingängen (R) vorgeschalteten, frequenzabhängig synchronisierten Dimmer-IC (7) gebildet ist, wobei die Flip-Flops (4, 5) synchron getaktet werden derart, daß ihre Vorbereitungseingänge (4/5, 5/9) mit einer Phasenverschiebung von 180° angesteuert und die Takteingänge (4/3, 5/1L) mit der doppelten Frequenz der Vorbereitungselngänge (4/5, 5/9) getaktet werden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Takteinrichtung von einem Oszillator (10a) und einem Entkoppelungsgatter (10b) gebildet ist, dessen Ausgang mit jeweils einem dem Dimmer-IC (7) und den Flip-Flops (4, 5) vorgeschalteten Frequenzteiler (8, 9) verbunden

. 25 ist, von denen der den Flip-Flops (4, 5) vorgeschaltete Frequenzteiler (9) als Altern Lerer dient, dessen Invertierte Ausgänge (9/1, 9/2) jeweils

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mit einem Vorbereitungs-liingang (4/5, 5/9) der Flip-Flops (4, 5) verbunden sind.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwisehen dem Entkoppelungsgatter (10b) und dem als Alternierer dienenden Frequenzteiler (9) ein Umschalter (11) angeordnet ist, mit dessen Hilfe der Frequenzteiler (9) anstelle dem Frequenzgenerator (10a) dem dem Dimmer-IC (7) vorgeschalteten Frequenzteiler (8) nachgeschaltet werden kann.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Flip-Flops (4, 5) jeweils ein Pufferglied (13) nachgeschaltet ist, die gemeinsam von einem Speisespannungs-Stellglied (12) versorgt werden.

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5. Rückspiegel-Anordnung zum Einsatz der Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallschicht (18), die auf transparenten Trägerschichten (17, 19) angeordneten Leiterschichten sowie die eine der Polarisationsfilterschichten (16) in einem kompakten Verbund zusammengefügt und die andere Polarisationsfilter-

-^ schicht (20) in einem in Abstand hiervon angeordneten Träger ausgebildet ist.

6. Rückspiegel-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsfilterschichten (16, 20) mit zueinander parallel verlau- ^^J fenden Polarisationsebenen angeordnet sind.