DE3427986A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING LIQUID CRYSTAL DISPLAYS - Google Patents
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING LIQUID CRYSTAL DISPLAYSInfo
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Description
."'.'; Deutsche Thomson-Brandt GmbH. "'.'; Deutsche Thomson-Brandt GmbH
/.:...- - - Fos'tfach 2G60/.:...- - - Fos'tfach 2G60
- - - 7730 Villingen-Schwenningen- - - 7730 Villingen-Schwenningen
3427986 23· 3uli 153A 3427986 23 3uli 153A
- *' T-PA 516- * 'T-PA 516
PATENTANMELDUNGPATENT APPLICATION
Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Flüssigkrista11-Anzeigen.Circuit arrangement for the control of liquid crystal displays.
Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung wie sie im Patentanspruch im Oberbegriff bezeichnet ist.The invention is based on a circuit arrangement as described in the preamble of the patent claim is.
Bekanntlich werden LC-Anzeigen, die aus vielen Segmenten bestehen, im Muliplex-Betrieb angesteuert. Hierzu werden die einzelnen Segmente sowie ihre Gegenelektroden matrixartig zusammengefasst. Dadurch kann durch Anlegen einer Wechselspannung jedes einzelne Segment zur Anzeige gebracht werden, indem zwei sich gegenüberliegende Segmente gleichzeitig angesteuert werden. Zur Ansteuerung der Segmente der LC-Anzeige werden Mikroprozessoren verwendet, an deren Ausgängen die entsprechenden Ansteuerspannungen anliegen. Die Ansteuerspannungen gelangen über LCD-Treiber-ICs an die LC-Anzeigeeinheit. [Programmer' s Reference Manual, Hitachi, Ausgabe GuIi 1981, 40-1-12, Seite 42 "Liquid Crystal Display, Circuit-Block Diagram ). Diese Treiber-ICs sind teure Bauelements und es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde diese einzusparen. Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.As is well known, LC displays are made up of many segments exist, controlled in multiplex operation. For this purpose, the individual segments and their counter-electrodes become matrix-like summarized. By creating a AC voltage each individual segment can be displayed by placing two opposing segments can be controlled at the same time. Microprocessors are used to control the segments of the LC display, the corresponding control voltages are applied to the outputs. The control voltages come via LCD driver ICs to the LC display unit. [Programmer's Reference Manual, Hitachi, Edition GuIi 1981, 40-1-12, page 42 "Liquid Crystal Display, Circuit-Block Diagram). These driver ICs are expensive components and it is part of the invention." the task is to save them. The object is achieved by the invention specified in claim 1 solved.
•Deutsche Thomson-Brandt GmbH• Deutsche Thomson-Brandt GmbH
/ Pestfach 20 60/ Plague compartment 20 60
Blatt - 4 - · ■ 7730 Vilüngen-SchwenningenSheet - 4 - · ■ 7730 Vilüngen-Schwenningen
23. Juli 19 ' k' T-PA 516July 23, 19'k 'T-PA 516
Der Vorteil der Erfindung liegt in den niedrigen Herstellungskosten und in einer höheren Zuverlässigkeit.The advantage of the invention lies in the low manufacturing costs and in a higher reliability.
Nachstehend sei das Wesentliche der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.The essence of the invention is explained below using an exemplary embodiment.
Figur 1 zeigt die Anordnung der Segmente und Steuerleitungen einer LC-AnzeigejFIG. 1 shows the arrangement of the segments and control lines of an LC display
Figur 2 zeigt die Kurvenverläufe der für eine Anzeige notwendigen Steuerspannungen jFIG. 2 shows the curves of the control voltages j necessary for a display
Figur 3 zeigt die Schaltungsanordnung zur Ansteuerung der Anzeige;FIG. 3 shows the circuit arrangement for controlling the display;
Figur 4 zeigt die Schaltungsanordnung zur Ansteuerung der Anzeige jFIG. 4 shows the circuit arrangement for controlling the display j
Figur 5 zeigt ein weiteres Dimensionierungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung mit Tri-State-Ausgängen.FIG. 5 shows a further dimensioning example for a circuit arrangement with tri-state outputs.
In Figuri a u. bist ein Anzeigefeld dargestellt zur Anzeige von Ziffern und Symbolen. In Figur 1a sind mehrere Segmente zu Gruppen zusammengefasst und über Segmentleitungen S1 bis S1Q ansteuerbar. In Figur 1b sinddie den Segmenten der Figur 1a gegenüberliegende"* Elektroden der gleichen Form dargestellt, die über sogenannte Common-Leitungen C1 bis C4 ansteuerbar sind, wobei auch diese Segmente zu Gruppen zusammengefasst sind. Die Leitungen S1 bis S10 und C1 bis C4 sind matrixartig angeordnet, so daß jedes einzelne Element der Anzeige getrennt und einzeln ansteuerbar ist. Es wird immer nur das Element zur Anzeige gebracht, an welchem über die Leitung S1 bis S10 und C1 bis C4 die entsprechende Ansteuerspannung anliegt.A display field for displaying Numbers and symbols. In Figure 1a, several segments are combined into groups and via segment lines S1 to S1Q controllable. In FIG. 1b, the "* electrodes of the same shape opposite the segments of FIG. 1a are shown, which can be controlled via so-called common lines C1 to C4, whereby these segments are also combined into groups are. The lines S1 to S10 and C1 to C4 are matrix-like arranged so that each individual element of the display is separately and individually controllable. There is always only the element for Displayed to which the corresponding control voltage is applied via lines S1 to S10 and C1 to C4.
."..·.. · - - Oeutsche Thomson-Brandt GmbH. ".. · .. · - - Oeutsche Thomson-Brandt GmbH
-. ." ; _· : ^osifach 20 60-. . "; _ ·: ^ Osifach 20 60
Blatt - ο - ■'■-·.:.- - - 7780 Villingen-SchwenningenSheet - ο - ■ '■ - ·.: .- - - 7780 Villingen-Schwenningen
3427986 23. JuIi 19=^3427986 July 23, 19 = ^
T-PA 51BT-PA 51B
In Figur 2a-h sind z.B. die Steuerspannungen für die Segmentleitungen S1 und S2 und die Commonleitungen C1 bis C4 dargestellt. Durch die Phasenlage der Signale auf den Leitungen S1 und S2 in Bezug auf die Phasenlage der Signale auf den Leitungen C1 bis C4 kann ein aus den Segmenten gebildetes Zeichen zur Anzeige gebracht werden. Im dargestellten Beispiel nach den Figuren 1 und 2 werden die Zeichen "TUNING" und "FM" zur Anzeige kommen, da die Spannungen nach Figur 2a und 2e sowie Figur 2b und 2s die für eine Anzeige richtige Phasenlage zueinander besitzen.(Fig.g,h) In Figure 2a-h, for example, the control voltages for the segment lines S1 and S2 and the common lines C1 to C4 are shown. Due to the phase position of the signals on lines S1 and S2 in relation to the phase position of the signals on lines C1 to C4, a character formed from the segments can be displayed. In the example shown according to FIGS. 1 and 2, the characters "TUNING" and "FM" are displayed, since the voltages according to FIGS. 2a and 2e as well as FIGS. 2b and 2s have the correct phase relationship to one another for a display. H)
In Figur 3 ist eine nach dem Merkmal der Erfindung aufgebaute Schaltung dargestellt. Eine LC-Anzeige 1 mit den Eingängen C1 bis C4 und S1 bis S10 ist an eine SteuereinheitIn Figure 3, a circuit constructed according to the feature of the invention is shown. An LC display 1 with the inputs C1 to C4 and S1 to S10 are connected to a control unit
angeschlossen. Am Ausgang A1 des Mikroprozessors 2 liegt eine Rechteckschwingung konstanter Amplitude und Phase, die zyklisch über die Analogschalter 3 an die Eingänge C1 bis C4 der LC-Anzeige geschaltet sind'. Die Analogschalter 3 werden über Steuerausgänge A2 bis A5 gesteuert, wodurch ein Multiplex-Betrieb der Anzeige erzielt wird. Bei dem gezeigten Beispiel handelt es sich um einen Mikroprozessor mit Open-Drain-Ausgängen, wozu ein Pull-Up-Widerstand 4 erforderlich ist. Zur Erzeugung der richtigen Ansteuerspannung für die Eingänge C1 bis C4 werden Spannungsteiler 5 an die Betriebsspannung -'-U gelegt, an dessen Teilerpunkten der Ausgang A1 der Steuereinheit 2 über die Analogschalter 3 gelegt ist. Die gezeigten Analogschalter 3 können entfallen, wenn ein Mikroprozessor mit Tri-State-Ausgängen verwendet wird. Die Eingänge S1 bis S10 der Anzeige sind an die Ausgänge B1 bis B10 des Mikroprozessors geschaltet. Hierzu liegen die Eingänge S1 bis S10 an Abgriffen von Spannungsteilern 6 und über Widerstände 7 an den Ausgängen B1 bis BIO der Steuereinheit 2.connected. At the output A1 of the microprocessor 2 is a square wave of constant amplitude and phase, the are switched cyclically via the analog switch 3 to the inputs C1 to C4 of the LC display '. The analog switches 3 are controlled via control outputs A2 to A5, whereby a multiplex operation of the display is achieved. With the one shown Example is a microprocessor with open drain outputs, for which a pull-up resistor 4 is required. To generate the correct control voltage for the Inputs C1 to C4 are voltage dividers 5 for the operating voltage -'- U placed at whose divider points the output A1 the control unit 2 is placed via the analog switch 3. The analog switch 3 shown can be omitted if a Microprocessor with tri-state outputs is used. The inputs S1 to S10 of the display are connected to the outputs B1 to B10 of the microprocessor switched. For this purpose, inputs S1 to S10 are tapped off voltage dividers 6 and above Resistors 7 at the outputs B1 to BIO of the control unit 2.
-B--B-
-Deutsche Thomson-Brandt GmbH :Poütfach 2060-German Thomson-Brandt GmbH : Poütfach 2060
T-PAT-PA
Die LC-Anzeige ist bei einer bestimmten Spannung UD zwischen dem Kreuzungspunkt einer Segmentleitung und einer Commonleitung wirksam und z.B. bei 1/3 dieser Spannung UD ausgeschaltet. Dieses wird mit 1/3 Bias bezeichnet. Die Spannungsteiler 5 für die Commonleitungen C1 bis C4 und die Spannungsteiler 6 für die Segmentleitungen S1 bis Ξ10 sind derart zu dimensionieren, daß an den Abgriffen für die Commonleitungen C1 bis C4 ein Spannungshub von 4/3 der Spannung UD entsteht, damit zwischen Common- und Segmentleitung entweder die volle Anzeigespannung UD bzw. 1/3 UD entsteht. Bei einer Anzeigespannung UD von z.B. 3 Volt muß sich das Potential auf der Commonleitung zwischen 4 Volt und Q Volt ändern, wenn sich das Potential der Segmentleitung zwischen 1 Volt und 3 Volt ändert.The LC display is at a certain voltage UD between the intersection of a segment line and of a common line effective and e.g. switched off at 1/3 of this voltage UD. This becomes with 1/3 bias designated. The voltage divider 5 for the common lines C1 to C4 and the voltage dividers 6 for the segment lines S1 to Ξ10 are to be dimensioned in such a way that that a voltage swing of 4/3 of the voltage UD occurs at the taps for the common lines C1 to C4, so that either the full display voltage UD or 1/3 UD arises between the common and segment lines. at a display voltage UD of e.g. 3 volts, the potential on the common line must be between 4 volts and Q volts change when the segment line potential changes between 1 volt and 3 volts.
In Figur 4 ist ein Dimensionierungsbeispiel für die Spannungsteiler 5 und 6 angegeben, mit denen die geforderten Spannungen erzeugt werden können.In Figure 4, a dimensioning example for the voltage dividers 5 and 6 is given, with which the required Stresses can be generated.
An den Ausgang A1 des Mikroprozessors 2 ist, wie in Figur 2 dargestellt, das Netzwerk für die Commonleitung C1 gelegt. Je nach Schaltzustand der im Mikroprozessor angeordneten Schaltstufe 12 und des Analogschalters ergeben sich auf der Commonleitung C1 folgende Spannungen:As shown in FIG. 2, the network for the common line is connected to the output A1 of the microprocessor 2 C1 placed. Depending on the switching status in the microprocessor arranged switching stage 12 and the analog switch result in the following voltages on common line C1:
a.}Analogschalter 3 hochohmig : 2 Volt b.)Analogschalter 3 niederohmig,a.} Analog switch 3 high resistance: 2 volts b.) Analog switch 3 low resistance,
Schaltstufe 12 niederohmig : 0 Volt c.Mnalogschalter 3 niederohmig, Schaltstufe 12 hochohmig : 4 Volt.Switching stage 12 low resistance: 0 volts c. Analog switch 3 low resistance, Switching stage 12 high resistance: 4 volts.
Deutsche Thomson-Brandt Gm'cH ■ - ... Postfach 20 60Deutsche Thomson-Brandt Gm'cH ■ - ... P.O. Box 20 60
Blatt - *T - 7730 Vülingen-SchwenningenSheet - * T - 7730 Vülingen-Schwenningen
23. JIuIi 1GS^ *^· T-PA 51623. JIuIi 1GS ^ * ^ · T-PA 516
An den Ausgang B1 des Mikroprozessors 2 ist das Netzwerk für die Segmentleitung S1 gelegt. JJe nach Schaltzustand der im Mikroprozessor 2 angeordneten Schaltstufe 13 ergeben sich infolge der in Figur 4 angegebenen Widerstandswerte auf der Segmentleitung S1 folgende Spannungen:The network for the segment line S1 is applied to the output B1 of the microprocessor 2. JDepending on the switching status the switching stage 13 arranged in the microprocessor 2 result from the resistance values given in FIG the following voltages on segment line S1:
a.) Schaltstufe 13 hochohmig : 3 Volt, b.) Schaltstufe 13 niederohmig : 1 Volt.a.) Switching stage 13 high resistance: 3 volts, b.) Switching stage 13 low resistance: 1 volt.
Wenn der Mikroprozessor Tri-state-Ausgänge besitzt, so daß die Analogschalter 3 entfallen können, liegen die Α-Ausgänge wie die B-Ausgänge an den Abgriffen der Spannungsteiler 5 bzw. 6.If the microprocessor has tri-state outputs, so that the analog switches 3 can be omitted, they are Α-outputs like the B-outputs at the taps of the voltage divider 5 or 6.
In Figur 5 ist ein entsprechender Aufbau mit der erforderlichen Dimensionierung angegeben. Bei den Tri-state-Ausgängen liegen die Widerstände 14 und 7 je nach Schaltzustand der Stufen 12', 13' an den Ausgängen A und B an der positiven Betriebsspannung +U parallel zu dem Widerstand B bzw. 10, oder auf Bezugspotential parallel zu den Widerständen 9 bzw. 11 oder die Widerstände 14 und 7 liegen hochhomig abgeschaltet. Auch bei dieser Schaltung ist der Spannungshub auf der Commonleitung 4/3 der Anzeigespannung UD, d.h. 4 Volt. Da die Unterspannnung nur auf 0,5 Volt absinkt, muss die Oberspannung auf 4,5 Volt angehoben werden.A corresponding structure with the required dimensions is shown in FIG. At the tri-state outputs the resistors 14 and 7 are depending on the switching state of the stages 12 ', 13' at the outputs A and B on the positive operating voltage + U parallel to the resistor B or 10, or at reference potential parallel to the resistors 9 or 11 or the resistors 14 and 7 are switched off in a highly homologous manner. This is also the case with this circuit Voltage swing on the common line 4/3 of the display voltage UD, i.e. 4 volts. Since the undervoltage only drops to 0.5 volts, the upper voltage must be increased to 4.5 volts.
Das gezeigte Beispiel bezieht sich auf eine LC-Anzeige mit 4 Common- und 10 Segmentleitungen. Selbstverständlich können beliebige Kombinationen der Anzahl von Segment- und Commonleitungen benützt werden.The example shown relates to an LC display with 4 common and 10 segment lines. Of course Any combination of the number of segment and common lines can be used.
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Claims (3)
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