DE3503958A1

DE3503958A1 - Verfahren zum betrieb einer fluessigkristall-drehzelle

Info

Publication number: DE3503958A1
Application number: DE19853503958
Authority: DE
Inventors: Werner 7912 Weißenhorn Dirr; Kurt 7914 Pfaffenhofen Fahrenschon
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: BMG Gesellschaft fuer moderne Informationssysteme mbH
Priority date: 1985-02-06
Filing date: 1985-02-06
Publication date: 1986-08-07
Also published as: DE3503958C2

Description

Licentia Pat ent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL/Am/rß Theodor-Stern-Kai 1 UL 85/13

D-6000 Frankfurt 70

Beschreibung

"Verfahren zum Betrieb einer
Flüssigkristall-Drehzelle"

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1*

Es ist bereits bekannt zur Ansteuerung von Drehzellen Wechselsapnnung, die auch Rechteckspannungen sein können zu verwenden. Durch das Fehlen eines Gleichstromanteils der Ansteuerspannungen können Beschädigungen der Zelle infolge elektrolytischer Zersetzungserscheinungen vermieden werden. Drehzellen arbeiten bekanntlich in der Weise, daß bei fehlender Ansteuerspannung die Polarisationsebene hindurchgehenden polarisierten Lichts um angenähert 90° gedreht wird, während bei anliegender Ansteuerspannung

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hindurchgehendes polarisiertes Licht im wesentlichen unbeeinflußt hindurchgelassen wird. Im Zusammenwirken mit unterschiedlich orientierten verschiedenfarbigen Polarisationsfilter kann ein zwischen zwei Farben hin- und herschaltbarer Farbschalter realisiert werden. Anstelle im Auszustand keine Ansteuerspannung an die Drehzelle anzulegen, kann im Auszustand auch eine Wechselspannung so hoher Frequenz angelegt werden, daß die Zelle nicht in den Einzustand versetzt wird.

Insbesondere bei Verwendung einer Drehzelle als Farbschalter für das von einem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre abgestrahlte Leuchtbild ist es erforderlich, daß die Farbumschaltung ziemlich genau zu Zeitpunkten vorgenommen wird, die durch die Lage des abgelenkten des Elektronenstrahls der Kathodenstrahlröhre besimmt wird. Infolge des einer Flüssigkristallzelle eingeprägten Trägheitsverhaltens können dabei Farbunreinheiten auftreten.

Es hat sich gezeigt, daß beim Betrieb einer FK-Zelle mit höheren Spannungen und zwei unterschiedlichen Frequenzen zum Teil Bereiche innerhalb der FK-Zelle mit unterschiedlicher Orientierung auftreten können. Diese Bereiche sind durch sogenannte Disklin ationen voneinander getrennt.

Zudem unterscheiden sie sich durch unterschiedliche Winkelverteilungen und Farbdickflüssigkeiten, so daß eine FK-Zelle mit derartigen Bereichen zu einem uneinheitlichem Aussehen führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein

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Ariseuterverfahren der eingangs genannten Art insbesondere bezüglich der Schaltgeschwindigkeit zu verbessern, insbesondere bei Verwendung einer Drehzelle als Farbschalter, der im Zusammenwirken mit einer Kathodenstrahlröhre betrieben wird.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine FK-Zelle so zu betreiben, daß sie in einheitlichem optischen Erscheinungsbild erscheint.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch das Zwischenfügen eines im wesentlichen spannungslosen Zeitabschnitts beim Übergang von der niederfrequenten zur höherfrequenten Wechselspannung wird die Umschaltung des Farbschalters vom Ein- in den Auszustand extrem beschleunigt. Es ist dadurch möglich die Umschaltzeit exakt in den Zeitabschnitt zu legen in welchem der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre dunkelgetastet zum Zeilenanfang oder Bildanfang zurückgeführt wird.

Anhand des in der Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachfolgend näher erklärt.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Farbanzeigevorrichtung, die vorteilhaft erfindungsgemäß beschrieben wird. Fig. 2 zeigt schematisch drei zeitlich koordinierte Kurvenzüge von Ansteuerspannungen gemäß der Erfindung und

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Pig. 3 zeigt ein bevorzugtes Blockschaltbild zur Durchführung des beschriebenen Ansteuerverfahrens gemäß der Erfindung.

In Fig.l besteht der Farbschalter 7 aus der elektrisch ansteurbaren Flüssigkristall (FK)-Drehzelle 1 die zwischen einem farbneutralen Polfilter k und zwei verschiedenfarbigen Polfiltern 2 und 3 angeordnet ist. Die Polfilter und 3 sind bezüglich ihrer Polarisationsrichtung um 90° gegeneinander verdreht (gekreuzte Polfilter). Der Bildschirm 6 einer Kathodenstrahlröhre emittiert bei Elektronenbeaufschlagung Licht zumindest in den beiden Farbspektralbereichen in welchen die Farbpolfilter 2 und 3 transparent sind. Je nach Ansteuerzustand der Drehzelle 1 sieht der Betrachter 5 das Leuchtschirmbild 6 in einer Transmissionsfarben der Farbpolfilter 2 und 3· Im gezeigten Beispiel sind die Transmissionsfarben der Filter 2 und rot (R) und grün (G) und die Drehzelle 1 befindet sich in einem solchen Ansteuerzustand, daß der Betrachter 5 das Bild in Grün sieht.

Die in Fig. 2 gezeigten Diagramme sind so übereinandergezeichnet, daß die zeitliche Zuordnung der dargestellten drei Spannungsverläufe 23, 24 und 25 ersichtlich ist.

Die Kurve 23 zeigt den zeitlichen Verlauf der Farbausschaltimpulses, der z.B. in einem J-K Flip-Flop 32 in Abhängigkeit vom Strahlrücklauf-Austaktimpuls 31 der Ablenkschaltung der Kathodenstrahlröhre als symmetrische Rechteckspannung 23 erzeugt wird. Jede Halbwelle der Rechteckspannung beträgt z.B. 8ms.

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Die Kurve 2k zeigt die Gate-Impulsspannung für den Generator 35 der niederfrequenten Ansteuerspannung. Die niedere Frequenz beträgt z.B. 200Hz. Die Dauer des Rechteckimpulses beträgt z.B. k ms. Sie ist eingestellt entsprechend dem Trägheitsverhalten der Flüssigkristallsubstanz der Drehzelle 1.

Die Kurve 25, 26 zeigt den .Spannungsverlauf wie er an der Drehzelle 1 anliegt. Im Auszustand liegt eine höherfrequente Ansteuerspannung 25 von beispielsweise 25 kHz an die in dem Frequenzgenerator 33 erzeugt wird. Bei Anliegen dieser höherfrequenten Ansteuerspannung 25 befindet sich die Drehzelle 1 in dem gleichen Auszustand wie bei völlig fehlender Ansteuerspannung, d. h. bei Spannung null. Diese höherfrequente Spannung 25 liegt im allgemeinen während der gesamt Auszeit an. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, sie etwas früher abzuschalten. Zur Umschaltung der Drehzelle 1 wird dann die höherfrequente Spannung 25 abgeschaltet und die niederfrequente Ansteuerspannung 26 von ca 100 Hz bei 1000 Hz, z.B. 200 Hz an die Drehzelle angelegt. Erzeugt wird diese Spannung 26 in einem zweiten Frequenzgenerator 35· Die Umschaltung erfolgt mittels des Frequenzschalters 36 in Fig. 3·

Dieser Spannung 26 liegt erfindungsgemäß nicht während der gesamten Einzeit an, sondern wird durch den Monofloß-Schalter 3k bereits früher abgeschaltet, ohne daß sofort wieder die höherfrequente Spannung 25 angelegt wird. Der Einschaltzeitraum 21 der Spannung 26 beträgt zum Beispiel k see. Während des Zeitraums 22 bis zum Umschalten auf die

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Spannung 25 bleibt die FK-Zelle 1 spannungsfrei. Diese Zeit ist so bemessen, daß der Flüssigkristall gerade anfängt sich in den Auszustandumzuorientieren, ohne daß dies schon optisch wahrnehmbar ist.

Wird nun nach Ablauf der zweiten Halbwelle der Farbumschaltspannung 23 durch den Frequenzschalter 36 die höherfrequente Spannung 25 angelegt, so schaltet die FK-Zelle und damit der Farbschalter 7 nahezu verzögerungsfrei in den Auszustand.

In Fig. 3 ist dem Frequenzumschalter 36 noch ein Pegelumsetzer nachgeschaltet, der die zur Ansteuerung der Ausgangsstufe 38 erforderlichen Spannungspegel erzeugt. 15

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Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL/Am/rß Theodor-Stern-Kai 1 UL 85/13 D-6000 Frankfurt 70 Patentansprüche

1. Verfahren zum Betrieb einer Flüssigkristall-Drehzelle r die durch Anlegen unterschiedlicher Ansteuerspannungen zwischen einem, hindurchtretendes polarisiertes Licht drehenden Auszustand und einem hindurchtretendes polarisiertes Licht nicht drehenden Einzustand hin- und hergeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet daß im Auszustand eine Wechselspannung solch hoher Frequenz angelegt wird, daß der gleiche Zustand wie bei fehlender Ansteuerspannung herbeigeführt bzw. beibehalten wird, daß im Einzustand eine Wechselspannung solch niederer Frequenz angelegt wird, daß sich der nichtdrehende Zustand einstellt und daß zum Schalten vom Ein- in den Auszustand nicht unmittelbar von der niederfrequenten auf die höherfrequente Ansteuerspannung umgeschaltet wird, sondern eine Zwischenzeit eingeschaltet wird, während welcher an den Flüssigkristallen im wesentlichen keine Spannung anliegt.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ansteuerspannungsfreie Zeit eine zur Einzustandszeit gehörende Zeitspanne ist, so daß die niederfrequente Wechselspannung während einer Zeitdauer angelegt wird, die kürzer ist als die Einzustandszeit.

3. Verfahr·en nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch beim Übergang von der höherfrequenten Ansteuerspannung zur niederfrequenten Ansteuer eine ansteuerspannungsfreie Zeit zwischengefügt wird.

k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristall-Drehzelle zusammen mit zwei gekreuzten Farbpolarisationsfiltern unterschiedlicher Trans^missionsfarbe und einen zwischen zwei Farben hin- und herschaltbaren Farbschalter'bildet der in Abhängigkeit von der Ablenkspannung für den Elektronenstrahl einer Kathodenstrahlröhre eingeschaltet wird.

5- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß die niederfrequenten und höherfrequen-

ten Wechselspannungen Rechteckspannungen im wesentlichen gleiche Amplitudenhöhe aufweisen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenzeitdauer, während der an der FlUssigkristall-Drehzelle ein im wesentlichen spannungsloser Zustand herrscht, so bemessen wird, daß die Umorientierung des Flüssigkristalls zwar eingeleitet, aber noch nicht ausgeführt wird und daß dann durch Anlegen der

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höherfrequenten Ansteuerspannung zum Zeitpunkt der eingeleiteten Umorientierung diese extrem beschleunigt erzwungen wird.