DE4009404A1 - Schaltungsanordnung zur spannungsversorgung der zeilen- und spaltentreiber einer fluessigkristallanzeigevorrichtung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur spannungsversorgung der zeilen- und spaltentreiber einer fluessigkristallanzeigevorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Span
nungsversorgung der Zeilen- und Spaltentreiber einer Flüs
sigkristallanzeigevorrichtung, wobei die unterschiedlichen
Spannungswerte durch einen aus einer Vielzahl von in Reihe
geschalteten Widerständen gebildeten Spannungsteiler mit
nachgeschalteten Operationsverstärkern erzeugt werden, die
Operationsverstärker jeweils an den Spannungsabgriffen des
Spannungsteilers angeschlossen sind und der Spannungsteiler
mit dem einen Ende mit einer positiven und mit dem anderen
Ende mit einer negativen Spannungsquelle verbunden ist.
Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung besteht in der Regel
aus zwei Glasplatten, zwischen denen die Schicht mit Flüs
sigkristallen angeordnet ist. Die beiden Glasscheiben tragen
jeweils auf der der Flüssigkristallschicht zugeordneten
Seite Elektroden, die mit unterschiedlichen Spannungen
beaufschlagt werden, um auf die Weise die zwischen den
Elektroden befindlichen Flüssigkristalle in ihrem optischen
Verhalten zu verändern. Zur Darstellung von Ziffern ist die
eine Elektrode als Siebensegment-Elektrode und die andere
Elektrode als entsprechende Fläche ausgebildet. Bei einer
Punkt-Matrixdarstellung befinden sich beispielsweise auf
beiden Elektroden an gegenüberliegenden Stellen jeweils
punktförmige Flächen, die auf der einen Seite der Flüssig
kristallschicht zeilenweise und auf der anderen Seite der
Flüssigkristallschicht spaltenweise miteinander verbunden
sind. Auf diese Weise wird die Anzahl der Anschlüsse einer
Flüssigkristallanzeige beträchtlich verringert.
Zur Ansteuerung der Zeilen und Spalten einer Flüssigkristallanzeige
sind geeignete Zeilen- und Spaltentreiber im
Handel erhältlich. So dient beispielsweise der Zeilen/
Spaltentreiber PCF8578 der Firma Philips zum Ansteuern
einer bestimmten Zahl von Zeilen und Spalten, während zur
Ansteuerung weiterer Spalten ein weiterer Baustein mit der
Bezeichnung PCF8579 dieser Firma benötigt wird. Die Wir
kungsweise dieser Bausteine ist beispielsweise in entsprechenden
Datenblättern der Firma Philips vom Januar 1989
beschrieben.
Die Aufgabe der Zeilen- und Spaltentreiber besteht in der
zyklischen Ansteuerung der Elektroden mit unterschiedlichen
Spannungen unterschiedlicher Polarität, wobei die optischen
Eigenschaften der Flüssigkristalle jeweils durch die Span
nungsdifferenz zwischen den Elektroden veränderbar sind. Je
nach Tastenverhältnis, in welchem die Multiplexer die Ansteuersignale
für die Flüssigkristallanzeige liefern, werden
drei oder mehr unterschiedliche Spannungen benötigt. Diese
Spannungen werden in der Regel durch einen entsprechenden
Spannungsteiler erzeugt, dessen Ausgänge mit den Zeilen-
und Spaltentreibern verbunden sind. Während diese Spannungen
zur Erzeugung der Ansteuersignale für die Flüssigkristallanzeige
benötigt werden, muß jeder Zeilen- und Spaltentreiber
auch noch eine eigene Betriebsspannung erhalten.
Zur Erzeugung der einzelnen Signalspannungen muß der Span
nungsteiler niederohmig ausgelegt werden, damit ein genügend
großer Querstrom zur Erzeugung derselben fließt. Es ist
jedoch auch möglich, den Spannungsteiler hochohmig
auszubilden und die Spannung durch als Spannungsfolger
arbeitende Operationsverstärker zu erzeugen (s. Hitaschi MOS
LSI Data Book, LCD Driver LSI, Hitaschi, Oktober 1983, Seite
39).
In der zuletzt genannten Druckschrift wird auch auf die
Möglichkeit der Kontrasteinstellung bei der Flüssigkri
stallanzeigevorrichtung eingegangen. Zu diesem Zweck ist in
Reihe mit dem Spannungsteiler ein veränderbarer Widerstand
geschaltet, mit Hilfe dessen die Spannungen verändert werden
können und damit der Kontrast der Flüssigkristallanzeige
vorrichtung manuell eingestellt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Schal
tungsanordnung zur Spanungsversorgung der Zeilen- und
Spaltentreiber einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
anzugeben, bei welcher die Einstellung des Kontrastet der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung ohne Betätigung eines
veränderbaren Widerstandes möglich ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das eine Ende des
Spannungsteilers über einen Spannungsteiler mit der einen
Spannungsquelle verbunden ist und daß der Spannungsregler
durch jeweils ein in einem Speicher enthaltenes Datenwort
steuerbar ist, indem zwischen den Speicher und den Span
nungsregler ein Digital/Analog-Wandler geschaltet ist.
Durch die Verwendung eines Speichers zur Aufnahme eines zur
Kontrasteinstellung verwendeten Datenwortes kann auf den
veränderbaren Widerstand verzichtet werden, wobei entweder
das Datenwort einmal in den Speicher unveränderbar eingetragen
wird, oder bedarfsweise der Speicher mit jeweils
einem neuen Datenwort geladen wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung für ein Fernmeldeendgerät
mit einer Steuereinrichtung und einer über ein gemeinsames
Bussystem mit dieser verbundenen Eingabetastatur besteht
darin, daß der Speicher über eine Schnittstellenschaltung
mit dem gemeinsamen Bussystem verbunden ist, wobei über die
Eingabetastatur die Steuereinrichtung zur Erzeugung von
Datenworten zur Steuerung des Spannungsregelers veranlaßbar
ist und diese Datenworte über das Bussystem zur Schnitt
stellenschaltung übertragen und anschließend im Speicher
eingespeichert werden.
Zu diesem Zweck können beispielsweise zwei feste oder auch
mehrfach ausgenutzte Tasten der Tastatur herangezogen
werden, wobei bei Betätigung der einen Taste in Abhängigkeit
von der Dauer der Betätigung derselben der Kontrast erhöht
und bei Betätigung der anderen Taste in der beschriebenen
Weise der Kontrast verringert wird. Die Überwachung der
Betätigungsdauer der jeweiligen Taste erfolgt in der Steu
einrichtung, die ihrerseits die entsprechenden Datenworte
erzeugt, die dann im Speicher eingespeichert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert, welches in der Zeichnung dargestellt ist.
Es zeigt
Fig. 1 das Blockschaltbild eines
Fernmeldeendgeräts
Fig. 2 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
Spannungsversorgungseinrichtung.
Das Blockschaltbild gemäß Fig. 1 zeigt nur diejenigen
Einrichtungen eines Fernmeldeendgeräts, welche zum Verständnis
der Erfindung unbedingt notwendig sind. Ein derartiges
Fernmeldeendgerät ist beispielsweise ausführlich in
der Zeitschrift TN-Nachrichten 1987, auf den Seite 6 und 7
beschrieben. Bei dem Bussystem B, an welchem die Steuereinrichtung ST
die Eingabetastatur TA, die Stromversorgungs
schaltung SV, der Zeilentreiber ZR und der Spaltentreiber SR
angeschlossen sind, kann es sich beispielsweise um den
sogenannten I²C Bus handeln. Über dieses Bussystem B werden
beispielsweise Tasteninformationen von der Eingabetastatur TA
zur Steuereinrichtung ST übermittelt, die ihrerseits
entsprechende Informationen an den Zeilentreiber ZR und
Spaltentreiber SR sendet, die auf der Anzeigevorrichtung AZ
zur Anzeige gelangen sollen. Welche Informationen auf der
Anzeigevorrichtung AZ anzuzeigen sind und von welchen
Kriterien diese abgeleitet werden, darauf wird im Rahmen
dieser Beschreibung nicht weiter eingegangen. Der Zeilen
treiber ZR dient zur Ansteuerung der zeilenförmig angeordneten
Elektroden Z1 bis Zn und der Spaltentreiber SR zur
Ansteuerung der spaltenförmig angeordneten Elektroden S1 bis
Sm der als Flüssigkristallanzeigevorrichtung ausgebildeten
Anzeigevorrichtung AZ. Zur zyklischen Ansteuerung der
Elektroden durch das Anlegen von Spannungen unterschiedlicher
Höhe und Polarität sind der Zeilentreiber ZR und der
Spaltentreiber SR mit der Spannungsversorgungseinrichtung SV
verbunden. Diese liefert die entsprechenden Spannungspegel
mit den vorgeschriebenen Polaritäten. Durch Verändern der
Spannungen läßt sich auch der Kontrast der Flüssigkristall
anzeigevorrichtung AZ verändern. Hierzu werden von der
Steuereinrichtung ST in Abhängigkeit von der Tastaturbetätigung
der Eingabetastatur TA unterschiedliche Datenworte
erzeugt, die über das Bussystem B zur Spannungsversorungs
einrichtung SV übertragen werden und dort eine Verschiebung
der Spannungswerte in der einen oder in der anderen Richtung
bewirken. Das jeweils zuletzt übertragene Datenwort bleibt
so lange wirksam, bis es durch ein neues Datenwort überschrieben
wird. Auf diese Weise bleibt der einmal eingestellte
Kontrast so lange erhalten, bis dieser durch eine
entsprechende Tastenbetätigung wieder verändert wird.
Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 wird davon ausgegangen, daß
für die Ansteuerung der Zeilen ein besonderer Zeilentreiber ZR
und für die Ansteuerung der Spalten ein besonderer
Spaltentreiber SR vorhanden sind. Es ist jedoch auch denkbar,
sämtliche Zeilen und einen Teil der Spalten durch einen
entsprechend ausgebildeten Zeilen-/Spaltentreiber und
zusätzliche Spalten durch einen oder mehrere Spaltentreiber
anzusteuern.
Der Spannungsteiler der in Fig. 2 gezeigten Spannungsver
sorgungseinrichtung SV besteht aus den Widerständen R1 bis
R5, wobei dessen eines Ende E1 über einen Spannungsregler
mit der einen Betriebsspannung USS und dessen anderes Ende
E2 mit der anderen Betriebsspannung +UB verbunden ist. Die
Anschlüsse A1 und A2, welche zwischen den Widerständen R3
und R4 liegen, können entweder überbrückt oder über einen
weiteren Widerstand miteinander verbunden werden, wodurch es
möglich ist, die Schaltungsanordnung auch anderen Tastenver
hältnissen bei der Ansteuerung der Flüssigkristallanzeige
vorrichtung AZ anzupassen, bei welchen u. U.
abweichende Spannungswerte benötigt werden. Die Abgriffe des
Spannungsteilers sind jeweils mit dem invertierenden Eingang
eines Operationsverstärkers OP1 bis OP5 verbunden. Der
Ausgang des Operationsverstärkers OP1 steuert die Basis des
Transistors T1 und der Ausgang des Operationsverstärkers OP5
steuert die Basis des Transistors T8, dabei wird die Kol
lektorspannung des Transistors T8 über die Konstantstromquelle
KS1 und die Kollektorspannung des Transistors T1 über
die Konstantstromquelle KS2 zugeführt. Der Transistor T1
liefert die Spannung am Ausgang 2 und der Transistor T8
liefert die Spannung am Ausgang 6, wobei jeweils der Span
nungsausgang 2 bzw. 6 mit dem nichtvertierenden Eingang des
jeweiligen Operationsverstärkers OP verbunden ist. Die
Operationsverstärker OP2, OP3 und OP4 steuern jeweils eine
aus zwei Transistoren gebildete Push-Pull-Endstufe, die aus
den Transistoren T2/T3, bzw. T4/T5 bzw. T6/T7 gebildet wird.
Die genannten Transistorpaare liefern die Spannungen für die
Ausgänge 3 bzw. 4 bzw. 5, wobei jeweils der Spannungsausgang
mit dem nichtvertierenden Eingang des betreffenden Opera
tionsverstärkers OP verbunden ist.
Der Spannungsregler SR wird durch eine Referenzspannungs
quelle RF auf einen bestimmten Wert eingestellt, welcher
über die Beschaltung der Anschlüsse I1 und I2 durch externe
Widerstände veränderbar ist, um generell die Spannungsver
sorgungsvorrichtung auf vorgegebene Werte fest einzustellen,
welche von bestimmten
Eigenschaften der Flüssigkristallanzeigevorrichtung AZ
abhängig sind, beispielsweise die Anpassung an den Tempera
turkoeffizienten. Der Spannungsregler SR wird durch Daten
worte gesteuert, die in dem Speicher SP enthalten sind. Am
Ausgang des Speichers SP ist ein Digital/Analog-Wandler D/A
angeschlossen, der die Datenworte in entsprechende Spannungswerte
umwandelt und auf diese Weise den Spannungsregler SR
steuert. Über das Bussystem B werden die Datenworte der
Schnittstelleneinrichtung SG zugeführt und von dieser an den
Speicher SP weiter gegeben. Der Speicher SP besitzt eine
Aufnahmekapazität für nur ein Datenwort, wobei das jeweils
eingespeicherte Datenwort durch ein neues Datenwort über
schrieben wird.
Durch ein Signal am Eingang PWDN können die Transistoren T9
bis T12 gesperrt werden, um auf die Weise den Spannungs
teiler und damit auch die Zeilen- und Spaltentreiber von der
Betriebsspannung abzutrennen. Damit erlischt auch die
Anzeige auf der Anzeigevorrichtung AZ (Fig. 1). Mit dem
Signal am Eingang PWDN kann bei Ausfall der Versorgungs
spannung des Fernmeldeendgeräts die Stromversorungseinrichtung SV
und die nachgeschalteten Zeilen- und Spaltentreiber
als unnötige Verbraucher von den Versorgungsspannungen
abgetrennt werden.
Bei Wiederkehr der Versorgungsspannung, d. h. bei Abschalten
des Signals am Eingang PWDN wird bei Auftreten eines ent
sprechenden Signals am Eingang RES in der Rücksetzschaltung R
ein Rücksetzsignal RS1 erzeugt, welches die Schnitt
stellenschaltung S zurücksetzt und den Inhalt des Speichers SP
löscht. Die Rücksetzeinrichtung R erzeugt ein weiteres
Rücksetzsignal RS2 am Ausgang RS für die Zeilen- und Spal
tentreiber der Flüssigkristallanzeigevorrichtung AZ. Sämtliche
Einrichtungen der Stromversorgungseinrichtung SV
können auf einem gemeinsamen Substrat als selbständige
integrierte Schaltung ausgebildet sein. Es ist jedoch auch
denkbar, die Spannungsversorgungseinrichtung SV in einen
Zeilen- oder Spaltentreiber zu integrieren, zumal diese auch
Anschlüsse für den I²B-Bus aufweisen.
Die Anwenung der Erfindung ist nicht nur auf Fernmeldeendgeräte
beschränkt, sie kann vielmehr bei allen Flüssigkri
stallanzeigevorrichtungen eingesetzt werden, welche mit
einer Steuereinrichtung zusammenarbeiten, an der eine
Eingabetastatur angeschlossen ist. Voraussetzung ist lediglich
ein gemeinsames Bussystem B, an welchem die Steuereinrichtung ST,
die Eingabetastatur TA und die Zeilen- bzw.
Spaltentreiber und falls diese nicht in einem der letzteren
Bausteine integriert ist, auch die Spannungsversorgungseinrichtung SV
angeschlossen ist.
Claims (8)
1. Schaltunganordnung zur Spannungsversorgung der Zeilen-
und Spaltentreiber einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
wobei die unterschiedlichen Spannungswerte
durch einen aus einer Vielzahl von in Reihe geschalteten
Widerständen mit nachgeschalteten Operationsverstärkern
erzeugt werden, die Operationsverstärker
jeweils an den Spannungsabgriffen des Spannungsteilers
angeschlossen sind und der Spannungsteiler mit dem
einen Ende mit einer positiven und mit dem anderen Ende
mit einer negativen Spannungsquelle verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ende (E1) des Spannungsteilers (R1 bis R5) über
einen Spannungsregler (SR) mit der einen Spannungsquelle
verbunden ist und daß der Spannungsregler (SR)
durch jeweils ein in einem Speicher (SP) enthaltenes
Datenwort steuerbar ist, indem zwischen den Speicher (SP)
und den Spannungsregler (SR) ein Digi
tal/Analog-Wandler (D/A) geschaltet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
für ein Fernmeldegerät mit einer Steuereinrichtung und
einer über ein gemeinsames Bussystem mit dieser verbundenen
Eingabetastatur,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicher (SP) über eine Schnittstellenschaltung (SG)
mit dem gemeinsamen Bussystem (B) verbunden ist,
wobei über die Eingabetastatur (TA) die Steuereinrichtung (ST)
zur Erzeugung von Datenworten zur Steuerung
des Spannungsreglers (SR) veranlaßbar ist und diese
Datenworte über das Bussystem (B) zur Schnittstellen
schaltung (SG) übertragen und anschließend im Speicher (SP)
eingespeichert werden.
3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spannungsregler (SR) mit einer Referenzspan
nungsquelle (RF) verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Referenzspannung der Referenzspannungsquelle (RF)
durch externe Widerstände veränderbar ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die positive (+UB) und die negative (USS) Span
nungsquelle von dem Spannungsteiler (R1 bis R5) abschaltbar
ist, an welchen auch die Zeilen- und
Spaltentreiber angeschlossen sind.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder
5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Rücksetzteinrichtung (R) vorgesehen ist, welche
bei Beendigung der Abschaltung der Spannungsquellen
(+UB, USS) bei Vorliegen eines Rücksetzsignals (RES) ein
Rücksetzsignal für die Schnittstellenschaltung (SG),
den Speicher (SP) und die Zeilen- und Spaltentreiber
erzeugt.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß sämtliche Einrichtungen auf einem gemeinsamen
Substrat untergebracht sind.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß diese einen Bestandteil eines Zeilen-(ZR) und/oder
Spaltentreibers (SR) bildet.
Priority Applications (3)
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Publications (1)
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DE19904009404 Ceased DE4009404A1 (de) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | Schaltungsanordnung zur spannungsversorgung der zeilen- und spaltentreiber einer fluessigkristallanzeigevorrichtung |
Country Status (1)
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