DE4009404A1 - Schaltungsanordnung zur spannungsversorgung der zeilen- und spaltentreiber einer fluessigkristallanzeigevorrichtung - Google Patents

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.