DE4205220A1 - Fluessigkristallanzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige zum Darstellen von Figuren, Buchstaben usw.

Flüssigkristallanzeigen mit einer Segmentelektrode für jedes Darstellungssegment sind weitläufig bekannt. Sei einer solchen Flüssigkristallanzeige sind eine gemein­ same, der gesamten Anzeigefläche entsprechende Elektro­ de und eine Vielzahl Segmentelektroden einander gegen­ überliegend angeordnet, und dazwischen befindet sich der Flüssigkristall. Die Segmentelektroden haben die Form von Buchstaben, Figuren usw. Bei dieser Konstruk­ tion wird eine Rechteckspannung, deren Amplitude einen Referenzspannungswert hat, an die gemeinsame Elektrode angelegt. An die Segmentelektroden, die den darzustel­ lenden Symbolen entsprechen, wird eine Rechteckspannung mit einer Phasenverschiebung von 180° gegenüber derje­ nigen der gemeinsamen Elektrode angelegt. Ferner wird eine Rechteckspannung mit der Phase der Spannung für die gemeinsame Elektrode an die Segmentelektroden ange­ legt, die keine Darstellung erzeugen sollen. Dadurch wird nur der Teil der Flüssigkristallanzeige angesteu­ ert, der Buchstaben, Figuren usw. darstellen soll.

Bei den bisherigen Flüssigkristallanzeigen ist jedoch die Amplitude der Rechteckspannung, die jeder Segment­ elektrode zuzuführen ist, konstant, weil die Referenz­ spannung einen festen Wert hat.

Wenn die Referenzspannung einen konstanten Wert hat, d. h. die Amplitude der Rechteckspannung für jede Elek­ trode ist konstant, so tritt das Problem auf, daß bei Temperaturabfall des Flüssigkristalls die Intensität des dargestellten Segments verringert und dadurch der Kontrast verschlechtert wird. Wenn die Temperatur des Flüssigkristalls erhöht wird, so wird die Intensität der nicht angesteuerten Segmente erhöht, wodurch der Kontrast der Anzeige gleichfalls verschlechtert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Flüssig­ kristallanzeige anzugeben, bei der der Anzeigekontrast auch bei veränderlicher Temperatur des Flüssigkristalls nicht verschlechtert wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei einer Flüssigkristallanzeige nach der Erfindung wird die Spannung, die an die verschiedenen Elektroden angelegt wird, abhängig von der Temperatur des Flüssig­ kristalls gesteuert. Hierzu kann eine Steuerung vorge­ sehen sein, die Mittel zum Einstellen einer Referenz­ spannung abhängig von der Temperatur des Flüssigkri­ stalls und Mittel zum Erzeugen eines Treibersignals für jede der Elektroden entsprechend der Referenzspannung enthält.

Die Mittel zum Einstellen der Referenzspannung können kontinuierlich arbeiten. Ferner enthält die Flüssig­ kristallanzeige eine Stromquelle, die eine vorbestimmte Spannung an die Einstellmittel liefert, wobei diese ei­ nen Thermistor enthalten, dessen Kennlinie derart aus­ gebildet ist, daß er mit sinkender Temperatur einen niedrigeren Widerstand erhält, während bei steigender Temperatur der Widerstand ansteigt. Dieser Thermistor ist zwischen die Stromquelle und die Mittel zum Erzeu­ gen des Treibersignals in Reihe geschaltet.

Alternativ können die Mittel zum Einstellen der Refe­ renzspannung auch stufenweise arbeiten. Ferner enthal­ ten sie Mittel zum Erfassen der Temperatur des Flüssig­ kristalls.

Die Mittel zum Einstellen der Referenzspannung können mehrere Widerstände in Reihenschaltung enthalten, wobei die Spannung, die an einem dieser Widerstände abfällt, den Mitteln zum Erzeugen des Treibersignals zugeführt wird. Ferner kann eine Stromsteuerung zum Bestimmen der Anzahl der Widerstände vorgesehen sein, durch die ein elektrischer Strom fließt, wobei die Spannung an einem dieser Widerstände abhängig von der Amplitude des elek­ trischen Stroms veränderlich ist.

Die Flüssigkristallanzeige enthält eine Spannungsquelle zum Liefern einer vorbestimmten Spannung, wobei die Steuerung Schaltmittel zum wahlweisen Verbinden der Spannungsquelle mit einer der Verbindungsstellen zweier Widerstände enthält, so daß der elektrische Strom durch eine vorbestimmte Anzahl Widerstände fließt.

Bei der Flüssigkristallanzeige ist der Flüssigkristall als Schicht ausgebildet, wobei die mehreren Elektroden eine gemeinsame Elektrode entsprechend dem Anzeigebe­ reich bilden und die mehreren Segmentelektroden auf der anderen Seite der Flüssigkristallschicht liegen.

Die Mittel zum Erzeugen eines Treibersignals liefern ein erstes Signal mit einer Amplitude entsprechend der Referenzspannung und ein zweites Signal mit einer Am­ plitude entsprechend der Referenzspannung, dessen Ver­ lauf dem Verlauf des ersten Signals entgegengesetzt ist. Hierbei wird das erste Signal den die Gegenelek­ trode bildenden Elektroden und das erste oder das zwei­ te Signal jeder Segmentelektrode zugeführt, wobei ein Teil der Flüssigkristallschicht entsprechend den mit dem zweiten Signal beschalteten Segmentelektroden der Anzeige dient. Ein anderer Teil der Schicht entspre­ chend den Segmentelektroden, an denen das erste Signal anliegt, bleibt von der Anzeige ausgeschlossen.

Wahlweise sind das erste und das zweite Signal periodi­ sche Signale, und die Phase des zweiten periodischen Signals ist gegenüber der Phase des ersten periodischen Signals um 180° verschoben.

Die beiden periodischen Signale haben vorzugsweise Rechteckform.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Steuereinheit für eine Flüssig­ kristallanzeige als erstes Ausfüh­ rungsbeispiel,

Fig. 2 eine Draufsicht des Elektrodenaufbaus der Flüssigkristallanzeige,

Fig. 3 den Schnitt III-III nach Fig. 2,

Fig. 4 das Zeitdiagramm des Zusammenhangs zwischen den Signalverläufen an den Elektroden der Flüssigkristallanzei­ ge und

Fig. 5 eine Steuereinheit für eine Flüssig­ kristallanzeige als zweites Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Steuereinheit für eine Flüssigkristallanzeige darge­ stellt. Die Flüssigkristallanzeige 10 hat sieben Grup­ pen von Segmenten 14. Wie Fig. 2 zeigt, hat jedes Seg­ ment 14 sieben Segmentelektroden 11, eine gemeinsame Elektrode 12 und eine Flüssigkristallschicht 13 zwi­ schen den Segmentelektroden 11 und der gemeinsamen Elektrode 12. Die Segmentelektroden 11 und die gemein­ same Elektrode 12 werden mit dem sogenannten statischen Verfahren angesteuert. Dabei werden die Elektroden 11, 12 der darzustellenden Segmente 14 individuell und gleichzeitig mit einer Treiberschaltung 40 einer Steu­ ereinheit 20 angesteuert, die im folgenden erläutert wird.

Wie Fig. 1 zeigt, enthält die Steuereinheit 20 eine Einstellschaltung 30 für eine Referenzspannung und die Flüssigkristall-Treiberschaltung 40. Die Einstellschal­ tung 30 stellt die Amplitude des einer jeden Elektrode 11, 12 zuzuführenden Rechtecksignals ein. Die Referenz­ spannung entspricht dem Amplitudenwert der Rechteck­ spannung. Die Treiberschaltung 40 erzeugt die Rechteck­ spannung mit der Amplitude gleich der Referenzspannung, und sie bewirkt gegebenenfalls eine Phasenverschiebung der den Elektroden zuzuführenden Rechteckspannungen.

Die Einstellschaltung 30 für die Referenzspannung ent­ hält eine Konstantspannungsquelle 31, einen Thermistor 32 mit positiver Kennlinie und einen festen Widerstand 33. Ein Beispiel für einen Thermistor 32 mit positiver Kennlinie ist ein Widerstand aus Bariumtitanat verbun­ den mit dem Oxid von Lanthan, Strontium oder Selen. Der Thermistor 32 ist mit der Konstantspannungsquelle 31 verbunden, und der feste Widerstand 33 ist mit dem Thermistor 32 in Reihe geschaltet. Der Thermistor 32 hat eine derartige Kennlinie, daß mit zunehmender Tem­ peratur der Widerstandswert zunimmt, während er mit ab­ nehmender Temperatur abnimmt. Bei dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel entspricht die Temperatur des Thermistors 32 derjenigen der Flüssigkristallschicht 13.

Die Treiberschaltung 40 ist mit der Einstellschaltung 30 für die Referenzspannung verbunden, und die Flüssig­ kristallanzeige 10 ist mit dem Ausgangsanschluß der Treiberschaltung 40 verbunden. Die Treiberschaltung 40 liefert die Referenzspannung an die jeweiligen Elektro­ den 11, 12, wobei die Phase der Rechtecksignale der Elektroden 11 und 12 übereinstimmt oder unterschiedlich ist.

Eine vorbestimmte Referenzspannung wird der Treiber­ schaltung 40 mit der Einstellschaltung 30 zugeführt. Die Treiberschaltung 40 erzeugt, wie in Fig. 4 gezeigt, Rechteckspannungen A, B und C mit einer Amplitude, die der Referenzspannung entspricht. Die Rechteckspannung A wird dauernd der Gegenelektrode 12 zugeführt.

Wenn die Rechteckspannung B, deren Phase mit derjenigen der Spannung A übereinstimmt, den Segmentelektroden 11 zugeführt wird, so wird kein Spannungsunterschied zwi­ schen der Gegenelektrode 12 und den Segmentelektroden 11 erzeugt. Es liegt damit auch keine Spannung an der Flüssigkristallschicht 13 des Segments 14 an. In diesem Falle wird das Segment 14 nicht dargestellt.

Wenn die Rechteckspannung C, deren Phase um 180° gegen­ über derjenigen der Rechteckspannung A verschoben ist, den Segmentelektroden 11 zugeführt wird, so ergibt sich als resultierende Spannung für das Segment 14 die Span­ nung D, so daß dieses Segment dargestellt wird.

Wenn die Temperatur der Flüssigkristallschicht 13 ab­ sinkt, so nimmt auch der Widerstand des Thermistors 32 ab, und die Referenzspannung wird erhöht. Entsprechend wird die Amplitude der Rechteckspannung für die Elek­ troden 11, 12 der Flüssigkristallanzeige 10 erhöht, und die Intensität des dargestellten Segments 14 kann nicht abnehmen, wodurch der Kontrast der Anzeige stark bleibt.

Wenn die Temperatur des Flüssigkristalls erhöht wird, so wird auch der Widerstand des Thermistors 32 erhöht, und die Referenzspannung nimmt ab. Dadurch nimmt auch die Amplitude der Rechteckspannung an den Elektroden 11 und 12 ab, und die Intensität des Segments 14, das nicht angesteuert wird, kann nicht zunehmen. Dadurch bleibt der Kontrast der Anzeige stark.

Wie vorstehend beschrieben, wird die Amplitude der Rechtecksignale, die den Elektroden zugeführt werden, bei veränderlicher Temperatur des Flüssigkristalls kon­ tinuierlich entsprechend diesem Temperaturverlauf ver­ ändert, wodurch der Kontrast der Anzeige beibehalten wird.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Steu­ ereinheit 50. Eine Einstellschaltung 60 für die Refe­ renzspannung ist in der Steuereinheit 50 vorgesehen und enthält vier feste Widerstände 63, 64, 65 und 66, die in Reihe geschaltet sind. Drei Schalter 67, 68 und 69 sind zwischen den Widerständen 63, 64, 65 und 66 ange­ ordnet. Der Widerstand 66 ist ein Eingangswiderstand für die Treiberschaltung 40. Eine Temperaturerfassungs­ schaltung 61 und ein Mikrocomputer 62 sind in der Steuereinheit 50 vorgesehen. Die Temperaturerfassungs­ schaltung 61 hat einen Sensor in der Nachbarschaft der Flüssigkristallanzeige 10 und stellt die Temperatur der Flüssigkristallschicht 13 fest. Sie liefert ein ent­ sprechendes elektrisches Signal. Der Mikrocomputer 62 steuert die Schalter 67, 68 und 69 entsprechend dem Signal der Temperaturerfassungsschaltung 61.

Der Schalter 67 ist zwischen die Konstantspannungs­ quelle 31 und die Verbindungsstelle der Widerstände 63 und 64 geschaltet. Der Schalter 68 ist zwischen die Konstantspannungsquelle 31 und die Verbindungsstelle der Widerstände 64 und 65 geschaltet. Der Schalter 69 ist zwischen die Konstantspannungsquelle 31 und die Verbindungsstelle der Widerstände 65 und 66 geschaltet.

Der Mikrocomputer 62 steuert die Schalter 67, 68 und 69 derart, daß bei hoher Temperatur der Flüssigkristall­ schicht 13 alle Schalter 67, 68 und 69 geöffnet sind und daß bei ab fallender Temperatur der Flüssigkristall­ schicht 13 jeweils einer der Schalter 67, 68 und 69 ge­ schlossen wird.

In der Steuereinheit 50 öffnet der Mikrocomputer 62 alle Schalter 67, 68 und 69, wenn die Temperatur der Flüssigkristallschicht 13 hoch ist. Somit wird die Spannung der Konstantspannungsquelle 31 der Treiber­ schaltung 40 über die vier festen Widerstände 63, 63, 65 und 66 zugeführt. Die mit der Einstellschaltung 60 eingestellte Referenzspannung hat dann ihren Minimal­ wert.

Wenn die Temperatur der Flüssigkristallschicht 13 ab­ nimmt, schließt der Mikrocomputer 62 entsprechend dem Signal der Temperaturerfassungsschaltung 61 nur den Schalter 67, wodurch die Spannung der Konstantspan­ nungsquelle 31 der Treiberschaltung 40 über die drei Widerstände 64, 65 und 66 zugeführt wird. Entsprechend wird die Referenzspannung etwas erhöht, verglichen mit dem Fall, daß alle Schalter 67, 68 und 69 geöffnet sind.

Wenn die Temperatur der Flüssigkristallschicht 13 wei­ ter absinkt, so schließt der Mikrocomputer 62 einen der Schalter 68 und 69 entsprechend dem Signal der Tempera­ turerfassungsschaltung 61. Dadurch wird die Spannung der Konstantspannungsquelle 31 der Treiberschaltung 40 über die beiden Widerstände 65 und 66 oder nur den ei­ nen Widerstand 66 zugeführt. Die mit der Einstellschal­ tung 60 eingestellte Referenzspannung wird dadurch wei­ ter erhöht.

Wenn die Temperatur der Flüssigkristallanzeige sich ändert, wird also die Amplitude der Rechtecksignale an den Elektroden schrittweise entsprechend der Tempera­ turänderung variiert, wodurch ein hoher Kontrastwert der Anzeige beibehalten wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird jede Elektrode nach dem statischen Verfahren ange­ steuert. Es können jedoch auch Flüssigkristallanzeigen vorgesehen werden, bei denen das Multiplexverfahren zur Ansteuerung angewendet wird. Die Effekte der Steuerein­ heit nach der Erfindung sind dann noch ausgeprägter.

Die Erfindung ermöglicht also bei Temperaturänderungen der Flüssigkristallschicht die Beibehaltung eines star­ ken Kontrastes.

Claims (10)

1. Flüssigkristallanzeige mit einer Flüssigkristall­ schicht und mehreren Elektroden, an die Spannungen zwecks Anzeige angeschaltet werden, gekennzeichnet durch Mittel zum Steuern der an die Elektroden an­ zuschaltenden Spannungen abhängig von der Tempera­ tur der Flüssigkristallschicht.

2. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Steuerung der Spannungen eine kontinuierliche Spannungsänderung bewirken.

3. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Steuerung eine Einstellschaltung für eine Referenzspannung abhängig von der Flüssigkristalltemperatur und ei­ ne Schaltung zum Erzeugen eines Treibersignals für jede der Elektroden entsprechend der Referenzspan­ nung enthalten.

4. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zum Einstellen der Referenzspannung kontinuierlich arbeitet.

5. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 4, gekenn­ zeichnet durch eine Quelle zum Liefern einer vor­ bestimmten Spannung an die Schaltung zum Einstel­ len der Referenzspannung, die einen Thermistor mit einer der Temperatur proportionalen Kennlinie ent­ hält, welcher zwischen die Quelle für die vorbe­ stimmte Spannung und die Schaltung zum Erzeugen des Treibersignals in Reihe geschaltet ist.

6. Flüssigkristallanzeige nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Steuerung die Spannungsänderung schrittweise durchführen.

7. Flüssigkristallanzeige nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zum Einstellen der Referenzspannung die Temperatur der Flüssigkristallschicht erfaßt.

8. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen des Treibersignals ein erstes Signal mit einer Amplitude entsprechend der Referenzspannung und ein zweites Signal mit einer Amplitude ent­ sprechend der Referenzspannung erzeugen, das einen zum ersten Signal entgegengesetzten Verlauf hat, und daß das erste Signal den Gegenelektroden und das erste oder zweite Signal einer jeden Segment­ elektrode der Flüssigkristallanzeige zugeführt wird, wobei der Teil der Flüssigkristallschicht, der den mit dem zweiten Signal gespeisten Segment­ elektroden entspricht, eine Anzeige erzeugt, wäh­ rend der Teil der Flüssigkristallschicht, der den mit dem ersten Signal angesteuerten Segmentelek­ troden entspricht, keine Anzeige erzeugt.

9. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Signal periodische Signale sind, deren Phase um 180° gegeneinander verschoben ist.

10. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Signal Rechteckverlauf haben.