EP1705637B1 - Anzeigeeinheit mit einem LCD-Modul und mehreren Treibern - Google Patents

Anzeigeeinheit mit einem LCD-Modul und mehreren Treibern Download PDF

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EP1705637B1 EP20060110848 EP06110848A EP1705637B1 EP 1705637 B1 EP1705637 B1 EP 1705637B1 EP 20060110848 EP20060110848 EP 20060110848 EP 06110848 A EP06110848 A EP 06110848A EP 1705637 B1 EP1705637 B1 EP 1705637B1
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Definitions

  • the invention relates to a display unit with an LCD module, which is controlled by a first and a second driver module, wherein in the first driver module, a voltage regulating device for generating a stabilized output voltage from an unstabilized input voltage is present.
  • Display units with a passive LCD module are widely used and are used for example in motor vehicles in instrument clusters, climate controls or car radios. With low resolution requirements, the LCD module can be controlled by a single driver module. For higher requirements, however, two or more driver modules are used, which are then operated in a so-called master-slave interconnection. While in display units with only one driver module a single supply voltage is sufficient and the driver module itself generates all necessary for the operation of the display unit voltages, the use of two or more driver modules increased demand on the control. In particular, the driver modules must provide the same contrast voltages for driving the LCD module, since even the smallest voltage differences lead to visible contrast differences in the representation. The generation of the contrast voltages takes place with commercially available drivers in the driver module itself.
  • the stabilized voltage thus generated is finally supplied to a contrast voltage generating means which generates the contrast voltages of which usually five to seven are required.
  • the generated contrast voltages are then supplied to the driver modules. This ensures that all driver modules are supplied with the same contrast voltage. In this way, a stable display with uniform contrast on the entire display surface is achieved.
  • the object of the invention is therefore to further develop a generic display unit such that when using commercial driver modules of the effort for generating the same contrast voltage for all driver modules is reduced and the display unit, especially in a temperature range, as it occurs when used in a motor vehicle, works reliably.
  • the voltage regulating device is thus designed, in particular, for regulating temperature influences, but no additional components are required for this purpose, but the voltage regulation, which is present in any case in the driver module, being utilized in consideration of temperature influences.
  • the regulation of temperature influences results in a constant, temperature-independent display, in particular for display units which are operated over a relatively large temperature range, such as in motor vehicles.
  • the driver modules are designed as integrated circuits.
  • cost-effective, commercially available driver modules can be used, so that the costs are kept low.
  • the unstabilized input voltage of the voltage regulator is generated by an unregulated charge pump from an output voltage of a power supply.
  • a conventional, commercial power supply can be used, for example, provides voltages of 5 volts, 8 volts and 12 volts unregulated.
  • the charge pump the power supply output voltage is increased from 8 volts to 16 volts.
  • the costs are kept low.
  • the first and second driver modules may be realized as separate components or embodied as a component.
  • the single FIGURE shows a block diagram of a display unit according to the invention.
  • the display unit has an LCD module (display) 1, which is controlled by a first driver module (master driver) 2 and a second driver module (slave driver) 3.
  • the driver modules 2, 3 are commercially available components, for example of the type "S1D15714" from Seiko Epson Corporation.
  • the commercially available driver modules 2, 3 each have, inter alia, a complete contrast voltage generation device. However, this is not used to generate the contrast voltages, as with separate contrast voltage generation in the driver modules 2, 3 undesirable contrast differences would occur. Contrast voltage generation therefore takes place outside the driver modules 2, 3 in a contrast voltage generator 4.
  • the contrast voltage generator 4 requires a stabilized, temperature controlled input voltage which is generated as described below.
  • One of a power supply 5 made available unregulated output voltage of, for example, 8 volts is increased in a charge pump 6 to the maximum necessary contrast voltage, for example, 16 volts.
  • the unregulated output voltage generated by the charge pump 6 is supplied to the first driver module 2 and adjusted in the driver module 2 to the respective LCD module and stabilized. Subsequently, also in the driver module 2, the adaptation of the voltage thus generated to a temperature characteristic. The voltage stabilization and adaptation to the temperature characteristic thus takes place within the commercially available driver module, these elements thus being shared. Subsequently, however, the stabilized voltage thus generated is not supplied to a contrast voltage generating means provided in the commercially available driver module, but to the external contrast voltage generating means 4.
  • the required contrast voltages are generated in accordance with the division ratios given by the manufacturer of the LCD module. Usually, five to seven contrast voltages are required.
  • the contrast voltages generated by the contrast voltage generating device 4 are finally supplied to the two driver modules 2, 3. Furthermore, the driver modules 2, 3 receive drive signals from a microcontroller 7.
  • both driver modules 2, 3 are supplied with the same contrast voltages, so that no undesirable contrast differences occur.
  • the external circuit complexity can be significantly reduced compared to known solutions.
  • the invention has been explained with reference to a display unit with two driver modules 2, 3, however, the use of more than two driver modules is easily possible, since only the contrast voltages generated by the contrast voltage generator 4 must then be supplied to all driver modules.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anzeigeinheit mit einem LCD-Modul, das von einem ersten und einem zweiten Treibermodul angesteuert wird, wobei in dem ersten Treibermodul eine Spannungsregeleinrichtung zur Erzeugung einer stabilisierten Ausgangsspannung aus einer unstabilisierten Eingangsspannung vorhanden ist.
  • Anzeigeeinheiten mit einem passiven LCD-Modul sind weit verbreitet und kommen beispielsweise in Kraftfahrzeugen in Kombiinstrumenten, Klimasteuerungen oder Autoradios zum Einsatz. Bei nicht allzu hohen Anforderungen an die Auflösung kann das LCD-Modul von einem einzigen Treibermodul gesteuert werden. Bei höheren Anforderungen kommen jedoch zwei oder mehr Treibermodule zum Einsatz, die dann in einer so genannten Master-Slave-Verschaltung betrieben werden. Während bei Anzeigeeinheiten mit nur einem Treibermodul eine einzige Versorgungsspannung ausreicht und sich das Treibermodul alle für den Betrieb der Anzeigeeinheit notwendigen Spannungen selbst erzeugt, stellt der Einsatz von zwei und mehr Treibermodulen erhöhte Anforderung an die Ansteuerung. Insbesondere müssen die Treibermodule gleiche Kontrastspannungen zur Ansteuerung des LCD-Moduls zur Verfügung stellen, da bereits kleinste Spannungsdifferenzen zu sichtbaren Kontrastunterschieden in der Darstellung führen. Die Erzeugung der Kontrastspannungen erfolgt bei handelsüblichen Treibern in dem Treibermodul selbst. Bei Verwendung von zwei und mehr Treibermodulen ist die getrennte Erzeugung der Kontrastspannung aus den vorgenannten Gründen jedoch nicht befriedigend. Als eine nahe liegende Lösung bietet sich die Versorgung aller Treibermodule mit den in einem der Treibermodule, nämlich dem Master-Treiber, erzeugten Kontrastspannungen an. Allerdings sind kommerzielle Treibermodule hierfür nicht ausgelegt, so dass es bei extremen Temperaturen, wie sie insbesondere bei Verwendung der Anzeigeeinheit in einem Kraftfahrzeug auftreten können, zu einem Zusammenbruch der Spannungen und damit zu einem Ausfall der Anzeige kommen kann. Aus diesem Grunde werden die Kontrastspannungen bei Kfz-Anwendungen vollständig außerhalb der Treibermodule erzeugt und dann diesen zugeführt. Hierzu wird eine von einem Netzteil zur Verfügung gestellte, ungeregelte Spannung mittels einer geregelten Ladungspumpe zunächst auf 16 Volt erhöht, wobei insbesondere auch eine Temperaturregelung erfolgt. Die so erzeugte stabilisierte Spannung wird schließlich einer Kontrastspannungserzeugungseinrichtung zugeführt, die die Kontrastspannungen, von denen üblicherweise fünf bis sieben benötigt werden, erzeugt. Die erzeugten Kontrastspannungen werden dann den Treibermodulen zugeführt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass alle Treibermodule mit derselben Kontrastspannung versorgt werden. Auf diese Weise wird eine stabile Anzeige mit gleichmäßigem Kontrast auf der gesamten Displayfläche erreicht.
  • Nachteilig ist hierbei jedoch, dass neben den kommerziell erhältlichen Treibermodulen mehrere weitere Komponenten für die Stabilisierung und Temperaturregelung zur Realisierung derselben Kontrastspannung für alle Treibermodule erforderlich sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Anzeigeeinheit derart weiterzuentwickeln, dass bei Verwendung kommerzieller Treibermodule der Aufwand zur Erzeugung derselben Kontrastspannung für alle Treibermodule verringert wird und die Anzeigeeinheit insbesondere auch in einem Temperaturbereich, wie er bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug auftritt, zuverlässig arbeitet.
  • Die Aufgabe wird durch eine Anzeigeeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Wie eingangs bereits erwähnt wurde, weisen kommerzielle Treibermodule eine komplette Kontrastspannungserzeugung auf, die aber im Master-Slave-Betrieb zumindest bei Temperaturen, wie sie in Kraftfahrzeugen auftreten können, nicht zuverlässig verwendet werden können. Es wurde nun jedoch erkannt, dass einzelne Komponenten dieser in den Treibermodulen vorhandenen Kontrastspannungserzeugungseinrichtung mit verwendet werden können, so dass die Kontrastspannungserzeugung nicht vollständig extern erfolgen muss. Wird dem ersten Treibermodul eine unstabilisierte Spannung zugeführt, so kann die im Treibermodul vorhandene Spannungsregeleinrichtung hieraus eine für die Kontrastspannungserzeugung geeignete stabilisierte Ausgangsspannung erzeugen. Diese stabilisierte Ausgangsspannung der Spannungsregeleinrichtung des ersten Treibermoduls wird dann einer außerhalb des ersten Treibermoduls vorliegenden Kontrastspannungserzeugungseinrichtung zugeführt. In der Kontrastspannungserzeugungseinrichtung werden dann die erforderlichen Kontrastspannungssignale erzeugt und gleichzeitig dem ersten und dem zweiten Treibermodul zugeführt. Mit der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit ist es daher nicht mehr erforderlich, die für die Kontrastspannungserzeugung erforderliche stabilisierte Spannung außerhalb der Treibermodule zu erzeugen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines vereinfachten Schaltungsaufbaus. Insbesondere eine externe Temperaturregelung erübrigt sich. Ein hierfür beispielsweise zusätzlich erforderlicher externer NTC, bei dem es sich um ein vergleichsweise teures Bauelement handelt, kann entfallen.
  • Die Spannungsregeleinrichtung ist somit insbesondere zur Ausregelung von Temperatureinflüssen ausgelegt, wobei hierfür jedoch keine zusätzlichen Bauelemente erforderlich sind, sondern die im Treibermodul ohnehin vorhandene Spannungsregelung unter Beachtung von Temperatureinflüssen genutzt wird. Die Ausregelung von Temperatureinflüssen ergibt insbesondere bei Anzeigeeinheiten, die über einen relativ großen Temperaturbereich, wie beispielsweise in Kraftfahrzeugen, betrieben werden, eine konstante, temperaturunabhängige Anzeige.
  • Vorzugsweise sind die Treibermodule als integrierte Schaltungen ausgeführt. Hierdurch können kostengünstige, kommerziell erhältliche Treibermodule eingesetzt werden, so dass die Kosten gering gehalten werden.
  • Vorzugsweise wird die unstabilisierte Eingangsspannung der Spannungsregeleinrichtung von einer ungeregelten Ladungspumpe aus einer Ausgangsspannung eines Netzteils erzeugt. Somit kann ein übliches, kommerzielles Netzteil eingesetzt werden, das beispielsweise Spannungen von 5 Volt, 8 Volt und 12 Volt ungeregelt zur Verfügung stellt. Durch Verwendung der Ladungspumpe wird beispielsweise die Netzteilausgangsspannung von 8 Volt auf 16 Volt erhöht. Durch die Verwendung einer ungeregelten Ladungspumpe werden die Kosten niedrig gehalten.
    Das erste und zweite Treibermodul können als separate Bauelemente verwirklicht oder als ein Bauelement ausgeführt sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit.
  • Die Anzeigeeinheit weist ein LCD-Modul (Display) 1 auf, das von einem ersten Treibermodul (Master-Treiber) 2 und einem zweiten Treibermodul (Slave-Treiber) 3 angesteuert wird. Bei den Treibermodulen 2, 3 handelt es sich um kommerziell erhältliche Bauelemente, beispielsweise des Typs "S1D15714" der Seiko Epson Corporation. Die kommerziell erhältlichen Treibermodule 2, 3 weisen unter anderem jeweils eine komplette Kontrastspannungserzeugungseinrichtung auf. Diese wird jedoch nicht zur Erzeugung der Kontrastspannungen genutzt, da bei getrennter Kontrastspannungserzeugung in den Treibermodulen 2, 3 unerwünschte Kontrastunterschiede auftreten würden. Die Kontrastspannungserzeugung erfolgt daher außerhalb der Treibermodule 2, 3 in einer Kontrastspannungserzeugungseinrichtung 4. Die Kontrastspannungserzeugungseinrichtung 4 benötigt eine stabilisierte, temperaturgeregelte Eingangsspannung, die wie nachfolgend beschrieben erzeugt wird.
  • Eine von einem Netzteil 5 zur Verfügung gestellte ungeregelte Ausgangsspannung von beispielsweise 8 Volt wird in einer Ladungspumpe 6 auf die maximal notwendige Kontrastspannung von beispielsweise 16 Volt erhöht. Die von der Ladungspumpe 6 erzeugte ungeregelte Ausgangsspannung wird dem ersten Treibermodul 2 zugeführt und im Treibermodul 2 auf das jeweilige LCD-Modul abgeglichen und stabilisiert. Nachfolgend erfolgt ebenfalls in dem Treibermodul 2 die Anpassung der so erzeugten Spannung an eine Temperaturkennlinie. Die Spannungsstabilisierung und die Anpassung an die Temperaturkennlinie erfolgt somit innerhalb des kommerziell erhältlichen Treibermoduls, wobei diese Elemente somit mitbenutzt werden. Anschließend wird die so erzeugte stabilisierte Spannung jedoch nicht einer im kommerziell erhältlichen Treibermodul vorhandenen Kontrastspannungserzeugungseinrichtung zugeführt, sondern der externen Kontrastspannungserzeugungseinrichtung 4. In der externen Kontrastspannungserzeugungseinrichtung 4 werden die erforderlichen Kontrastspannungen entsprechend den vom Hersteller des LCD-Moduls vorgegebenen Teilerverhältnissen erzeugt. Üblicherweise sind fünf bis sieben Kontrastspannungen erforderlich. Die von der Kontrastspannungserzeugungseinrichtung 4 erzeugten Kontrastspannungen werden schließlich den beiden Treibermodulen 2, 3 zugeführt. Des Weiteren erhalten die Treibermodule 2, 3 Ansteuersignale von einem Mikrocontroller 7.
  • Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beide Treibermodule 2, 3 mit denselben Kontrastspannungen versorgt werden, so dass keine unerwünschten Kontrastunterschiede auftreten. Durch Verwendung der in dem Treibermodul 2 ohnehin vorhandenen Spannungsstabilisierung kann der externe Schaltungsaufwand jedoch gegenüber bekannten Lösungen deutlich verringert werden.
  • Die Erfindung wurde anhand einer Anzeigeeinheit mit zwei Treibermodulen 2, 3 erläutert, jedoch ist die Verwendung von mehr als zwei Treibermodulen problemlos möglich, da lediglich die von der Kontrastspannungserzeugungseinrichtung 4 erzeugten Kontrastspannungen dann allen Treibermodulen zugeführt werden muss.

Claims (6)

  1. Anzeigeeinheit mit einem LCD-Modul (1), das von einem ersten und einem zweiten Treibermodul (2, 3) angesteuert wird, wobei in dem ersten Treibermodul (2) eine Spannungsregeleinrichtung zur Erzeugung einer stabilisierten Ausgangsspannung aus einer unstabilisierten Eingangsspannung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet , dass die stabilisierte Ausgangsspannung der Spannungsregeleinrichtung des ersten Treibermoduls (2) einer außerhalb des ersten Treibermoduls (2) vorliegenden Kontrastspannungserzeugungseinrichtung (2) zugeführt wird, in der Kontrastspannungserzeugungseinrichtung (4) mehrere Kontrastspannungssignale erzeugt werden und die Kontrastspannungssignale dem ersten und dem zweiten Treibermodul (2, 3) zugeführt werden.
  2. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsregeleinrichtung zur Anpassung der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von einer Temperatur ausgelegt ist.
  3. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die unstabilisierte Eingangsspannung der Spannungsregeleinrichtung von einer ungeregelten Ladungspumpe (6) aus einer Ausgangsspannung eines Netzteils (5) erzeugt wird.
  4. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Treibermodule (2, 3) als integrierte Schaltungen vorliegen.
  5. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das erste und zweite Treibermodul (2, 3) Bestandteil eines einzigen Bauelements sind.
  6. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Kraftfahrzeug.
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