JP5036926B2

JP5036926B2 - 液晶ディスプレイセルの制御装置

Info

Publication number: JP5036926B2
Application number: JP09866299A
Authority: JP
Inventors: ヒューゴ・ジャエッジ
Original assignee: イーエム・ミクロエレクトロニク−マリン・エスアー
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2019-04-06
Also published as: JP2000066629A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶セルを制御するための装置に関し、より詳しくは、セグメント及び／または記号を表示するために使用される液晶ディスプレイセルを制御するための装置に関する。
本願明細書においては、このようなセルを“ＬＣＤ”（液晶ディスプレイ）と称する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなＬＣＤセルは多くの用途、特に小型電卓、腕時計及び計装機器の分野で広く用いられている。
従来のＬＣＤセルとして、仏国特許第２，７１２，１０９号に開示されたものがある。本願明細書添付図面の図１及び２は、上記仏国特許に開示されたＬＣＤセルの第１の基板１の前面及び第２の基板２の裏面をそれぞれ示した図である。
【０００３】
基板すなわちプレート１は、「ＯＮ」、「ＯＦＦ」及び「ＡＵＴＯ」のような記号を形成する第１の電極（具体的には参照符号１．１及び１．１ａ〜１．１ｃで指示された電極）と、数字ディスプレイが得られるよう「８」の字形にまとめられたセグメントを形成する第２の電極（具体的には参照符号１．２で指示された電極）とを有する。一例として、電極１．１ａは「ＯＦＦ」記号を形成し、電極１．１ｂと１．１ｃは８の字形の同じセグメントグループ中の２つのセグメントを形成している。
【０００４】
この後説明するように、基板すなわちプレート２は、プレート１の第１の電極に対向するように配置された第３の電極（具体的には参照符号２．１で指示された電極）、及びプレート１の第２の電極に対向するように配置することが可能な第４の電極（具体的には参照符号２．２で指示された電極）を有する。
【０００５】
プレート１と２は、これら２つのプレート１及び２と共に、液晶層４がその中に封入されるセルを形成するシーリングフレーム３によって互いに分離されている。
また、プレート１は、フレーム３の外側に配置された複数のコンタクトパッド（詳しくは参照符号１．３と１．５で示す部分）、さらには第１及び第２の電極に接続された導電路（具体的には参照符号１．４で示す部分）を有する。一例として、コンタクトパッド１．３は導電路１．４によって３つの電極１．１ａ〜１．１ｃと接続される。コンタクトパッドは電圧源と接続することができ、以下により詳細に説明するように、上記導電路、すなわち接続路は、プレート１と２の上記電極間に電圧を供給するように配置されている。
【０００６】
ＬＣＤセル１の液晶層４を活性化あるいは不活性化する仕方について簡単に思い出させる。
プレート１の第１（または第２の）の電極の１つと、プレート１の上記電極に対向して配置されたプレート２の電極との間に電圧を印加する。すると、その結果として、これらの２つの電極間に電界が形成され、この電界がこのような電極の間にある液晶によって形成されるコンポーネントに作用を及ぼして、その部分を通過する光の透過特性及び反射特性を変化させる。
通常、ＬＣＤセルについて、光が遮られて、その部分に対応する記号及び／またはセグメントが表示される場合にＬＣＤセルは活性化されると言い、光が反射されて、その部分の記号及び／またはセグメントが消える場合にＬＣＤセルは不活性化されると言う（正コントラストモード）。
【０００７】
一般に、図１及び２との関連で上に説明したようなＬＣＤセルは、ＬＣＤセルの活性化または不活性化を起こさせることが可能な制御電圧（または制御信号）を供給するよう構成された通常の制御装置あるいは駆動回路に接続される。
このような制御装置は、制御装置とＬＣＤセルとの間の配線数を少なくするという目的のために、一般に多重化された制御信号を供給する。
【０００８】
これらの制御信号の多重化を実現するためには、再度図１と２を参照すると、プレート１の各コンタクトパッドがこのプレートの第１及び第２の電極の中の３つに接続される。一例として、電極１．１ａ〜１．１ｃに接続されたコンタクトパッド１．３は、制御装置から順次３つの対応する信号を受け取ることができる。通常、電極１．１ａは多重化サイクルの第１の位相の間に制御装置から第１の信号（“１”または“０”）を受け取って、電極１．１ａによって形成される「ＯＦＦ」記号をそれぞれ表示するか、あるいは消す。同様に、電極１．１ｂは、多重化サイクルの第２の位相の間に第２の信号（“１”または“０”）を受け取って、電極１．１ｂによって形成されるセグメントをそれぞれ表示するか、あるいは消し、電極１．１ｃは、多重化サイクルの第３の位相の間に第３の信号（“１”または“０”）を受け取って、電極１．１ｃによって形成されるセグメントをそれぞれ表示するか、あるいは消す。
【０００９】
本願明細書添付図面の図３に記載の制御装置１０は、ＬＣＤセル１２の画素の活性化と不活性化を制御するよう構成されている。図示装置１０は、複数の接続線１８によって基板１６に接続されたいくつかの制御手段１４を有する。これらの接続線は、活性化される画素の制御の割当てを表すメモリ２０から取り出されたデータを手段１４に供給する。
【００１０】
ここで、このような制御装置が図１及び２との関連で説明したＬＣＤセルに接続され、ＬＣＤセルの活性化または不活性化を制御するために使用される場合を考える。例えば、始めに「ＯＮ」記号が表示されていて、「ＯＦＦ」記号の表示をコマンドで指示したいものと仮定する。
【００１１】
この場合、制御装置１０は、「ＯＦＦ」記号を表示するためのコマンドを実行するのに６多重化サイクルを要する。
まず、最初のサイクルは、「ＯＮ」記号の表示の状態を知るために、コンタクトパッド１．５に接続された３つの各電極の制御手段の状態（“０”または“１”）の読み取りに割り当てられる。第２のサイクルは、上記制御手段に記憶され、第１のサイクルの間に読み取られた状態を消去する動作に割り当てられる。第３のサイクルは、「ＯＮ」記号を形成する電極の制御手段に“０”状態を書き込んで、その記号の消去をコマンドで指示するために割り当てられる。第４のサイクルは、１．１ａ〜１．１ｃの各電極の制御手段の状態を読み取る動作に割り当てられる。ここで仮定したように最初に「ＯＦＦ」記号が表示されない場合では、第４のサイクルの後さらに第５及び第６のサイクルが続けられる。第５のサイクルは電極１．１ａの制御手段から“０”状態を消去することに割り当てられ、第６のサイクルはこの制御手段に“１”状態を書き込んで、「ＯＦＦ」記号の表示をコマンドで指示することに割り当てられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上に説明したような制御装置の１つの欠点は、メーカーが、所望のメッセージの表示を簡単かつ合理的に制御するようにして、ＬＣＤセルへのコマンドの割当てを適応させることができないということである。このことは、ＬＣＤセルが図１及び２との関連で説明したのと同じタイプもの、すなわち腕時計、計装機器や電子ゲームのような用途で周期的に表示したいセグメント及び／または記号を持ったＬＣＤセルであると、なおいっそマイナスの要因になる。
【００１３】
さらに、このような制御装置が半導体基板にモノリシック状に作り込まれている場合には、集積構造の製造に関連して、このような構造の複雑性、必要スペース及びコストといったような新たな制約条件や問題が生じる。
【００１４】
従って、本発明の一つの目的は、前述の従来の装置における困難や短所を解消し、ＬＣＤセル用制御装置、特に所定のＬＣＤセルの制御を合理的に行うことができる制御装置を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、占有表面積が最小となるようにして半導体基板に作り込むことが可能な制御装置を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、上記のようなＬＣＤ用制御装置で、半導体産業における従来の製造プロセスによって製造することが可能な制御装置を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、複雑性、必要スペース及びコストに関する従来の半導体技術における制約及び問題点を解消した制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記及びその他の目的を達成するためになされた本発明は、液晶ディスプレイセルの制御装置であって、制御装置により供給される制御信号に応答して、ディスプレイセルに複数の電極で形成されたセグメント及び／または記号により所定のメッセージを表示させる制御装置において：上記電極に上記制御信号を供給するための複数の制御手段と；列が上記制御手段に接続されており、行が上記制御信号及びアドレス信号を表すデータ信号を受け取るように接続された接続路のマトリクス網と；を具備し、さらに、上記マトリクス網の行と列との各交点に設けられ、上記セルの関数として所定の回路設計に従い導通状態または非導通状態に永久的に切り換えられて、上記所定のメッセージが得られるように周期的に表示しなければならない上記セグメント及び／または記号の同時表示を可能にするよう構成された複数のスイッチ手段を具備したことを特徴とする。
【００１６】
本発明の制御装置のスイッチ手段の１つの長所は、セグメント及び／または記号の同時表示を起こさせるよう異なる電極を制御することが可能な同じ信号を供給する経路が接続されるようにして、制御しようとするＬＣＤセルに応じて回路設計に従って切り換えることが可能であるということである。換言すると、本発明の制御装置は、制御しようとするＬＣＤセルに応じて構成され、同一データの重複を少なくするよう作用し、その装置の制御手段に供給されるアドレス及びデータ用に使用される記憶装置が比較的小さくて済む構成を有する。その結果、消費電力が小さくなる。
【００１７】
本発明の制御装置を具備した集積構造の一つの長所は、従来の製造プロセスのの実施過程で製造することができるコンポーネントで形成されるということである。
このような構造の１つの長所は、従来の中央処理装置と互換性のある信号を受け取り、供給することができるということである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
上記及びその他の本発明の目的、特徴及び長所については、もっぱら例示説明のためにのみ提示する以下の本発明の２つの実施形態についての詳細な説明を添付図面を参照しつつ読むことによってさらに明確に理解することができよう。
【００１９】
図４及び５に、本発明による制御装置の２つの実施形態が示されており、制御装置はいずれも参照符号２１によって指示されている。
制御装置２１は、もっぱら一例として、図１及び２との関連で説明したＬＣＤセルによって代表されるようなＬＣＤセルを制御するためのものである。従って、この制御装置２１で図１及び２との関連で説明したものと同じ構成要素は、図１及び２と同じ参照符号で指示されている。
【００２０】
図４に示す実施形態の制御装置２１について説明する。
図示の制御装置２１は、ＬＣＤセル１の複数のコンタクトパッド１．３、１．５に接続された複数の端子を有する。図４では、図を明瞭にするために、これらの端子はその中の２つだけが示されており、参照符号２２及び２３が付されている。
制御装置２１は、さらに複数の制御手段（具体的には参照符号３３ａ〜３３ｃで示されている）、複数の多重化手段（具体的には参照符号３５で示されている）及び接続路のマトリクス網（具体的には参照符号４５、４７、４９、５０、５２及び５４〜５６で示す）を有する。
上記制御手段は、対応する記号及び／またはセグメントの表示または消去を制御することが可能な信号をＬＣＤセル１の第１及び第２の電極へ供給するよう構成されている。
【００２１】
好ましくは、これらの各制御手段は周知のＤラッチ、すなわち供給される制御信号の“０”または“１”の論理状態を記憶することが可能な手段を用いて構成する。
各多重化手段は、接続端子の１つと制御手段の中の３つとの間に接続され、端子と制御手段の１つとの間を逐次電気的に接続するよう構成されている。
【００２２】
一例として、３つの位相を含む多重化サイクルの間に、端子２２に接続することができる制御手段３３ａ〜３３ｃは、多重化手段３５、接続端子２２、コンタクトパッド１．３及び導電路１．４を介して電極１．１ａ〜１．１ｃの制御信号をそれぞれ供給する。通常、電極１．１ａは多重化サイクルの第１の位相の間に手段３３ａによって制御され、電極１．１ｂは第２の位相の間に手段３３ｂによって制御され、電極１．１ｃは第３の位相の間に手段３３ｃによって制御される。
好ましくは、各多重化手段としては、それぞれ周知のマルチプレクサが使用される。
【００２３】
接続路のマトリクス網は、行（具体的には参照符号４５及び４７で示されている）及び列（具体的には参照符号４９及び５０で示されている）を有する。好ましくは、接続路は金属ストリップの蒸着によって形成される。
【００２４】
このマトリックス網の列は制御手段に接続される。例えば、列４９及び５０は制御手段３３ａに接続される。
このマトリクス網の行は、一方では多重化サイクルの３つの位相の中の１つの位相の間に制御手段が接続される電極にその制御手段によって供給される制御信号の状態を変更するための制御手段の選択されたアドレスを表し、他方ではそのような状態のデータを表す２値信号（“０”または“１”）を供給する中央処理装置（図示省略の）に接続される。電極の制御信号の“０”状態は、ＬＣＤセルの不活性化、すなわち上記のような電極によって形成される記号及び／またはセグメントの消去を表し、また“１”状態はそのような電極の活性化、すなわちこの記号及び／またはセグメントの表示を表すということは想起されよう。一例として、行４５は状態データを内容とする信号を供給し、行４７は選択されたアドレスを内容とする信号を供給する。
【００２５】
制御装置２１は、さらに、マトリクス網の行と列の間の各交点に設けられた複数のスイッチ手段５２を有する。
各スイッチ手段５２は、所定の回路設計に従って、導通の「ＯＮ」状態あるいは非導通の「ＯＦＦ」状態に永久的に切り換えることが可能なように構成されている。各スイッチ手段５２のＯＮあるいはＯＦＦ状態は、黒丸あるいは白丸の記号によってそれぞれ表されている。一例として、行４５と列５０との間のスイッチ手段５２は、それらの手段がＯＮ状態にあることを意味する黒丸によって表されている。言い換えると、行４５は列５０に接続され、制御手段３３ａは、行４５によって供給される信号中に含まれるデータを受け取る。また、例えば行４７と列４９との間のスイッチ手段５２は、それらの制御手段がＯＦＦ状態であることを意味する白丸によって表されている。換言すれば、行４５は列５０と接続されておらず、制御手段３３ａは、行４７によって供給される信号に含まれるアドレスを受け取らない。
【００２６】
好ましくは、各スイッチ手段５２は、マトリクス網の行と列の間の各交点にメタライゼーションを形成するか、あるいはそのようなメタライゼーションを形成しないことによって作り込まれる。
【００２７】
当業者ならば、制御装置の２１の制御手段、マトリクス網及びスイッチ手段は、従来の半導体プロダクト製造プロセスに従って半導体基板中にモノリシック状に形成することができるということは理解されよう。本願明細書においては、この種のプロセスは、このような製品の製造分野の知識を有する当業者にとって自明であると考える。従って、本願明細書においては、図４に示すような制御装置を製造するこの種のプロセスについては説明を省略する。
【００２８】
スイッチ手段５２の１つの長所は、異なる電極に同じ制御信号を供給してセグメント及び／または記号の同時表示を起こさせる経路が接続されるようにして、制御しようとするＬＣＤセル１に応じて回路設計に従い切り換えることができるということである。換言すれば、制御装置２１は、制御されるＬＣＤセルの関数として合理化され、同一データの重複を少なくするよう作用する構成を有する。
【００２９】
次に、本発明によ制御装置の第２の実施形態について図５を参照して説明する。図５には、ＬＣＤセル１の「ＯＦＦ」と「ＯＮ」記号の合理化されたコマンドを供給する本発明の装置が示されている。
図５で示す制御装置２１は図４で示すものとほぼ同じであることは理解されよう。従って、図１及び２との関連で説明したものと同じこの制御装置２１の構成要素は同じ参照符号で指示されている。
【００３０】
しかしながら、図５に示す上記マトリクス網の回路設計の構成は、上記の合理化されたコマンドを実現する目的の点で、図４に示す構成と異なっているということに留意すべきである。
従って、図５に示すように、行４７と列４９との交点に設けられたスイッチ手段５２は、行４７と列５４の交点に設けられたスイッチ手段と同様にＯＮ状態である。そのため、端子２２と接続することが可能な制御手段３３ａ及び端子２３と接続することが可能な制御手段３３ｃは上記処理装置２３から同じ選択されたアドレスを受け取ることができる。逆に、行４５と列５０の交点に設けられたスイッチ手段５２はＯＮ状態であり、他方行４５と列５５の交点に設けられたスイッチ手段はＯＦＦ状態にある。
【００３１】
次に、図５の制御装置の動作を、ＬＣＤセル１によって「ＯＦＦ」と「ＯＮ」記号を交互に表示しなければならず、最初は「ＯＮ」記号が表示されていると仮定して、「ＯＦＦ」記号の表示をコマンドで指示したい前述の場合で説明する。
【００３２】
第１の多重化サイクルの第１の位相の間に、手段３３ａは、「ＯＦＦ」記号の消去を指示する“０”信号を端子２２を介して供給し、その第３の位相の間には、手段３３ｃが「ＯＮ」記号の表示を指示する“１”信号を端子２３を介して供給し、上記処理装置が、「ＯＦＦ」記号の表示を指示することが可能な制御手段３３ａ及び「ＯＮ」記号の消去を指示することが可能な制御手段３３ｃに対応するよう選択されるアドレスを行４７を介して制御装置２１に供給する。このようなアドレス供給は、以下に説明するようにして、状態データにより上記制御手段のリプログラミングを許可するよう作用する。同時に、上記処理装置は、行５６を介して「ＯＮ」記号の消去を表す状態データ（すなわち“０”）を供給し、行４５を介して「ＯＦＦ」記号の表示を表す状態データ（すなわち“１”）を供給する。
【００３３】
このように、この制御手段のリプログラミングに続く多重化サイクルの第１の位相の間に、手段３３ａが端子２２を介して「ＯＦＦ」記号の表示を指示する“１”信号を供給し、このサイクルの第３の位相の間に制御手段３３ｃが端子２３を介して「ＯＮ」記号の消去を指示する“０”信号を供給する。
換言すれば、制御装置２１はＬＣＤセル１の「ＯＦＦ」記号の表示のコマンドを実現するのに２多重化サイクルしか必要とせず、これによって、前述の従来技術と比較して、この制御装置の制御が合理化されたものとなる。
【００３４】
当業者にとっては、上に詳細に説明した制御装置には、本発明の範囲を逸脱することなく種々の修正態様をなすことが可能なことは言うまでもない。一例として、制御しようとするＬＣＤセルの記号及び／またはセグメントと同じ数だけ接続端子を具備し、それらの各端子が単一の記号またはセグメントに接続されるようにして、ＬＣＤセルの無多重化制御を実現する制御装置を本発明の範囲内で実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＬＣＤセルの第１の基板の前面を示す平面図である。
【図２】従来のＬＣＤセルの第２の基板の裏面を示す図１同様の平面図である。
【図３】従来のＬＣＤセルに接続された制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図１及び２と関連して上に説明したＬＣＤセルに接続された本発明の制御装置の第１の実施形態を示す説明図である。
【図５】図１及び２と関連して上に説明したＬＣＤセルに接続された本発明の制御装置の第２の実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
２１マトリックス網、２２，２３端子、３３ａ〜３３ｃ制御手段、３５制御装置、４５、４７行、４９、５０列、５２スイッチ手段。

Claims

液晶ディスプレイセル（１）の制御装置（２１）であって、上記制御装置により供給される制御信号に応答して、上記液晶ディスプレイセルに、互いに接続されて電極群を形成する複数の電極（１．１ａ；１．１ｂ；１．１ｃ）により形成されたセグメント及び／または記号により所定のメッセージを表示させる制御装置（２１）において：
上記電極に上記制御信号を供給するための複数の制御手段（３３ａ；３３ｂ；３３ｃ）であって、上記電極群に対応した群を形成する複数の制御手段と；
列（４９；５０）が上記制御手段に接続されており、行（４５；４７）が上記制御信号を形成するためのアドレス信号とデータ信号を受け取るように接続された接続路のマトリクス網（４５；４７；４９；５０）と；
を具備し、
さらに、上記マトリクス網の行と列との各交点に設けられ、上記液晶ディスプレイセルの所定の回路設計に従い導通状態または非導通状態に永久的に切り換えられて、上記所定のメッセージを得るために、上記異なる群に属する制御手段を同時に選択することを可能にするように構成された複数のスイッチ手段（５２）を具備し、
上記制御手段（３３ａ；３３ｂ；３３ｃ）、上記マトリクス網（４５；４７；４９；５０）及び上記スイッチ手段（５２）が半導体基板でモノリシック状に形成され、
上記各スイッチ手段（５２）は、上記マトリクス網の行と列との各交点が導通状態になるようメタライゼーションを形成することにより、または非導通状態になるようメタライゼーションを形成しないことにより構成されることを特徴とする制御装置。
さらに、上記液晶ディスプレイセル（１）の少なくとも２つのセグメント及び／または画像が多重化サイクル中に順次制御されるように構成された多重化手段（３５）を上記電極群ごとに設けたことを特徴とする請求項１記載の制御装置（２１）。
上記制御手段（３３ａ；３３ｂ；３３ｃ）は、周知のＤラッチを用いて構成されることを特徴とする請求項１記載の制御装置（２１）。