JPS6311679B2 - - Google Patents

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JPS6311679B2
JPS6311679B2 JP54162162A JP16216279A JPS6311679B2 JP S6311679 B2 JPS6311679 B2 JP S6311679B2 JP 54162162 A JP54162162 A JP 54162162A JP 16216279 A JP16216279 A JP 16216279A JP S6311679 B2 JPS6311679 B2 JP S6311679B2
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Japan
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measurement
circuit
voltage
input terminal
control
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JP54162162A
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Marii Roorenteiusu Hodeimeekaasu Andoreasu
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS55105292A publication Critical patent/JPS55105292A/ja
Publication of JPS6311679B2 publication Critical patent/JPS6311679B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133382—Heating or cooling of liquid crystal cells other than for activation, e.g. circuits or arrangements for temperature control, stabilisation or uniform distribution over the cell

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶を有する表示装置に関するもので
ある。
この表示装置には、複数個の表示素子と、静電
容量で構成した計測素子とを有する表示スクリー
ンとを具え、この表示スクリーンは第１および第
２のカバープレート間に包囲された液晶を有し、
これらのカバープレートは、表示素子に電気的表
示用駆動電圧を供給し、かつ前記計測素子に電気
的計測用駆動電圧をそれぞれ供給するための複数
個の励起電極を有し、これら表示用および計測用
駆動電圧を発生するための励起回路と、少なくと
も電気的計測用信号のための計測入力端子を有
し、この計測入力端子を前記計測素子の励起電極
の１つに接続し、更に少なくとも電気制御信号用
の制御出力端子を有する制御回路とを具え、この
制御回路によつて、液晶の温度および電圧依存性
に起因する計測素子のインピーダンス変化に応答
して表示用駆動電圧および計測用駆動電圧の振幅
を液晶の閾電圧に相当する値に調整している。
この様な表示装置はデータ処理システムや計測
器等で英数字情報を表示するために頻繁に用いら
れている。表示すべきシンボルをドツトマトリツ
クス形態や７セグメントパターンによつて表示す
ることができる。上述の両者の場合、通常励起を
マトリツクス制御回路によつて行ない、個々の表
示素子を時分割多重化方式で動作させている。
コントラスト−電圧曲線から明かな如く、達成
し得る所謂“多重化（マルチプレツク）係数
（multiplex factor）”は満足できるコントラスト
を達成するために必要なVpoとVpff電圧間の差に
依存するため、特別な手段を講じなければ、この
ような制御の下ではこのマルチプレツクス係数は
極めて低いまま、普通２または３に限定されてし
まう。
閾電圧は常に高い温度依存性を有する事実があ
るが、大きな多重化係数は十分に急峻なコントラ
スト−電圧曲線によつて得られている。所望の温
度範囲においては、この温度範囲内で起る最大の
Vpo電圧と最小のVpff電圧との間の差は得られる
多重化係数を決定してしまう。上述の表示装置で
は、この欠点を、励起信号の振幅をVpoおよび
Vpffの瞬時値に適合させることによつて相当程度
除去している。
また、この表示装置を時分割多重化方式で動作
させない場合では、例えば腕時計の様に電源電圧
が極めて低い時、または例えば車輛内での表示装
置の様な使用温度範囲が極めて広い時、温度変動
は大きな障害となる。前述の形式の表示装置は刊
行物“マルチプレツクス型液晶表示用の新規な温
度補償”（Electronic Letters、6th July、1978、
volume14、ページ430〜431、特に第３図）より
既知である。
この刊行物には次の様な表示装置が記載されて
いる。即ち、計測用素子CLCを表示スクリーン内
に内蔵し、この素子をインピーダンスＺと直列に
制御回路内に設ける。この素子間の交流電圧を、
励起信号の振幅を調整するための制御電圧として
用いることができる。その理由は、液晶の素子の
静電容量−電圧曲線がコントラスト−電圧曲線と
共にアナログ的に変化すると共に、温度変化に応
じて電圧軸の方向に同一態様において移動するか
らである。
初めから適当な温度補償を確立することは可能
であるが、このシステムにおいて、各々の表示ス
クリーンに対して個々の調整を必要とすることが
わかつた。計測素子CLCの静電容量は特に液晶特
性および表示スクリーンの機械的構造における製
造上の誤差に影響されるものである。特に、第１
および第２カバープレート間の平均距離が重要な
役割を果す。
更に、所定の温度および電圧における静電容量
もまたエージングのために変化するので、表示装
置の寿命中、頻繁に再調整を行う必要がある。
本発明の目的は、時間的変動や同一形式の表示
装置間の差を補正するための調整を全く必要とし
ない表示装置を提供することである。
本発明表示装置は、表示素子、および静電容量
で構成した計測素子を有する表示スクリーンを具
え、この表示スクリーンは、それぞれに複数個の
励起電極を有する第１および第２カバープレート
間に包囲された液晶を有し、この励起電極によつ
て電気的表示用の駆動電圧を表示素子に供給しか
つ電気計測用の駆動電圧を前記計測素子に供給
し；更にこれら表示用および計測用駆動電圧を発
生する励起回路と；制御回路とを具え、この制御
回路は電気計測用信号のための少なくとも１個の
計測用入力端子と制御信号のための少なくとも１
個の制御出力端子とを有し、この計測用入力端子
を前記計測素子の励起電極の１つに結合し、この
制御回路によつて、液晶の温度および電圧依存性
に起因した前記計測素子のインピーダンス変化に
応答して、表示用駆動電圧および計測用駆動電圧
の振幅を液晶の閾電圧に相応する値に調整するよ
うにする表示装置において、前記表示スクリーン
が更に、前記計測素子とは大きさの相違する静電
容量で構成した補助計測素子を具え、前記補助計
測素子を前記計測素子と直列接続し、この直列接
続回路の両端を計測用駆動電圧を供給する前記励
起回路に結合すると共に前記計測素子および前記
補助計測素子の共通接続点を前記制御回路の計測
入力端子に結合したことを特徴とするものであ
る。
本発明による表示装置では、計測素子および補
助計測素子の静電容量の割合は、液晶の特性また
は表示スクリーンの機械的構造における誤差によ
つて影響を受けることがない。これらの影響のパ
ーセンテージが両方のコンデンサに対して同じで
あるから、これらの誤差は、計測素子および補助
計測素子の接続部における電圧および計測用駆動
電圧の割合に何ら影響を与えない。この利点はま
た表示スクリーンのエージングが原因となる変動
に対してもそのまま成立つ。その理由は、第１お
よび第２カバープレート間の距離が徐々に変化す
るからである。
計測素子および補助計測素子の寸法は互いに相
違するので、これらの素子間の電圧は直列接続に
おいては等しくならない。これら素子は両方と
も、誘電体として液晶の一部分を有するコンデン
サであるから、これらコンデンサの並列抵抗およ
び静電容量は極めて高い温度依存性を有し、これ
の主要部分はコンデンサによるものである。その
理由は、液晶の所望の寿命の観点よりこれの励起
を交流電圧によつて行なつているからである。
これらの素子に加わる電圧は互いに相違するた
めに、計測素子および補助計測素子を静電容量−
電圧曲線の異つた動作点へ調整する。これに関連
する温度は同一である。この結果、一定の計測用
駆動電圧の下では、静電容量は温度変化に応じて
異つた範囲まで変化するので、接続点の電圧と計
測用駆動電圧との割合が変化するようになる。
計測用駆動電圧を変化させることによつて、そ
の後に元の割合を再び得ることができる。この制
御は、接続点における電圧を既知の負帰還制御系
に用いることによつて行なわれる。
この方法において、液晶の設定に関連する温度
変動の影響を、広い温度範囲に亘つて制御回路の
十分に大きなループゲインによつて無視し得る程
度に少なくすることができる利点がある。
また、本発明による表示装置は、前記制御回路
が、該制御回路の第１および第２計測用入力端子
を構成する第１および第２信号入力端子を有する
差動増幅器と、第１および第２ブリツジインピー
ダンスを有する直列回路とを具え、この直列回路
の両端を前記計測素子および補助計測素子の直列
回路の両端に接続してブリツジ回路を構成し、前
記計測素子および補助計測素子の共通接続点を前
記第１計測用入力端子に結合すると共に、前記第
１および第２ブリツジインピーダンスの共通接続
点を前記第２計測用入力端子に結合したことを特
徴とするものである。
この制御増幅器によつて計測素子と補助計測素
子との接続部の電圧を２個のブリツジインピーダ
ンスの接続部の電圧と比較する。そこでこの後者
の電圧は基準電圧として作用する。製造上の誤差
は計測素子および補助計測素子の静電容量の割合
において重要な役割を果すことがないために、同
一製造シリーズにおける総ての表示装置に対して
精密なインピーダンスを使用することによつて、
この基準電圧の計測用駆動電圧に対する割合を等
しく選ぶことができる。
このインピーダンスとして抵抗を使用すること
ができ、例えば集積回路に集積した固定タツプ式
の抵抗とすることができる。
また、本発明による表示装置は、前記制御回路
が、該制御回路の第１および第２計測用入力端子
を構成する第１および第２信号入力端子を有する
差動増幅器を具え、更に、前記励起回路が、前記
計測用駆動電圧を発生する第１および第２電圧源
の直列接続回路を具え、前記計測素子および補助
計測素子の共通接続点を前記第１計測入力端子に
結合すると共に、前記第１および第２電圧源の共
通接続点を前記第２計測入力端子に結合したこと
を特徴とするものである。
この実施例では、２つの電圧源の接続部が制御
回路の基準点として作用する以外、他の部分の動
作は、前述の実施例のものと同じである。
一般に、計測素子および補助計測素子の電極
と、所要の電気接続部分と表示素子の電極とを一
緒にプリント回路基板の形態で第１および第２カ
バープレート板上に設ける。従つて、製造行程に
おける図面や写真やプリントマスクの誤差のため
に、静電容量の割合は２個の固定の基本素子の割
合に完全に一致するものではなく、精密な素子を
使用した場合、後者の割合は極めて正確に知るこ
とができるものである。この誤差による影響を無
視し得る程度に小さくするために、本発明による
表示装置では、計測素子および補助計測素子を幾
つかの全く同一の基本素子から形成する。
製造準備段階において、これら基本素子の内、
唯一枚を製図する必要があるが、他の素子は既知
の複製技術によつて得ることができる。製図の誤
差が生じる場合には、この誤差は総ての基本素子
に対して全く同一となるので、この誤差による影
響がブリツジ回路の調整に波及することがない。
この最後の実施例の場合、２個の静電容量は常
に、整数との関連性を有する。しかし、この割合
は広い範囲に亘つて自由に選択できるので、この
ことは本質的な限定とはならない。例えば、この
割合を1.5に選択した場合、２個の計測素子の最
小のものを例えば４個の基本素子の並列配置から
構成し、最大のものを６個の基本素子の並列配置
から構成する。
大きな表示スクリーン、例えば特に計測器用の
細長い表示スクリーンでは、液晶層の厚さが組立
て時の誤差のために少しだけ変化し、これによつ
て静電容量の割合に悪影響を与える。この悪影響
を除去するために、本発明による表示装置は基本
素子を表示スクリーン全体に亘つて均等に分布さ
せている。
一般に、計測用の励起信号を含む所望の励起信
号を１個の共通電源ユニツトによつて電力供給が
行われた電気回路により発生させる。励起回路が
次のタイプのものである場合、極めて簡単である
という特徴が得られる。即ち、励起回路により発
生させた駆動電圧の振幅がこの励起回路に供給し
た電圧に主として比例し、この回路の電源入力端
子を制御信号用の制御入力端子を有する電源ユニ
ツトの電源出力端子に接続し、この制御入力端子
を制御回路の制御出力端子に接続した励起回路の
場合である。
外部の制御信号による電源ユニツトの出力電圧
の調整を既知の方法によつて行なう。この方法と
して、例えば、差動増幅器の出力信号を整流した
後に電源ユニツトに供給するものがある。
以下図面を参照し乍ら本発明を詳細に説明す
る。
第１図は、メーヤーホーフア著モル・クリス
ト・リツクイド クリスタル（Meyerhofer、
Mol.Cryst.Liq.Crystal）1976年第34巻から得た
適当な形状のねじれ型ネマチツク液晶に関する、
異つた温度T1およびT2に対する容量−電圧曲線
を表わす。しかし、本発明はこのタイプの液晶に
限られるものではなく、他のタイプのものでも良
い。例えば、十分に大きな電界を印加することに
よる分子配列の変化のために、液晶の誘電率に変
化が起り、従つてこれと同時に計測用素子並びに
表示用素子の静電容量が変化するような他のタイ
プのものも本発明に包含される。また、このこと
は所謂“実効値（root−mean−square）”タイプ
でない液晶についても言え、これに関して駆動電
圧の振幅を、素子に印加される実効値の代りに図
のＸ軸に沿つた電圧としなければならない。
極めて低い電圧の下で発生する初期値C0に対
する素子の相対静電容量Ｃを垂直軸上にプロツト
する。
この相対静電容量Ｃは、閾（スレツシユホール
ド）値Vthに達するまでは殆んど変らない。即ち、
この値Vthに於いて、この値はコントラスト−電
圧曲線に於ける瞬時を表わし、この時に分子配列
に変化が見られるようになる。曲線１は温度T1
のものを表わし、曲線２はそれより高い温度T2
のものを表わし、本例ではそれぞれ約2.3Vおよ
び1.8Vの閾電圧を有している。液晶素子を表示
目的のために交流電圧Ｖ（実効値）で駆動し、こ
の駆動電圧Ｖは電圧VpffとVpoとの間で変化する。
一般に、このVpff電圧については、閾電圧Vthよ
り低いかまたは等しい値とするが、場合によつて
はコントラストに不所望な減少を与えずにVthよ
り少しだけ高いVpff電圧とすることが可能であ
る。しかし、説明を簡単にするため、以下に於い
てはVpff＝Vthとする。Vpo電圧（＞Vpff）は所望
のコントラストによつて決定される。第１図にお
いて、点１、１はVpff電圧を、点１、２はVpo電
圧をそれぞれ表わす。一般に、一つの明確な温度
Tiに対して、この方法でVpoの値を選定すれば十
分であり、更にVpo＝aVthとすることで十分であ
る。ここで定数ａは次式の様になる。
ａ＝Vpo,i／Vth,i 電圧Vpffまたはこれより低い電圧が素子に印加
されると、分子は休止状態となる。しかし、この
ことは、交差型偏光子または非交差型偏光子のよ
うな光学的観察用補助手段、伝搬したまたは入射
した光による照明および選定した液晶のタイプに
依存して、関連する素子が暗い背景に対して光の
セグメントまたはドツト表示として観察者に観察
され、従つて、可視的に“ON”状態である印象
を与えるようになる。そこで、このVpffおよび
Vpoとは分子の休止状態および動作状態を称呼
し、従つて表示素子の可視的“ON”および
“OFF”には相当するものでない。
２個の素子間の電圧の比率が、例えば１：1.5
の場合、グラフより明らかな様に、計測用素子の
静電容量は高い方の温度の不変電圧の下で
1.02CM,0から約1.18CM,0まで増加するのに対して、
補助用素子の静電容量は未だ増大しない。NCM,0
は極めて低い電圧における計測用素子の静電容量
である。
しかし実際には、２つの素子間の電圧分布状態
は変化するものである。このように変化した電圧
分布によつて計測素子への電圧Vnは以下の程度
で減少せしめられる。即ち、静電容量CMを有す
る計測素子の動作点は曲線２の点２、１に位置す
るようになる。即ち、素子間の電圧は2.3Vの代
りに約1.8Vとなる。補助素子の電圧はこれより
1.5倍低く、従つて約1.53Vから約1.2Vまで減少
し、結局、計測駆動電圧を2.3＋1.53＝3.83Vから
1.8＋1.2＝3.0Vまでこの状態に達するように減少
させる必要がある。
第２図は表示スクリーン３、励起回路４および
制御回路５を有する本発明による表示装置の簡易
なブロツク線図である。
表示スクリーンの表示素子６の幾つかの部分
を、第１のカバープレート上の実線で表示した電
極形状で表示し、共通の対向電極７を第２のカバ
ープレート上に破線で表わす。頂部素子６から励
起回路４への接続部が示されており、この表示素
子の第１電極を励起回路４の出力端子８に接続す
る。第２電極即ち対向電極７を出力端子９に接続
する。
従来既知の方法によつて、駆動電圧Vpffまたは
Vpoを表示すべき情報に応じて出力端子８および
９間に発生させる。
表示スクリーン３は更に計測用素子１０および
共通の対向電極１６を有する補助計測用素子１１
を具え、この対向電極１６によつて素子１０およ
び１１の接続部を構成する。
これら２個の素子の第１電極を励起回路４のそ
れぞれの出力端子１４，１５に接続し、計測用駆
動電圧Vnをこれら出力端子間に発生させること
ができる。
接続部１６を制御回路の計測端子１７に接続
し、この制御回路によつてその制御出力端子２１
に励起回路４の電圧Vn、Vpffおよび／またはVpo
の同時制御用の制御電圧を発生させる。
制御回路５の入力部への計測用素子１０および
補助計測用素子１１の接続に関する２つの実施例
が第３図および第４図に図示されている。同一の
素子には同一の符号を付してある。
第３図は、初期静電容量CM,0を有する計測素子
１０が初期静電容量CH,0を有する補助計測素子１
１と直列に接続され、ブリツジ回路に包含されて
いる実施例を示す。このブリツジ回路は更に固定
のインピーダンス１２，１３例えば抵抗値R1お
よびR2を有する抵抗を具える。計測用駆動交流
電圧Vnを端子１４，１５を経てブリツジ回路に
供給する。
計測用素子１０および補助計測用素子１１の直
列接続回路のタツプ１６を差動増幅器１８の第１
入力端子１７に接続する。この差動増幅器１８の
第２入力端子１９をインピーダンス１２，１３の
直列接続回路のタツプ２０に接続する。差動増幅
器１８の出力端子２１は制御電圧用の出力端子を
構成する。
VR＝ｋ（V20−Vpff） ここでｋは定数であり、V20はインピーダンス
１２の端子電圧であり、Ｖは補助素子１０の端子
電圧である。
このブリツジ回路がバランスするのは次の条件
の時である。
CM／CH＝R2／R1 抵抗R1およびR2を次の様に選定すれば簡単な
系が得られる。即ち、 R2／R1＝CM,0／CH,0 である。図面に示す実施例においては、CH,0＞
CM,0であるが、これは必須要件ではない。CH,0＜
CM,0の場合、この回路は同様な態様で作動する
が、次の点が相違する。即ち、このブリツジのバ
ランスが静電容量の変化に応じて乱れた場合、ブ
リツジの出力交流電圧は反対の極性を有するよう
になることである。
また、次式が明らかである。
Vpff＝CH／CM＋CH・Vn Vpff＜Vthである限り、コンデンサはそれぞれ
静電容量CM,0およびCH,0を有し、その結果、この
ブリツジ回路はバランス状態となり、VR＝０と
なる。
Vnが、Vpffが丁度Vthを越えるような値まで増
大する場合、計測用素子１０の静電容量が第１図
に従つて増大するので、その結果CM＞CM,0とな
る。補助計測素子１１間の電圧が VH＝CM／CM＋CHVM＝CM／CHVpff に等しくなる。従つて、VHは未だVthより低い。
この結果、CH＝CH,0となる。このブリツジは現在
平衡状態から外れており、これにより増幅した後
で制御電圧VR≠０を発生する。この制御電圧に
よつて負帰還制御系において既知の方法により
Vnが増大することを強力に抑制するようになる。
このことによつて電圧Vpffを常にVthにほぼ等し
い値に安定化することができる。従つて、一般に
この値はまたほぼVpff電圧またはVpff電圧と等し
い値になる。温度T1においては、このことは計
測用素子の動作点が第１図の曲線１の点１、１に
相当する設定点が得られる結果となる。
温度T2まで増加する場合、このブリツジ回路
は再び不平衡となる。ブリツジの出力交流電圧の
増大によつてVnの超過分を計測用素子の設定点
が第１図の曲線２の点２、１にほぼ相当するまで
減少させる。この静電容量の割合は温度T1で設
定したものと等しくなる。計測用素子間の電圧は
曲線２と組み合わされた新たな閾（スレツシユホ
ールド）電圧Vthとほぼ同じものとなる。
Vnの場合と同様な方法で駆動電圧Vpoおよび
Vpffを制御することによつて、Vpffもまたこの新
たな温度における曲線２の点２、１にほぼ相当す
る一方、Vpoはこの曲線の点２、２に実質的に相
当する。
従つて、表示素子におけるコントラストは温度
に無関係な第１の近似式で表わされる。
そこで本例においてはVnの設定は次式を満足
する必要がある。
Vn＝CM＋CH／CH・VpffCM＋CH／CH・Vth また Vpo＝aVth Vpo、VpffおよびVnの総てを同一の制御系によ
つて発生させる場合、例えばこれら値の総ては、
制御された電源の供給電圧に対して固定の割合と
なる。総ての駆動電圧に対して１つの制御電圧で
充分である。例えば、このことはデイジタル回路
でこれらの信号を発生させた場合が該当する。
CMおよびCHを適当に選定する場合、表示装置
における他の駆動電圧にも好適である調整された
値Vnを得ることができる。例えば素子１０およ
び１１を並列に配置した複数個の基本素子から形
成する場合においても、必要十分な近似式が得ら
れる。
また、本発明では、電圧Vpff＝Vthにおいてこ
のブリツジが平衡状態である必要はない。
上述の実施例の代りに、このブリツジがVpff＝
VAで平衡する（ここでは例えばVH＞Vthである）
様にCH,0，CM,0，R1およびR2を選定することがで
きる。
今、このブリツジ回路はVnの総ての値に対し
て平衡していない状態であるので、その結果、
Vpff＜VAであるが、ブリツジの出力電圧の極性は
Vpff＞VAの時の電圧と反対となる。例えばVRを
位相依存型手段によつて整流する場合（この手段
自身は既知であり、例えばVnに関して同期検波
する手段）、整流した制御電圧は、例えばVpffが
VAを越えると直ちに、Vnが増大するにつれて負
の値から零を通つて正の値まで変化する。
また、このブリツジ回路がかなり高いVn電圧
で平衡状態になるように選定することもできる。
例えばVpffがVpoの値に近い値のとき安定化し、
制御回路の動作点を、静電容量−電圧曲線が十分
にはつきりした曲線を有する点にとり、決して曲
線の曲折した点またはその附近の点でないように
選ぶのが唯一の条件である。
電圧Vth附近の曲線部分より余り曲折していな
い曲線部分における動作点では差動増幅器１８の
利得は大きなものを必要とし、この増幅器の端子
１７および１９を相互に入れ換える必要がある
か、または同期検波の極性を例えば二次導関数が
他方の符号となるような曲線に対して反転する必
要がある。
上述した本発明の実施例において説明したこの
様な実際の変形例は本発明の技術的範囲内であ
る。
また、明らかな如く、計測および補助計測素子
は、励起回路へ供給された情報に応じて、可視的
にONまたはOFFにならなければならない素子の
様に振舞うことはできない。また実施例によつて
は、これら両方共、表示装置がスイツチオン状態
にある時間に可視的にONまたは、両方共常に可
視的にOFFとなる。
第１の例では、これら素子を例えば表示スクリ
ーンの周りのフレームによつて可視的に包囲する
ことができ、また、これらの素子の一方または両
方を常に可視的にONでなければならない。形
状、例えばフレーム、四角、タイプ表示または会
社の記章の表示に使用することができる。
第２の例は、特別な用途を必要としない。特に
大型の表示スクリーンでは、これら計測および補
助計測素子を画像表示素子間の任意の位置に設け
ることができる利点がある。
一般に、相互接続した電極３０，３１を一枚の
同一カバープレート上に設け、補助素子の電極３
２，３３を他のカバープレート上に設けると効果
的である。しかしこのことは必要条件ではない。
第４図は他の実施例であり、ここでは計測用駆
動信号Vnを２個の電圧源３４および３５を直列
接続した回路より発生している。これら電圧源の
電圧V1およびV2の割合を第３図のインピーダン
スR1およびR2の割合と等しく選定すると、この
電圧源の接続点３６の電圧は第２図の接続点１６
の電圧と等しくなる。他の総ての部分の動作は、
第３図の回路のものと全く同一となる。
例えば、 R2／R1＝CM／CH の場合に、このブリツジ回路はバランス状態とな
る。
予じめ選定した設定に対しては CM＝aCM,0 および Ch＝bCH,0 である。
この設定を第１図で示す様に決定するならば、
例えば次の関係式が成立する。
ａ＝1.02 ｂ＝1.00 そこで一般的に、選定した定数ｋ＝ａ／ｂに対し て R2／R1＝ｋCM,0／CH,0 である。
前述した様に、CM,0およびCH,0の割合は、計測
素子１０および補助計測素子１１の表面積の割合
によつてのみ決定でき、製造上の誤差や表示スク
リーンのエージングに影響されない。予備製造行
程において、これらの表面積を一度、十分な精度
で製図すれば、R1およびR2の割合がわかるので、
この結果、一般に固定インピーダンスを有する固
定抵抗を用いれば十分である。従つて、それぞれ
個々に製造したものを別個に調整したり、経年変
化にともなつて繰返し調整する必要がない。
また、CM,0／CH,0の割合を広範囲に亘つて自由に選 択することができる。前述の実施例においては、
Chの電圧は、この電圧がVthに対して十分に低い
ものである限り殆んど重要なものではない。
従つて、計測素子の表面積は、相互の割合が常
に整数値となるように選ぶことができる。この場
合、計測素子を、表面積ｅを有する相互に等しい
基本素子によつて形成することができる。
例えばこの割合を２に選んだ場合、一方の素子
を１個の基本素子によつて形成でき、他方の素子
を２個並列に配置した基本素子によることがで
き、またこの代りに例えばそれぞれの素子を２個
並列に配置した基本素子および４個並列に配置し
た基本素子によつて形成することもできる。
上の例の様に係数＝1.5では次式となる。即ち、 CM,0／CH,0＝2e／3eまたは4e／6e等である。
このことによつて、予備製造行程において設計
図面の誤差を除去できる可能性が得られる。カバ
ープレートをプリント基板で実施しているので、
製図者によつて新たに描れた図面よりはるかに正
確であり、基本素子の再現性のない製図図面およ
びそれ自身既知である複写装置による複製図を用
いれば十分である。
第５図は５個の基本素子の構造を示すものであ
り、これらの素子は２個と３個のグループに分け
られ並列に配置されている。基本素子４１，４３
および４５は導体１５によつて一方の側に並列に
配置され、素子４２および４４は導体１４によつ
て配置されている。他方のカバープレート上の共
通電極を破線４６によつて輪郭だけを表わすと共
に、導体１６に接続する。そこで第２図の様に、
基本素子４１，４３および４５で実施した追加の
補助素子１１を補助素子１０より大きくし、本例
では、特に、 CH,0＝1.5CM,0である。
これと組み合せて、 R2／R1＝1.02CM,0／CH,0＝1.02／1.5＝0.68 である。
この値は２個の精密抵抗を直列接続したものよ
り得ることができ、また、その長さの0.405番目
の部分にタツプを有する集積回路に相互に集積し
た抵抗によつても得られ、次式が成立する。
0.405／１−0.405＝0.68 また、抵抗R1およびR2の絶対値が製造したも
の総てに対して等しいものでない場合でも、製造
誤差はこの割合に影響を与えるものではない。
実線で示した電極を接続導体に対向して位置す
る擬似突出部５１〜５５によつて設けることがで
きる。これらの突出部によつて、表示スクリーン
の組立て中に発生する第１および第２カバープレ
ート間の僅かな相対的移動が基本素子の静電容量
に影響を与えないようにできるので、この結果、
この製造上の誤差は制御精度に影響を与えないよ
うになる。また、対向電極４６によつて十分に包
囲するので、僅かな横方向の移動の影響を零にで
きる。
また、第５図に示した様に素子を正確に整列さ
せる必要はないことは明らかである。これら素子
を表示スクリーン全体に亘つてランダムな方法で
分布させれば良い。従つて、表示スクリーンの厚
さを水平および／または垂直方向にいくらか変化
させる場合、両方の値CHおよびCMによつて、選
定した値の最良の近似式を得ることができる。
最後に、既知の２周波数制御手段によつて大き
な多重化係数を得ることもできるが、通常この方
法では高い駆動電圧を必要とする。本発明によれ
ば、上述した様に低い電圧でも十分であるし、同
じ電圧において更に大きな多重化係数を得ること
ができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、液晶の静電容量−電圧曲線、第２図
は本発明による表示装置のブロツクダイヤグラ
ム、第３図は本発明装置に用いるブリツジ回路の
簡略回路図、第４図は同じくブリツジ回路の他の
回路図、第５図は同じく計測素子および補助計測
素子の電極構造例を示す線図である。 ３…表示スクリーン、４…励起回路、５…制御
回路、７、…共通対向電極、１０…計測素子、１
１…補助計測素子、１２，１３…固定インピーダ
ンス、１４〜１６…導体、１８…差動増幅器、３
０〜３３…電極、４１〜４５…基本素子、５１〜
５４…擬似突出部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の表示素子、および電極により液晶を
    挟んだコンデンサ構造を有する静電容量で構成し
    た計測素子を有する表示スクリーンを具え、この
    表示スクリーンは、それぞれに複数個の励起電極
    を有する第１および第２カバープレート間に包囲
    された液晶を有し、この励起電極によつて電気的
    表示用の駆動電圧を表示素子に供給しかつ電気計
    測用の駆動電圧を前記計測素子に供給し；更にこ
    れら表示用および計測用駆動電圧を発生する励起
    回路と；制御回路とを具え、この制御回路は電気
    計測用信号のための少なくとも１個の計測用入力
    端子と制御信号のための少なくとも１個の制御出
    力端子とを有し、この計測用入力端子を前記計測
    素子の励起電極の１つに結合し、この制御回路に
    よつて、液晶の温度および電圧依存性に起因した
    前記計測素子のインピーダンス変化に応答して、
    表示用駆動電圧および計測用駆動電圧の振幅を液
    晶の閾電圧に相応する値に調整するようにする表
    示装置において、前記表示スクリーンが更に、前
    記計測素子とは大きさが相違しかつ電極により液
    晶を挟んだコンデンサ構造を有する静電容量で構
    成した補助計測素子を具え、前記補助計測素子を
    前記計測素子と電気的に直列接続し、この直列接
    続回路の両端を計測用駆動電圧を供給する前記励
    起回路に結合すると共に前記計測素子および前記
    補助計測素子の共通接続点を前記制御回路の計測
    入力端子に結合したことを特徴とする表示装置。 ２ 前記制御回路が、該制御回路の第１および第
    ２計測用入力端子を構成する第１および第２信号
    入力端子を有する差動増幅器と、第１および第２
    ブリツジインピーダンスを有する直列回路とを具
    え、この直列回路の両端を前記計測素子および前
    記補助計測素子の直列回路の両端に接続してブリ
    ツジ回路を構成し、前記計測素子および前記補助
    計測素子の共通接続点を前記第１計測用入力端子
    に結合すると共に、前記第１および第２ブリツジ
    インピーダンスの共通接続点を前記第２計測用入
    力端子に結合したことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項記載の表示装置。 ３ 前記第１および第２ブリツジインピーダンス
    を抵抗としたことを特徴とする特許請求の範囲第
    ２項記載の表示装置。 ４ 前記制御回路が、該制御回路の第１および第
    ２計測用入力端子を構成する第１および第２信号
    入力端子を有する差動増幅器を具え、更に、前記
    励起回路が、前記計測用駆動電圧を発生する第１
    および第２電圧源の直列接続回路を具え、前記計
    測素子および前記補助計測素子の共通接続点を前
    記第１計測入力端子に結合すると共に、前記第１
    および第２電圧源の共通接続点を前記第２計測入
    力端子に結合したことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項記載の表示装置。 ５ 前記計測素子および前記補助計測素子を複数
    個の全く同一の基本素子から形成したことを特徴
    とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１項
    記載の表示装置。 ６ 前記基本素子を前記表示スクリーン全体に亘
    つて均等に分布させたことを特徴とする特許請求
    の範囲第５項記載の表示装置。 ７ 励起回路によつて発生する駆動電圧の振幅が
    この励起回路に供給した電源電圧に実際上比例す
    る形式の励起回路で前記励起回路を構成し、この
    励起回路の電源入力端子を電気制御信号用の制御
    入力端子を有する制御可能電源の電源出力端子に
    接続し、この制御入力端子を前記制御出力端子に
    結合したことを特徴とする特許請求の範囲第１〜
    ６項のいずれか１項記載の表示装置。
JP16216279A 1978-12-15 1979-12-13 Display unit Granted JPS55105292A (en)

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