NL8003930A

NL8003930A - Weergeefinrichting met een vloeibaar kristal.

Info

Publication number: NL8003930A
Application number: NL8003930A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1982-02-01
Also published as: JPS5748785A; JPH0579967B2; CH654945A5; DE3124431C2; DE3124431A1; US4342994A; GB2079509B; FR2486694A1; GB2079509A; FR2486694B1

Description

,................ ! i· i ( PHN 9770 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Weergeefinrichting met een vloeibaar kristal.

De uitvinding heeft betrekking op een weergeefin-richting met een vloeibaar kristal, welke weergeefinrichting een weergeefscherm met een aantal weergeefelementen met elk een eerste en een tweede electrode bevat, welke weergeefele-5 menten in ten minste twee groepen zijn verdeeld, waarbij de eerste electroden van een groep weergeefelementen met elkaar · zijn verbonden door één selectiegeleider per groep en de tweede electroden van overeenkomstige weergeefelementen van de verschillende groepen door steeds êên bekrachtigingsgeleider 10 met elkaar zijn verbonden, welke weergeefinrichting voorts een stuurschakeling met een aantal rijselectieschakelaars voor het in cyclische volgorde selecteren van de groepen weergeefelementen gedurende steeds êên rijselectietijd en met een aantal bekrachtigingsschakelaars voor het bekrachtigen 15 van de weergeefelementen van een geselecteerde groep, een eerste spanningsbron voor de rijselectieschakelaars en een tweede spanningsbron voor de bekrachtigingsschakelaars bevat.

Dergelijke weergeefinrichtingen worden toegepast 20 voor het weergeven van alphanumerieke tekens of andere figuren op een weergeefscherm. Dit weergeefscherm kan zowel een matrixvormig scherm zijn met een aantal, naar rijen en kolommen geplaatste, onderling gelijke weergeefelementen, alsook bijvoorbeeld een samenstel van een aantal karakter-25 eenheden elk bestaande uit een aantal weergeefsegmenten.

In het eerste geval corresponderen de rijen van het matrixscherm met eenzelfde aantal rijselectieschakelaars van de stuurschakeling en de kolommen met de bekrachtigingsschakelaars.

30 In het tweede geval kunnen de groepen van weergeef elementen worden gevormd, door bijvoorbeeld de weergeef-segmenten van steeds êên karaktereenheid, of door de corresponderende weergeefsegmenten van alle karaktereenheden.

8003930 PHN 9770 2 v* * ul r

Een weergeefinrichting van de genoemde soort is bekend uit het Duitse Offenlegungsschrift DE-OS 25 08 619.

Hierin is een weergeefinrichting met een stuurschakeling beschreven voor een tijdmultiplex-aansturing van de weergeef- 5 elementen, die worden bestuurd met spanningen V -V volgens x y

Fig. 2c waarbij onder "21" is aangegeven de spanning voor een weergeefelement in een geselecteerde groep van een weergeefelement dat in een "AAN"-toestand moet worden gebracht gedurende de tijd, dat de groep is geselecteerd.

10 Onder "22" is gedurende diezelfde tijd, V -V gegeven x y voor een weergeefelement uit dezelfde groep, dat in een "UIT"-toestand moet worden gebracht en onder "22f' en "24’ de spanningen V -V over corresponderende weergeefelementen x y van niet-geselecteerde groepen.

15 De getoonde spanningen V -V volgens fig. 2c, x y stemmen in hoofdzaak overeen met de spanningen νχ-ν^ van Fig. 2 van het aangehaalde octrooigeschrift.

Bij de hierin beschreven weergeefinrichting zijn voor het verkrijgen van νχ-ν^ ten minste drie van 20 elkaar verschillende spanningsniveaux vereist en voor elke, rij en kolom een aantal schakelaars benevens een logische uitcoderingsschakeling zoals bijvoorbeeld getoond in Fig. 5 van het aangehaalde octrooigeschrift. Hierdoor is het niet mogelijk gebruik te maken van goedkope 25 standaard geïntegreerde schakelingen zoals bekend voor weergeefinrichtingen met eenvoudiger vormen voor νχ-ν .

De uitvinding beoogt een weergeefinrichting te verschaffen met een sterk vereenvoudigde stuurschakeling voor het leveren van de spanningen νχ-ν^ volgens fig. 2c, 30 welke zowel doordat minder schakelelementen worden vereist, als doordat de resterende schakelelementen grotendeels in bestaande geïntegreerde schakelingen zijn gecombineerd, aanmerkelijk goedkoper is dan de weergeefinrichting volgens de aangehaalde stand der techniek, zonder dat op 35 enigerlei wijze een verlies in kwaliteit ontstaat.

Een weergeefinrichting van de in de aanhef bedoelde soort heeft volgens de uitvinding hiertoe tot kenmerk, dat een pool ; ' y 8003930 l' T » PHN 9770 3 .......van de eerste spanningsbron door middel van een hulp- voedingsbron voor een periodieke pulserende gelijkspanning is gekoppeld met een massaverbinding van de stuurschakeling, waarbij één periodeduur van de pulserende gelijkspanning 5 en een rijselectietijd zich verhouden als eenvoudige gehele getallen.

Hiermede wordt bereikt, dat het periodieke gedeelte van de rijspanningen, dat voor alle rijen gelijk is, centraal wordt opgewekt en opgeteld bij de selectiespanning 10 voor een geselecteerde rij. Dit voorkomt de ingewikkelde poortschakeling die bij de stuurschakeling volgens de stand der techniek per rij nodig is, terwijl nu bovendien alle se-lectieschakelaars in een gemeenschappelijke geïntegreerde schakeling kunnen worden ondergebracht, zoals bij de figuur-15 beschrijving meer in detail wordt toegelicht.

Dit geldt temeer, doordat de schakeling volgens de stand der techniek per rij een aantal nauwkeurig bekende weerstanden moet bevatten, zodat die schakeling niet volledig in een geïntegreerde schakeling kan worden opgenomen.

20 Gunstige uitvoeringsvormen van een weergeefinrichting volgens de uitvinding hebben tot kenmerk, dat ; of een rijselectietijd gelijk is aan ten minste één gehele t periodeduur van de pulserende gelijkspanning; j of, dat de duur van een halve periode van de pulserende 25 gelijkspanning gelijk is aan een of meer gehele rijselectie-tijden.

i

Eenzelfde voordeel kan nogmaals worden verkregen door eenzelfde maatregel ook voor de kolommen toe te passen.

, Een gunstige uitvoeringsvorm van een weergeefinrichting vol- : 30 gens de uitvinding heeft daartoe tot kenmerk, dat een pool ; van de tweede spanningsbron door middel van een verdere j hulpvoedingsbron voor een periodieke pulserende gelijkspanning is gekoppeld met de massaverbinding, waarbij de periode van de verdere hulpvoedingsbron gelijk is aan en-in tegen- j : 35 fase met de periode van de hulpvoedingsbron. j

Zowel de hulpvoedingsbron als de verdere hulpvoedingsbron kunnen op eenvoudige wijze worden verkregen met ;-behulp van een stroombron die periodiek wordt kortgesloten— 8 0 0 3 9 3 0--' PHN 9770 4 r if ..........met een schakelaar. __

De verdere beschrijving geschiedt aan de hand van de tekening. In de tekening toont:

Fig. 1 een schematische aanduiding van een klein 5 gedeelte van een weergeefscherm;

Fig. 2 een verkort tijddiagram van de benodigde bekrachtigingsspanningen;

Fig. 3 een vereenvoudigd bedradingsschema van een weergeefinrichting volgens de uitvinding, 10 Fig. 4 een vereenvoudigd blokschema van een voor- i beeld van een geïntegreerde schakeling voor toepassing in een stuurschakeling van een weergeefinrichting volgens de uitvinding ; !

Fig. 5 een bedradingsschema van de voedingsbronnen; 15 Fig. 6 een schakeling voor het opwekken van de voor de hulpvoedingsbronnen vereiste aansturing?

Fig. 7 een verkort tijddiagram van de benodigde bekrachtigingsspanningen voor een weergeefinrichting vol- j gens de uitvinding voorzien van een vloeibaar kristal met i 2o geheugenwerking?

Fig. 8 een verkort tijddiagram van de benodigde bekrachtigingsspanningen, voor eenzelfde stuurschakeling ! als die volgens de figuren 3, 4 en/of 5, met een gewijzigde : combinatie van kloksignalen? en j 25 Fig. 9 een vereenvoudigd tijddiagram van de klok- [ spanning voor een hulpvoedingsbron die enige malen per vol- |

ledige beeldcyclus schakelt. I

30 ! 35 i ~8 0 0 ^9^0__ ----j ΡΗΝ 9770 5 ♦ * V ** ______________ Fig. 1 toont een klein gedeelte van een matrixvor-, mig weergeefscherm met weergeefelementen 1, 2, 3, 4 gelegen op de kruispunten van selectiegeleiders 5, 6 met bekrachtigingsgeleiders 7, 8, overeenkomend met rijen 5 respectievelijk kolommen van het weergeefscherm en van de matrixvormige stuurschakeling. Het is echter evenzeer mogelijk/ dat bij voorbeeld de weergeefelementen 1, 3 segmenten zijn van een uit weergeefsegmenten opgebouwde karaktereenheid en 2,4 corresponderende segmenten van een 10 andere karaktereenheid. De keuze, dat rijen corresponderen met selectiegeleiders en kolommen met bekrachtigingsgelei-, ders is een willekeurige en voor het wezen van de uitvinding van geen belang.

Aan de rijen worden spanningen V toegevoerd, 15 aan de kolommen spanningen V^., zodat de verschilspanning over een weergeefelement wordt gegeven door νχ - V^.

In een specifieke toestand is de selectiegeleid'er 5 geselecteerd en 6 niet, terwijl de spanning V aan de bekrachtigingsgeleider 7 correspondeert met "AAN" en die 20 aan 8 met "UIT".

Fig. 2 toont de diverse spanningen gedurende één selectieperiode voor de weergeefelementen 1, 2, 3, 4 onder 21, 22, 23 respectievelijk 24.

Voor het geselecteerde weergeefelement 1, dat 25 "AAN" moet zijn wordt νχ - V = verkregen, doordat j gedurende de eerste helft van de selectietijd V = Va + V en V = 0 en gedurende de tweede helft van de selectietijd V = 0 en

X

| 30 » i I i i

i I

: j I 35 i ! « * I i j j i___ |

Lft-0-0 3-9 3 Θ__ i * * PHN 9770 6 = Vc + VD· Voor een vloeibaar kristal dient met het oog op de levensduur de gemiddelde gelijkspanning gelijk aan nul te zijn, waaruit volgt + VB Vc + VD·

Daar voor de sturing van een vloeibaar kristal al- g leen de effectieve waarde een rol speelt en niet het teken van de aangelegde spanning, wordt

Jy I = V + V = V + V I 11' A B C D

Op dezelfde wijze volgt voor het geselecteerde weergeefelement 2 dat "UIT" moet zijn 10 lviol= VA + VB - VQ = Vc en voor de niet geselec teerde elementen 3 en 4 respectievelijk

lV0l/= VB - VA - VC - VD

en Κθ/ = VA * VC = VD - VB .

15 hierin betekent steeds jvjde absolute waarde van een spanning.

Voor een volledig beeld opgebouwd met n selectie-geleiders zijn n selectietijden nodig. In de overige selec-20 tietijden krijgen de elementen 1, 2 de spanningen V^^ of VQ0 toegevoerd, afhankelijk van de vraag of weergeefelementen van andere rijen in dezelfde kolom "AAN" of "UIT" moeten zijn. In het eenvoudigste geval kiest men|vQQ|=|VQ1j= νβ, zodat de gemiddelde effectieve waarde van de spanning over 25 het weergeefelement onafhankelijk wordt van het aantal overige elementen uit dezelfde kolom dat "AAN" dan wel "UIT" moet zijn.

UitlV00l= VD - VB - VB v01** nu VD = 2VB en uit|v00|= VA - vc - VB volgt V& - νβ + Vc 30 en duslvul- VA + VB = 2Vb + Vc.

De gemiddelde effectieve waarde van de spanningen over een "AAN"-weergeefelement wordt nu gegeven door 35 ?Ln = + <» - 1> · ^01] en ale van een "UIT-weergeefelement door: ^ÜIT = n{^10 + (n " 1) * ^011 Het bereikbare contrast wordt gekarakteriseerd door 8003930 i° s' PHN 9770 7 t » c=ZLn = V11 -1· (n - 1) · Vp, (2Vb + Vc)2t(n-1).VB2

V10 + <a - 1> · *01 VC2 + (“-1> · VB

stelt men p = vq/vb dan wordt 5 „ (2+p)2 + n-1 _ p2 + 4p + n+3 u ™ 2 2 p + n-1 p + n-1

Het voor een bepaalde n maximaal bereikbare contrast wordt bepaald door C naar p te differentiëren en het differentie- quotient gelijk aan nul te stellen. Hieruit volgt voor 10 C , dat max p = J/n - 1.

Dit levert bij voorbeeld bij n=64 op: p= 7 en C =1,29, met welke waarde bij moderne vloeibare kristallen, waarbij de contrast versus spannings-15 kromme rond de drempelspanning een voldoend steil verloop heeft, nog een ruimschoots voldoende visueel contrast wordt bereikt.

De verschillende spanningen worden zodanig gekozen, dat de gemiddelde waarde van en ongeveer overeen- 20 komt met de spanning die behoort bij het steilste stuk van de contrastspanningskromme van het vloeibaar kristal.

Welktype weergeefscherm met vloeibaar kristal wordt toegepast, bij voorbeeld een van het getwist nematische type dan wel bij voorbeeld een vloeibaar kristal met dynamic 25 scattering is voor het doel van de uitvinding van geen belang.

Uit Fig. 2a is te zien, dat de spanning VB aan alle selectiegeleiders wordt toegevoerd gedurende de eerste helft van elke selectietijd, en uit Fig. 2b blijkt,ddat de spanning V_ aan alle bekrachtigingsgeleiders moet worden 30 ^ toegevoerd gedurende de tweede helft van elke selectietijd.

Voor zowel νβ als Vc kan dus een periodieke pulserende gelijkspanning worden toegepast.

Fig. 3 toont hoe de spanningsvoorziening voor een een weergeefscherm met behulp van/ eenvoudige stuurschakeling 35 kan worden verkregen. In de verschillende figuren zijn steeds voor corresponderende onderdelen dezelfde verwijzingsnummers gebruikt.

De rijgeleiders 5, 6 zijn verbonden met selectie- 8003930 PHN 9770 8 schakelaars 25 respectievelijk 26, in dit voorbeeld met de kollektoren van schakeltransistoren waarvan de emitters onderling zijn verbonden met een retourgeleider 30. De kollektoren van de selectieschakelaars 25, 26 zijn voorts via kollek-5 tor-weerstanden 35 respectievelijk 36 gekoppeld met een voe-dingsgeleider 31. De geleiders 30, 31 zijn verbonden met overeenkomstige polen van een voedingsbron 32 voor de voedingsspanning V^.

De retourgeleider 30 is voorts verbonden met een 10 uiteinde van een serieschakeling van een spanningsbron 33 en een weerstand 34 voor het leveren van de voedingsspanning νβ, van welke serieschakeling het andere uiteinde is gekoppeld met een massageleider 39. Aan de serieschakeling 33, 34 is parallel verbonden een schakelaar 40, in dit voorbeeld 15 een schakel trans is tor met een ingang 41.

Indien de schakelaar 40 geopend is, in dit voorbeeld met ingang 41 "UIT" (C£ = "0"), bevindt de retourgeleider 30 zich op een spanningsniveau νβ ten opzichte van de massageleider 39, en de voedingsgeleider 31 opeen span-20 ningsniveau (VA + νβ) ten opzichte van de massageleider 39.

Indien tevens de selectieschakelaar 25 open is, zijn ingang 45 dus "UIT", dan bevindt de selectiegeleider zich eveneens op het spanningsniveau (VA + νβ), daar de stroom door de aan de selectiegeleider 5 aangesloten vloei-25 baar kristal weergeefelementen verwaarloosd kan worden.

Met behulp van een niet getekende poortschakeling wordt de ingang 41 periodiek "AAN" gemaakt, = "1", steeds gedurende de tweede helft van elke selectietijd. De ingangen 45 en overeenkomstige worden "AAN" gemaakt gedurende de 30 tweede helft van die selectietijd gedurende welke de corresponderende selectiegeleider geselecteerd is, en gedurende de eerste helft van alle overige selectietijden gedurende welke de corresponderende selectiegeleider niet geselecteerd.

Aan de selectiegeleiders worden zo de spanningen 35 V verkregen zoals getoond in Fig. 2a, overeenkomstig de tabel voor V : ingang 41_ _ X "AAN" |~"UIT"

Ί ingang Γ'ΆΑΝ" ! V = 0 V

I « + ...................:.........

8003930 PHN 9770 9

De bekrachtigingsschakeling voor de kolommen is geheel overeenkomstig opgebouwd met bekrachtigingsschakelaars 27, 28, kollektorweerstanden 37, 38, een voedingsbron 42 voor een voedingsspanning VD, een serieschakeling 43, 44 voor een 5 voedingsspanning Vc en een schakelaar 50 met ingang 51, en werkt op geheel overeenkomstige wijze voor het tot stand komen van spanningen V aan de bekrachtigingsgeleiders.

Hierbij is de ingang 51 van schakelaar 50 "AAN" gedurende de eerste helft van elke selectietijd en "UIT" ge-10 durende de tweede helft.

Indien, zoals in het gekozen voorbeeld, het weergeef element 1 "AAN" moet worden, wordt gedurende de selectietijd waarin de selectiegeleider 5 geselecteerd is, de be~ krachtigingsschakelaar 27 gesloten gedurende de eerste helft 15 van die selectietijd en geopend gedurende de tweede helft ervan, dat wil zeggen ingang 57 van schakelaar 27 "AAN" respectievelijk "UIT".

Het weergeefelement 2 wordt "UIT" door gedurende diezelfde selectietijd een ingang 58 van schakelaar 28 "UIT" 2o respectievelijk "AAN" te maken. Dit levert de volgens Fig.

2b gewenste spanningen V en daarmede de volgens Fig. 2c gewenste verschilspanningen (νχ - V }.

In de op de besproken selectietijd volgende selectietijd, worden de besturingen van de ingangen 57, 58 en 25 overeenkomstige ingangen, op in principe gelijke wijze gekozen afhankelijk van de vraag of de weergeefelementen 3, 4 enzovoorts "AAN" dan wel "UIT" dienen te worden.

Een mogelijke uitvoeringsvorm van de benodigde logische circuits voor de correcte sturing van de schakelaars, 30 wordt gegeven aan de hand van Fig. 4, waarin met een vereenvoudigd blokschema de opzet van een geïntegreerde schakeling is gegeven welke zowel voor de rijselectie als voor de kolom-bekrachtiging kan worden toegepast. De geïntegreerde schakeling is gevormd met een schuifregister 60 van bijvoorbeeld 35 32 bits met een dataingang 62 (Dl), een ingang 64 voor een schuifsignaal en een datauitgang 66 (DO). De bitelementen van het schuifregister 60 zijn via een multipele verbinding 68 gekoppeld met overeenkomstige geheugenelementen van een 8003930......................................................

PHN 9770 10 register 70 met een ingang 72 voor een laadsignaal (LD).

De uitgangen van de geheugenelementen van het register 70 zijn met een verdere multiplele verbinding 74 gekoppeld met overeenkomstige schakelaars in een schakelaargroep 80, welke 5 schakelaars overeenkomen met bij voorbeeld de rijselectie-schakelaars 25, 26, enzovoort uit Fig. 3, dan wel met be-krachtigingsschakelaars 27, 28, enzovoort.

De schakelaars uit de groep 80 zijn voorts gekoppeld met klokingangen 82, 84 voor twee kloksignalen, respec-10 tievelijk C1 en het daarmede inverse signaal Cjj, die worden opgewekt door een klokschakeling 90 met een ingang 92 voor een centraal kloksignaal CLK.

Bij toepassing voor de rijselectie is de werking van de schakeling als volgt.

15 De schuifingang 64 is verbonden met een hulpklok- signaal C£, dat evenals C^j in tegenfase is met het centrale kloksignaal CLK. Kort voor het begin van het weergeven van een volledig beeld wordt kort DI="1M· en op C£="T' ‘ ingeschreven in het eerste bitelement S van het schuifregister 60.

20 Aan het begin van de eerste selectietijd wordt de inhoud van het. schuifregister overgenomen in de korrespon-derende geheugenelementen Gj van het register 70. De inhoud van het schuifregister is dan SQ = "1", S.^ = "0", met i - 1, 2, ......31, de inhoud van het register 70 wordt dus GQ = "1", 25 G± = "0".

Voor de schakelaaringangen, zoals 45 in Fig. 3, SWj, met j =0, 1, 2, .......31 geldt, dat SWj = C1 . G.! . + CJj . Gj in Booleaanse notatie, 30 dat wil zeggen, dat de schakelaaringang "AAN" is als SWj = "1", hetgeen optreedt indien ofwel = "1" EN Gj = "1", danwei C,j = "1" EN Gj = ”1”.

Gedurende de eerste selectietijd t is GQ = "1" zodat de schakelaaringang SWQ = "1" gedurende de tweede helft 35 van de selectietijd tQ waarin CJJ = "1",en SWQ = "0" ("UIT") gedurende de eerste helft van tQ. Dit betekent conform fig.

2a, dat de eerste selectiegeleider is geselecteerd.

Voor de overige SWi geldt Gi = "0" en dus G!^ = "1".

8003930 V ν' Λ .

ΡΗΝ 9770 11 SWi=" 1" gedurende de eerste helft van t en "UIT" gedurende de tweede helft van t . De rijgeleiders i zijn dus geen van alle geselecteerd.

Het laden van het register 70 kan bij voorbeeld ge-5 beuren door aan de laadingang 72 het kloksignaal CLK toe te voeren.

Halverwege t wordt weer " 1", en de "1" van SQ schuift nu door naar . Aan het begin van de volgende se-lectietijd t^ is, daar nu DI="0"enSQ = "0", = "1" en alle 10 overige S.^ = "0". Aan het begin van t1 wordt deze stand over-genomen in het register Gj. Dit heeft dus tengevolge, dat gedurende t^ nu de volgende rij geselecteerd is en geen van de overige.

Dit spel wordt voortgezet totdat de laatste rij 15 van het volledige beeld geselecteerd is. Gedurende deze laatste selectietijd wordt weer even Dl ="1" waarna opnieuw een selectietijd t volgt.

Voor een weergeefinrichting met meer dan 32 groepen, c.g. een matrixweergeefinrichting met meer dan 32 rijen, 20 kunnen twee of meer van dit soort geïntegreerde schakelingen op op zichzelf bekende wijze in serie geschakeld worden door de datauitgang 66 van een schakeling te verbinden met de data-ingang 62 van een volgende, en voorts de klokingangen en laadingangen 64, 72, 92 te verbinden met de overeenkomstige 25 ingangen van de volgende schakeling of schakelingen.

Als geïntegreerde schakeling kan bij voorbeeld worden toegepast het type HLCD 0438 van Hughes.

Op vrijwel overeenkomstige wijze kan eenzelfde circuit worden toegepast voor de kolombekrachtiging.

30 Hierbij wordt gedurende een selectietijd het schuifregister 60 geladen met een combinatie van nullen en enen die overeenkomt met de, gedurende de eerstdaaraanvol-gende selectietijd gewenste, stand voor alle kolomplaatsen van de dan geselecteerde rij.

35 Voor k kolommen moet daarbij een klokfrequentie wor den toegepast voor het schuifsignaal aan ingang 64 die ten minste gelijk is aan k maal de frequentie van CLK.

Deze informatie die gedurende selectietijd t. „ 8003930 * '* w PHN 9770 12 wordt ingeschreven, wordt wederom aan het begin van t^ overgenomen in het register 70, hetwelk die stand verder gedurende t^ behoudt.

Is voor een bepaalde kolom g het geheugenelement 5 een "1" dan wordt de schakelaaringang SW^ op dezelfde wijze als boven "AAN" gedurende Cj, dus gedurende de tweede helft van de beschouwde selectietijd en "UIT" gedurende de eerste helft. Dit correspondeert met het tijddiagram

Pig. 2b voor de kolommen 22 en 24 daarvan, voor een weergeef- 10 element dat "UIT" moet zijn. Evenzo met G = "0" voor het ge- y val, dat het corresponderende weergeefelement q van rij i "AAN" moet zijn.

Het is evenzeer mogelijk om het schuifregister invers te laden, dus met een "0" voor een "UIT"-element en 15 een "1" voor "AAN" en daarbij de polariteit van C^ en te verwisselen, bij voorbeeld door het signaal toe te voeren aan de ingang 92 van de klokschakeling 90. Dit geeft voor de standen van de bekrachtigingsschakeling hetzelfde resultaat.

Indien meer dan 32 kolommen, c.g. eenheden per 20 groep, nodig zijn, dan kunnen wederom twee of meer geïntegreerde schakelingen voor de kolombekrachtiging worden toegepast. Daarbij is de keuze vrij om de twee of meer schuif-registers 60 tegelijkertijd te vullen met een schuifsignaal waarvan de frequentie ten minste 32 maal hoger is dan die 25 van CLK, of in serie met een k maal hogere frequentie,indien de twee of meer schuifregisters weer via uitgang(en) 66 en ingang(en) 62 in serie geschakeld zijn tot êên langer schuifregister.

Het zal duidelijk zijn, dat gedurende de laatste 30 selectietijd van een volledig beeld in dit schuifregister de informatie wordt geladen die nodig is gedurende de eerste selectietijd voor een volgend volledig beeld, t .

Pig. 5 toont hoe op eenvoudige en goedkope wijze de vier spanningsbronnen uit êên centrale voedingsbron kun-35 nen worden gevormd.

Een transistor 100 vormt met zijn emitterweerstand 102 een stroombronschakeling voor de serieschakeling van weerstanden 104, 106 naar de massageleider 39. De weerstand 8003930 » * ΡΗΝ 9770 13 106 kan worden kortgesloten met de bij Fig. 3 beschreven transistor 40. De constante basisspanning voor de transistor 100 wordt verzorgd door een zenderdiode 108 met belastings-weerstand 110. Bij de gekozen stroomsterkte van de stroom-5 bron 100, 102 van bij voorbeeld ca. 1,5 mA, worden de weerstanden 104, 106 zo gekozen en zo nodig afgeregeld, dat over de weerstand 104 de gewenste voedingsspanning aanwezig is en bij open schakelaar 40 over de weerstand 106 de spanning νβ. Wordt de schakelaar 40 gesloten, ingang 41 10 "AAN", dan wordt de spanning over de weerstand 106 nagenoeg gelijk aan nul.

Dit kan op zichzelf voor de voeding van de rij-selectie van fig. 3 reeds voldoende zijn. Daar een vloeibaar kristal tijdens het schakelen iets meer stroom verbruikt 15 en omdat bij het schakelen ook parasitaire condensatoren moeten worden omgeladen, zal vooral bij een groot aantal groepen het wenselijk blijken de inwendige weerstand van de voedingsbronnen te verlagen met het oog op de te bereiken schakelsnelheid van de weergeefelementen. Hiertoe is de 20 schakeling op op zichzelf bekende wijze uitgebreid met de emittervolgerschakelingen 112, 114 en 118, 120. Ter compensatie van de basis-emitter-stapspanningen van de transistors 112, 118, en vooral van het temperatuurverloop daarvan, zijn in serie met de weerstand 104 de compensatiedioden 119 25 opgenomen, zodat tussen de emitteruitgangen 30, 31 van de transistoren 112 respectievelijk 118 'wederom de spanning wordt gevonden. De zener diode 116 verzorgt een voldoende collectorspanning voor de transistor 112, ook als de schakelaar 40 gesloten is. Het geheel wordt gevoed uit êên, 30 niet getekende, centrale voedingsbron met aansluitingen 122, 124.

Voor de kolombekrachtiging is een overeenkomstige schakeling toegepast waarbij dezelfde verwijzingsnummers zijn toegepast onder toevoeging van een a; 100a, 102a enzo-35 voorts.

De som van de weerstandswaarden van de weerstanden 104a en 106a wordt zodanig gekozen, dat de nu gevormde Vc en VD voldoen aan Vc + VD _ + νβ en de weerstandswaarden 8003930 ........................

PHN 9770 14 104a en 106a worden zodanig gekozen, dat V en V de juiste onderlinge verhouding hebben, berekend zoals eerder aangegeven in afhankelijkheid van de benodigde multiplexgraad.

Indien ten gevolge van temperatuurvariaties in 5 de transistoren 100, 100a of de zenderdiode 108 variaties optreden, dan zullen de stromen van de stroombronnen 100, 102 en 100a, 102a in dezelfde zin en dezelfde mate veranderen, zodat de vier voedingsspanningen nauwkeurig dezelfde onderlinge verhoudingen behouden.

10 Met name is van belang, dat de voorwaarde Vc + νβ = VA + νβ over een wijd temperatuurbereik vervuld blijft, daar hiermede tevens verzekerd is, dat de gemiddelde gelijkspanning over het vloeibaar kristal nul is. Dit is van belang voor een goede levensduur van vloeibare kristallen.

15 Uiteraard is de weerstand 106a overbrugd door een schakelaar 50 met schakelingang 51 conform fig. 3.

Fig. 6 toont hoe de kloksignalen en C2 met behulp van twee inverteerschakeling 130 respectievelijk 132 uit het centrale kloksignaal CLK kunnen worden afgeleid.

20 In de plaats van een afzonderlijke inverteerscha keling 132 kan ook de schakelaar 40 worden gebruikt, door de ingang 51 van de schakelaar 50 te koppelen met de retour-geleider 30 van de figuren 3 en 5.

Tenslotte illustreert Fig. 7 voor een vloeibaar 25 kristal met geheugenwerking, de situatie waarbij alleen voor de rijbekrachtiging gebruik wordt gemaakt van een hulp-voedingsbron voor een periodieke pulserende gelijkspanning.

De opzet van de delen Fig. 7a, b en c komt geheel overeen met die van Fig. 2a, b en c, alleen is nu Vc=0.

30 Op identieke wijze wordt V gelijk aan V, of V_ of VA + νβ, en VD wordt op dezelfde tijdstippen als in Fig.

2 toegevoerd voor V.

Wederom is VA + νβ - Vc + VD en met Vc = 0 dus

V + V = V

35 A B D

Het ligt daarbij voor de hand om Vn = V te kiezen.

A Jd

Voor een weergeefelement in een geselecteerde rij dat "AAN" moet worden wordt nu 8003930 ΡΗΝ 9770 15 *. * J.

νχ - Vy = VA + νβ = νβ = 2va, zie kolom 21 van

Fig. 7.

Voor een element in een geselcteerde rij, dat "UIT" moet blijven wordt V - V = 0 (kolom 22). Voor elementen uit een x y c niet geselecteerde rij is altijd V - V = V .

λ y a

Het spanningsniveau wordt zodanig gekozen dat in overeenstemming met de specificaties van het toegepast type vloeibaar kristal een spanning 2VA ruim voldoende is voor het eenmaal inschrijven van een weergeefelement en een houd-10 spanning VA onvoldoende.

Voor de spanning V^ kan de geïntegreerde schakeling volgens Fig. 4 ongewijzigd worden toegepast; uit Fig. 3 vervallen de onderdelen 43, 44, 50; uit Fig. 5 vervallen 106a, 50, 112a en 114a, de weerstand 104a is nu direct met de 15 massageleider 39 verbonden. Van de twee compensatiedioden 119a vervalt er één door het wegvallen van de stapspanning van transistor 112a.

Daar het signaal C2 niet vereist is, dan de inverteer schakeling 132 van Fig. 6 voor deze toepassing eveneens 2q vervallen.

Afgezien van de keuze van de voedingsspanning VA = VB = %VD; vc = 0, is de werking van de stuurschakeling tijdens het inschrijven van een weergeefinrichting met een vloeibaar kristal met geheugenwerking, identiek aan de wer-25 king van de stuurschakeling voor het in tijdmultiplex bekrachtigen van een weergeefinrichting met een vloeibaar kristal van een type zonder geheugenwerking maar wel van de zogenaamde rms-klasse, dat wil zeggen dat de stand van een weergeefelement wordt bepaald door de gemiddelde effec-3(J tieve spanning over dat element.

De methode voor het wissen van een vloeibaar kristal met geheugenwerking is niet aangegeven. Het wissen kan

t I

op op zichzelf bekende wijze worden uitgevoerd en is voor de uitvindingsgedachte van geen belang.

. 35 Fig. 8 toont met een tijddiagram, hoe met gewij zigde tijdsignalen een andere besturing van de weergeefele-menten tot stand komt onder gebruikmaking van dezelfde scha-_kelingen volgens Fig. 4 en 5.

' -8 0 0 3 9 3 0------ PHN 9770 16

Hierbij is er van uitgegaan, dat aan de eis, dat de gemiddelde gelijkspanning over een vloeibaar kristalelement nul moet zijn, niet binnen iedere selectietijd voldaan hoeft te worden, maar dat het voldoende is als deze waarde nul 5 wordt bij middeling over een groter aantal selectietijden, zoals op zichzelf bekend is.

Fig. 8a geeft op drie achtereenvolgende regels de selectiespanningen V voor drie opeenvolgende rijen of groe- Λ pen van een weergeefinrichting, links gedurende een eerste 10 beeldcyclus BC2n, rechts gedurende een daaraanvolgende beeldcyclus BC2n+1. Onder een beeldcyclus wordt volstaan de tijd nodig voor een enkel volledig beeld. Voor een weer- geefinrichting met r rijen of groepen is deze tijd gelijk aan r achtereenvolgende selectietijden. Gedurende het eerste 15 interval wordt νχ = VA + Vg voor een geselecteerde rij, en ~ voor alle ongeselecteerde rijen.

Gedurende het tweede interval wordt j V = 0 voor een geselecteerde rij, en

X

20 V = V voor alle ongeselecteerde rijen. j X Ά

Dit kan bij voorbeeld worden gerealiseerd door V„ AAN te schakelen gedurende alle even volledige beelden (BC2n) en I UIT gedurende alle BC2n+1, en voor VA een "1" respectievelijk een "0" door het rijselectieschuifregister te laten ! i 25 schuiven. !

Ook is het mogelijk om op de eerder beschreven wijze steeds een "1” door het schuifregister te laten ' schuiven, maar periodiek en synchroon met de kloksignalen' kan b j C.j en CJj om te polen. Dit^op op zichzelf bekende wijze ge-

30 beuren door bij voorbeeld aan de ingang 92 in Figuur 4 in I

plaats van CLK een hulpklok HC toe te voeren waarbij in j

Booleaanse notatie: | HC = CLK $ νβ |

35 waarbij het teken $ de EXCLUSIEF-OF-functie aangeeft.

i

Fig. 8b geeft het tijdsverloop van de bekrachttgings-spanningen voor drie kolommen. De eerste regel toont bij voorbeeld een signaal voor een kolom waarvan het weergeefele- -8 0 0-3 9 3 0--:- ‘ » ·* o'- PHN 9770 17 ment in de eerstgeselecteerde rij van fig. 8a AAN moet zijn, in de daaropvolgende UIT enzovoorts, de tweede regel een ko-lomsignaal voor een kolom waarvan het eerstgeselecteerde element UIT moet zijn enzovoort.

5 Gedurende een beeldcyclus BC2n wordt

Vy AAN 0 en Vy UIT = VD en gedurende een beeldcyclus BC2n+i

Vy AAN = VC + VD en Vy UIT VC*

Evenals voorheen geldt + Vg = Vc + VD

'° e" VD “ 2VB·

De realisatie van de spanningen V^ is geheel analoog aan die van de spanningen V . waarbij net als voorheen V_ en steeds in tegenfase zijn.

Vervolgens tonen fig. 8c en fig. 8d de bekrach-tigingsspanningen van bij voorbeeld het eerste element van de eerste rij dat AAN moet zijn, respectievelijk het eerste element van de tweede rij dat UIT moet zijn.

In het eerste geval wordt V - V, = Va + V_ geduren- x y ά d ^ de de tijd waarin de eerste rij geselecteerd is in BC2n en νχ - V = o - Vc - = - (VA+Vg) gedurende die eerste selec- tietijd in BC2n+1.

Gedurende de overige (r-1) selectietijden is V -V =* X y νβ - VQ = -Vg of νχ - = +Vg in een willekeurige opeen

volging, maar wel steeds bij de selectietijden gedurende BC0„ ' 25 λΙϊτ I

gelijk aan een tegengesteld ten opzichte van νχ - v^ in de corresponderende selectietijd in BC2n<

Aan de voorwaarde, dat de gemiddelde gelijkspanning nul moet zijn is derhalve exact voldaan.

De gemiddelde waarden voor V^^ en VÜIT zijn dezelfde als die welke besproken zijn bij Fig. 2. ; ' Het is niet nodig, dat een halve periode van C2 over eenkomt met een volledige tijd BC.

Fig. 9 toont een voorbeeld, waarbij C2 gedurende BC.'2n periodiek wisselt, bij voorbeeld bij 64 rijen om de 21 selectie-35 tijden en gedurende BC2n evenzo maar in tegenfase.

Het is voldoende indien een halve periode van C2, en daarmede van Vg en V^, gelijk is aan een geheel aantal se- :8 0 0 3 9 3 0_____ PHN 9770 18 lectietijden, mits voor corresponderende selectietijden van verschillende volledige beeldcycli C2 in 50% van de gevallen AAN is en in 50% UIT.

Kort samengevat onderscheiden de twee gegeven' toe-g passingsvoorbeelden zich doordat de tijdsignalen zodanig worden gegeven, dat of wel 1 selectietijd n perioden van C2 telt met n=1, 2, 3 enzovoort, dan wel doordat een halve periode van C2 gelijk is aan n selectietijden.

10

De in de figuren beschreven schakelingen dienen uitsluitend als voorbeeld van mogelijke uitvoeringsvormen van een weergeefinrichting met stuurschakeling waarin de uitvindingsgedachte is toegepast in de vorm van een gescha- 15 ί 20 | i ! 25 i i | ί i i

30 I

i ' { i | ί | i

. I

35 ! i 800 3 9 3 0 j ., * *«- PHN 9770 19 kelde hulpvoedingsbron en, zo nodig, een geschakelde verdere hulpvoedingsbron. Allerlei modificaties liggen voor een deskundige voor de hand, zoals bij voorbeeld de keuze van de toegepaste transistortechnologie. In Fig. 6 kunnen de als npn-, 5 en pnp-transistoren getekende transistoren net zo goed geheel of gedeeltelijk door andere typen schakelelementen worden vervangen, bij voorbeeld MOS-transistoren.

Evenmin is het voor de uitvindingsgedachte van belang om een CMOS geïntegreerde schakeling zoals de ELCD 10 0438 toe te passen, terwijl ook de als voorbeeld gegeven interne organisatie van deze geïntegreerde schakeling op velerlei bekende wijzen kan worden gevariëerd.

Voorts is het vanzelfsprekend, dat/bij voorbeeld voor weergeefinrichtingen ook mogelijk is een rijselectie-15 tijd gelijk te kiezen aan twee of meer gehele perioden van pulserende gelijkspanning. De gemiddelde effectieve stuur-spanning νχ - V worden daardoor niet beïnvloed.

Tenslotte is het mogelijk de zenerdiode 108 te vervangen door een instelbare referentiespanningsbron voor de 2Q bases van de transistoren 100, 100a.

Wijzigt men de referentiespanning, dan zullen de door de stroombronnen 100j 102 respectievelijk 100a, 102a geleverde stromen in gelijke zin en in gelijke mate veranderen. Daarmede veranderen dan ook de spanningen V^, νβ, Vc en νβ 25 in dezelfde zin, maar met gelijkblijvende onderlinge verhoudingen. Hiermede kunnen en VUIT ingesteld worden op de gunstigste waarden ten opzichte van de drempelspanning van het vloeibaar kristal.

Daar deze drempelspanning in het algemeen vrij 30 sterk temperatuurafhankelijk is, kan men ook door wijziging van de referentiespanning de nodige temperatuurcompensatie bereiken.

Indien van een of meer temperatuurvoelers, bij voorbeeld een meetsegment in het vloeibaar kristal, gebruik wordt 35 gemaakt, kan deze temperatuurcompensatie ook worden bereikt door op op zichzelf bekende wijze de referentiespanning automatisch te regelen.

8003930

Claims

1. Weergeefinrichting met een vloeibaar kristal, wel ke weergeefinrichting een weergeefscherm met een aantal weer-geefelementen met elk een eerste en een tweede electrode bevat, welke weergeefelementen in ten minste twee groepen zijn 5 verdeeld, waarbij de eerste electroden van een groep weergeef elementen -met elkaar zijn verbonden door êên selectie-geleider per groep en de tweede electroden van overeenkomstige weergeefelementen van de verschillende groepen door steeds êên bekrachtigingsgeleider met elkaar zijn verbonden, 10 welke weergeefinrichting voorts een stuurschakeling met een ’ aantal rijselectieschakelaars voor het in cyclische volgorde ; selecteren van de groepen weergeefelementen gedurende steeds êên rijselectietijd en met een aantal bekrachtigingsschake-laars voor het bekrachtigen van de weergeefelementen van een 15 geselecteerde groep, een eerste spanningsbron voor de rijselectieschakelaars en een tweede spanningsbron voor de be-krachtigingsschakelaars bevat, met het kenmerk, dat een pool van de eerste spanningsbron door middel van een ! 20 hulpvoedingsbron voor een periodieke pulserende gelijkspanning is gekoppeld met een massaverbinding van de stuurscha- ; keling, waarbij êên periodeduur van de pulserende gelijkspan- ning en een rijselectietijd zich verhouden als eenvoudige gehele getallen. j

2. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, ! met het kenmerk, dat ; een rijselectietijd gelijk is aan ten minste êên gehele pe- 1 riodeduur van de pulserende gelijkspanning.

3. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, j j 30 met het kenmerk, dat j de duur van een halve periode van de pulserende gelijkspan- j ning gelijk is aan een of meer gehele rijselectietijden. j

4. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, t met het kenmerk, dat 35 een pool van de tweede spanningsbron door middel van een verdere hulpvoedingsbron voor een periodieke pulserende gelijkspanning is gekoppeld met de massaverbinding, waarbij de ___periode van de verdere hulpvoedingsbron gelijk is aan en in 8H3^3Ö •t V « «* p f* PHN 9770 21 . .. tegenfase met de periode van de hulpvoedingsbron.

5. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hulpvoedingsbron is gevormd met een serieschakeling van 5 een stroombron en een schakelaar, welke schakelaar, bestuurd door een kloksignaal, periodiek wordt gesloten.

6. Weergeefinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de verdere hulpvoedingsbron is gevormd met een serieschake- ,en 10 ling van een stroombron/,een schakelaar, welke schakelaar, bestuurd door een hulpsignaal, periodiek wordt gesloten.

7. Weergeefinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat een schakelaaringang voor het periodieke hulpsignaal is ge-15 koppeld met een uitgang van de hulpvoedingsbron. 20 « 25 30 35 —80 0 3 9 5 0_ _