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Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige sowie ein Verfahren zur Ansteuerung einer Flüssigkristallanzeige.
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Flüssigkristallanzeigen sind seit langem bekannt und können mit Flüssigkristallen unterschiedlicher Arten wie nematischen, cholesterischen oder smektischen Flüssigkristallmaterialien ausgestattet sein. Die einzelnen Pixel (Bildelemente) einer auch als LCD-Anzeige (Liquid Crystal Display) bezeichneten Flüssigkristallanzeige können hierbei über Adressierungspulse angesteuert werden. Diese Adressierungspulse sind bei der Ansteuerung insbesondere von cholesterischen LCDs (Flüssigkristallanzeigen) stark temperaturabhängig, wobei die Pulse umso länger sein sollten, je niedriger die Temperatur ist. Allerdings herrscht innerhalb einer Anzeige typischerweise eine ungleichförmige Temperaturverteilung. Bei Anzeigen mit mehreren LCD-Modulen können diese Module also auf unterschiedlichen Temperaturen liegen. Damit eine Aktualisierung des Bildinhalts bei Anzeigern mit mehreren LCD-Modulen dennoch optisch gleichzeitig durchgeführt werden kann, ist eine Synchronisierung der Adressierungspulse vorteilhaft.
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Hierbei wurde allerdings als Problem erkannt, dass bei zu langen Wartezeiten während des Bildupdates, das heißt der Einschreibung eines neuen Bildinhalts in die Flüssigkristallanzeige, ein optisch unschönes Flackern der Flüssigkristallanzeige auftreten kann.
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US 7,737,933 B2 offenbart eine Flüssigkristallanzeige, bei der einem Datensignal Dummy-Impulse einer vorgegebenen Spannung überlagert werden, deren Amplitude wesentlich größer ist als die Amplitude des Datensignals. Hierdurch wird die Signalwellenform in eine Hochfrequenzwelle geändert.
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EP 0 731 438 A2 betrifft eine Flüssigkristallanzeige, bei der eine Umschaltung der zur Ansteuerung eingesetzten Signalwellenform vorgesehen ist. Die Wellenformumschaltung kann temperaturabhängig erfolgen. Nach einer Umschaltung kann eine nachfolgende erneute Umschaltung für einen gewissen Zeitraum gesperrt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Flüssigkristallanzeige zu schaffen, die eine zuverlässige Bilddarstellung erlaubt.
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Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
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Weiterhin wird mit der Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 10 zum Betreiben (Ansteuern) einer Flüssigkristallanzeige geschaffen, das eine optisch stabile, flackerfreie Anzeige erlaubt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
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Durch die Bereitstellung von zusätzlichen Signalen bei Überschreiten eines Schwellwerts, also eines zusätzlichen Pulses, der auch als Impulsfolge bezeichnet werden kann, lässt sich eine stabile, flickerfreie Darstellung des auf der Flüssigkristallanzeige angezeigten Bildinhalts unabhängig von den jeweiligen Temperaturbedingungen und damit auch bei sehr niedrigen Temperaturen erreichen. Der hierbei zusätzlich benötigte Schaltungsaufwand und Steuerungsbedarf ist gering, so dass die Flüssigkristallanzeige kompakt und funktionszuverlässig aufbaubar und betreibbar ist.
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Hierdurch kann ein andernfalls während zu langer Wartezeiten während des Bildauffrischens (Bildupdates) auftretendes, optisch unschönes Flackern der Flüssigkristallanzeige verhindert werden. Anstelle einer, oder in eine, Wartezeit wird vorteilhaft der zusätzliche Puls eingefügt, der als Anti Flicker Puls, AFP, bezeichnet werden kann und bei dem einige oder optional alle Bildelemente (Pixel) des Panels (Flüssigkristallanzeige) mit einer sehr niedrigen Spannung adressiert werden. Hierdurch lässt sich ein unerwünschtes Flackern mit geringem Leistungsbedarf verhindern.
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Die Flüssigkristallanzeige weist hierbei gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Adressierungssignalen zur Ansteuerung einer Flüssigkristallzelle auf, die zur Erzeugung der zusätzlichen Signalen, vorzugsweise in Form von Impulssignalen, ausgelegt ist, die zeitlich vor oder nach den Adressierungssignalen angeordnet sind und zur Vermeidung eines übersprechbedingten Anzeigeflackerns dienen.
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Es kann ein Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur der Flüssigkristallzelle vorgesehen sein, wobei die Schaltungsanordnung die zeitliche Lage und/oder den zeitlichen Abstand der Adressierungssignale sowie gegebenenfalls die Breite der Adressierungssignale temperaturabhängig festlegt. Damit kann stabile Anzeigequalität erreicht werden.
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Die ansteigenden oder abfallenden Flanken der Adressierungssignale können zur Erzielung einer Synchronisation mit anderen Flüssigkristallzellen an eine bestimmte Position, optional an das Ende einer Periode der Adressierungssignale, gelegt sein.
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Die zusätzlichen Signale können zugleich auch Übersprechsignale von Pixeln nicht ausgewählter Zeilen hervorrufen, die zusätzlich zu den durch die Adressierungssignale hervorgerufenen Übersprechsignalen in den Pixeln nicht ausgewählter Zeilen auftreten. Dies trägt gleichfalls zur Verbesserung der Anzeigequalität bei.
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Wenn die zusätzlichen Signale als bipolare Signale ausgelegt sind, die gleiche Breite und gleiche Amplitude, jedoch umgekehrte Polarität aufweisen, können Potentialaufladungen oder -verschiebungen vermieden werden.
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Optional kann die Flüssigkristallanzeige mit mehreren Flüssigkristallanzeige-Modulen versehen sein, wobei eine Aktualisierung eines Bildinhalts der Flüssigkristallanzeige optisch gleichzeitig durchgeführt werden kann, indem die Adressierungssignale synchronisiert werden.
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Die Schaltungsanordnung kann dazu ausgelegt sein, die erfasste Temperatur und/oder die Dauer einer Pause zwischen Adressierungssignalen von Pixeln einer ausgewählten Zeile mit einem oder mehreren Schwellwerten zu vergleichen und bei Überschreiten des Schwellwerts die Einfügung der zusätzlichen Signale zu bewirken, wohingegen bei Nichterreichen des Schwellwerts die Einfügung der zusätzlichen Signale unterbleibt. Damit kann Bildflackern unterdrückt werden und der insgesamt zusätzlich benötigte Signal- und Energieaufwand gering gehalten werden.
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Zeilen- und Spaltentreiber können zur Erzeugung von Pixelspannungen im Multiplexverfahren vorgesehen sein, wobei die Schaltungsanordnung zur aufeinanderfolgenden Auswahl und Adressierung von Zeilen und/oder Spalten der Flüssigkristallanzeige-Zelle für jedes Bildupdate und zum Beschreiben mit neuen Bilddaten ausgelegt ist.
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Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 10 wird die Temperatur der Flüssigkristallanzeige erfasst. Adressierungssignale werden hinsichtlich ihrer zeitlichen Lage, Breite und/oder ihres zeitlichen Abstands temperaturabhängig festgelegt, und zusätzliche Signale werden bei Überschreiten eines Schwellwerts in die Abfolge von Adressierungssignalen eingefügt. Hierbei werden die Breite und/oder der zeitliche Abstand zwischen Adressierungssignalen ermittelt und mit einem Schwellwert verglichen werden und abhängig von dem zeitlichen Abstand zwischen Adressierungssignalen die zusätzlichen Signale eingefügt.
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In den Signalverlauf zur Adressierung einer Zeile oder Spalte aus Pixeln der Flüssigkristallanzeige sind also Adressierungssignale und zusätzliche, zwischen die Adressierungssignale eingefügte Signale mit im Vergleich mit der Amplitude der Adressierungssignale geringerer Amplitude vorhanden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens bereitgestellt, das entsprechende Instruktionen zur Ausführung der Verfahrensschritte enthält.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeige in Form eines Blockschaltbilds,
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2 ein detaillierteres Blockschaltbild des Aufbaus einer in 1 dargestellten Steuerelektronik,
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3 Ansteuerpulse eines Pixels bei einer bestimmten Temperatur,
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4 Ansteuerpulse eines Pixels bei einer höheren Temperatur,
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5 Übersprechpulse eines Pixels einer nicht ausgewählten Zeile oder Spalte,
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6 Ansteuerpulse eines Pixels mit zusätzlichem Anti Flicker Puls,
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7 Übersprechpulse eines Pixels einer nicht ausgewählten Zeile oder Spalte,
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8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeige in Form einer 2×2 LCD-Zelle,
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9 Ausführungsbeispiele von Ansteuerpulsen für die in 8 gezeigte LCD-Zelle;
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10 Ausführungsbeispiele von Ansteuerpulsen mit Wartezeiten für die in 8 gezeigte LCD-Zelle.
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11 Ausführungsbeispiele von Ansteuerpulsen mit in die Wartezeit eingefügten „Anti Flicker Pulsen” für die in 8 gezeigte LCD-Zelle.
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In 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeige 1 in Form einer Passiv-Matrixanzeige dargestellt.
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Der Aufbau der Flüssigkristallanzeige 1 in Form eines LCD-Moduls ist in dem in 1 gezeigten Blockschaltbild dargestellt. Eine LCD-Zelle 9 besteht aus zwei parallel angeordneten Glasscheiben, zwischen denen sich Flüssigkristall befindet. Eine der Scheiben ist vollflächig mit senkrecht verlaufenden transparenten Spaltenleiterbahnen beschichtet, während die andere Scheibe vollflächig mit waagerecht verlaufenden transparenten Zeilenleiterbahnen beschichtet ist. Die Kreuzungspunkte dieser Leiterbahnen stellen die Bildpunkte (Pixel) der LCD-Zelle 9 dar. Über Spalten- und Zeilentreiber können an die Spalten- und Zeilenleiterbahnen Spannungspulse unterschiedlicher Form angelegt werden. Diese Spannungspulse werden von der Steuerelektronik 2 mit Hilfe der Zeilentreiber 4 und Spaltentreiber 6 erzeugt.
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Der in 1 gezeigte Aufbau des LCD-Moduls weist die Steuerelektronik 2, einen Zeilentreiber (Zeilentreiberschaltung) 4, einen Spaltentreiber (Spaltentreiberschaltung) 6 und die LCD-Zelle 9 auf. Anstelle eines Moduls kann auch eine Gestaltung mit diskretem Aufbau oder in Form mehrerer Module vorgesehen sein. Das Modul kann auch mehrere LCD-Zellen enthalten.
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Die Steuerelektronik 2 ist mit dem Zeilentreiber 4 über eine Steuerleitung 3, beispielsweise in Form einer Sammelleitung oder eines Busses, und weiterhin mit dem Spaltentreiber 6 über eine Steuerleitung 5, z. B. in Form einer Sammelleitung oder eines Busses, verbunden und führt diesen Treiberschaltungen entsprechende Treibersignale zur Auswahl der jeweils gewünschten, zur Anzeige zu bringenden Pixel zu. Der Zeilentreiber 4 und der Spaltentreiber 6 sind über Leitungen 7, 8 mit der LCD-Zelle 9 verbunden und legen an diese in an sich bekannter Weise Zeilen- und Spaltensignale an, durch die die jeweils ausgewählten Bildelemente selektiert und zur Bildpunktwiedergabe angeregt werden.
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Die Bilddarstellung muss bei jeder Änderung des Anzeigeinhalts aktualisiert werden, wobei die Zeilen und/oder Spalten einer LCD-Matrixzelle, z. B. der Zelle 9, bei einer passiven Matrixansteuerung nacheinander ausgewählt (adressiert) und mit neuen Bilddaten beschrieben werden. Die nötigen Pixelspannungen werden durch den Zeilentreiber 4 und den Spaltentreiber 6 im Multiplexverfahren erzeugt.
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In 2 ist eine detaillierte Ansicht der Steuerelektronik 2 dargestellt. Die Steuerelektronik 2 weist eine Steuereinheit 10 auf, die beispielsweise als Microcontroller oder Microprocessor ausgebildet sein kann und über Leitungen 11, 12, 13 Steuersignale an einen Generator 14 zur Erzeugung von LCD-Spannungen sowie an einen Anschluss 15 für den Zeilentreiber 4 (siehe 1) und einen Anschluss 16 für den Spaltentreiber 6 (siehe 1) anlegen kann und gegebenenfalls über diese Leitungen auch Rückmeldesignale von den genannten Komponenten empfangen kann.
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Der Generator 14 ist über Leitungen 17, 18 mit dem Anschluss 15 für den Zeilentreiber 4 bzw. dem Anschluss 16 für den Spaltentreiber 6 verbunden und legt über die Leitung 17 Zeilenspannungen bzw. entsprechende Signale an die Anschlüsse 15 für den Zeilentreiber 4 an. Über die Leitung 18 werden die Spaltenspannungen für den Spaltentreiber 6 in den Anschluss 16 eingespeist. Auch hier können bei bidirektionalem Betrieb entsprechende Rückmeldesignale oder Signale anderen Inhalts zum Generator 14 rückgespeist werden.
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Die Steuerelektronik 2 weist gemäß 2 einen Temperatursensor 19 auf, der über eine Leitung 20 mit einem Eingang in der Steuereinheit 10 verbunden ist und ein Temperatursignal in die Steuereinheit 10 einspeist. Der Temperatursensor 19 misst die Temperatur der LCD-Zelle im LCD-Modul 1. Gegebenenfalls können auch weitere Temperatursensoren verteilt über die Fläche der LCD-Zelle oder im Innenraum des LCD-Moduls 1 bzw. der Flüssigkristallanzeige vorgesehen sein, so dass die Temperatur des Moduls an mehreren Punkten punktuell gemessen wird und hieraus gegebenenfalls ein Mittelwert gebildet werden kann oder selektiv eine temperaturabhängige Steuerung der jeweiligen LCD-Module im Fall mehrerer gleichzeitig vorgesehener LCD-Module durchgeführt werden kann. Die LCD-Zelle 9 kann mit Flüssigkristallmaterial unterschiedlicher Art gefüllt sein, ist jedoch optional beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mit cholesterischem Flüssigkristallmaterial versehen.
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Bei cholesterischem Flüssigkristallmaterial (cholesterische LCDs bzw. Ch-LCDs) sind die Ansteuerpulse vorteilhafterweise temperaturabhängig festgelegt, wobei die Pulse umso länger festgelegt werden, je niedriger die Temperatur ist. Die Steuereinheit 10 empfängt hierbei über die Leitung 20 ein Temperatursignal, das die vom Temperatursensor 19 gemessene Temperatur des LCD-Moduls 1 angibt. Abhängig von der gemessenen Temperatur generiert die Steuereinheit 10 die über die Leitungen 12 und 13 an die Anschlüsse 15, 16 und damit an die Zeilen- und Spaltentreiber 4, 6 angelegten Zeilen- bzw. Spaltensignale derart, dass die Ansteuerpulse temperaturabhängig festgelegt sind.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Synchronisation der Ansteuerpulse vorgesehen, insbesondere aber nicht ausschließlich auch für einen Fall, bei dem die Flüssigkristallanzeige mit mehreren LCD-Modulen 9 versehen ist. Damit diese Mehrzahl von LCD-Modulen optisch gleichzeitig eine Aktualisierung des Bildinhalts vornimmt, sind die Ansteuerpulse beim Ausführungsbeispiel synchronisiert.
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In 3 ist das Signal eines Ansteuerpulses eines Pixels der LCD-Zeile 9 für eine Temperatur T1 schematisch dargestellt. Hierbei ist auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Spannung aufgetragen. Mit VADD ist die Ansteuerspannung eines als Adressierungspuls dienenden Ansteuerpulses bezeichnet, deren Höhe vom Zeilentreiber 4 bzw. Spaltentreiber 6 eingestellt wird.
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Wie aus 3 ersichtlich ist, besteht jeder Ansteuerimpuls aus einem positiv verlaufenen Rechteckimpuls 30 und einem negativ verlaufenen Rechteckimpuls 31, der dann über eine Übergangsschulter (Schulter) 32, z. B. einen potentialfreien oder bei Nullpotential liegenden Abschnitt, in den nachfolgenden Ansteuerimpuls übergeht, wie dies aus 3 ersichtlich ist. In 3 ist die Periode der Ansteuerpulse mit ta bezeichnet.
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Damit eine Synchronisierung der Ansteuerpulse erzielt werden kann, wird die zeitliche Dauer der Übergangsschulter 32 variabel festgelegt. Hierzu legt die Steuereinheit 10 abhängig von der durch den Temperatursensor 19 gemessenen Temperatur des Moduls eine entsprechende Zeitdauer für die Übergangsschulter 32 fest.
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Dies wird unter Bezugnahme auf 4 noch näher dargelegt. In 4 sind Ansteuerpulse eines Pixels für eine höhere Temperatur T2 gezeigt. Die Synchronisierung erfolgt hier über Wartezeiten, wie dies aus 4 für die höhere Temperatur T2 (T2 > T1) ersichtlich ist. Wie 4 zeigt, sind auch bei dieser höheren Temperatur T2 die Ansteuerpulse 30', 31' zur Adressierung eines Pixels im Wesentlichen symmetrisch bezüglich der positiven und negativen Impulsanteile, wobei die Impulse 30', 31' hier jedoch deutlich kürzere Dauer haben als die Impulse 30, 31 gemäß 3. Die zwei Impulse 30', 31' sind hierbei auch von gleich langer, jedoch jeweils kürzerer Zeitdauer. Die Spitzenwerte der Ansteuerpulse liegen hier gleichartig wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 bei der Ansteuerspannung VADD bzw. dem entsprechenden negativen Spannungswert der negativen Impulsanteile 31 bzw. 31'. Jedoch sind auf Grund der höheren Temperatur T2 und der demgemäß geringeren Impulsbreite der Impulse 30', 31' nun zusätzliche Pausenabschnitte vorhanden, in denen die Übergangsschulter 32' deutlich verlängert ist. Durch diese Pausen oder Wartezeiten kann eine Temperaturkompensation erfolgen, so dass die Anzeigequalität trotz sich ändernder Temperatur relativ konstant bleibt. Die Breite der Übergangsschulter 32' wird durch die Steuereinheit 10 festgelegt, indem eine entsprechende Pause bzw. ein entsprechender Zeitwert vorgegeben wird.
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In den 3 und 4 ist der Signalverlauf der Ansteuerpulse eines Pixels für eine gerade zu beschreibende Zeile (oder Spalte) dargestellt.
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Alle bereits beschriebenen oder noch zu beschreibenden Zeilen werden mit Ausnahme der gerade zu beschreibenden Zeile nicht ausgewählt und sehen oder empfangen dabei, beispielsweise auf Grund eines passiven Multiplexbetriebs oder sonstigen Übersprechens, Übersprechpulse geringerer Spannung (VÜS). Dies ist in 5 dargestellt. Die Periode der Übersprechpulse 40, 41 sowie die zeitliche Lage der Übersprechpulse entsprechen den in 4 dargestellten Verhältnissen, wobei aber die Übersprechspannung deutlich niedriger ist, beispielsweise 20%–30% oder 10%–50% der Ansteuerspannung VADD. Die Übersprechpulse 41, 42 haben, wie aus 5 ersichtlich ist, den gleichen Zeitverlauf wie die sie hervorrufenden Ansteuerpulse 30', 31' oder 30, 31.
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Die Übersprechpulse 41, 42 stellen die auf einer nicht ausgewählten Zeile bei der Temperatur T2 auftretenden, z. B. durch die Ansteuerimpulse mit Pause hervorgerufenen Übersprechpulse dar.
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Problematisch kann dabei allerdings die Tatsache werden, dass zu lange Wartezeiten während des Bildupdates, das heißt des Einschreibens eines neuen Bilds oder des Widerauffrischens eines bereits vorhanden Bilds, zu einem optisch unschönen Flackern der LCD-Anzeige führen können. Es wurde erkannt, dass das Flackern durch die bereits beschriebenen, nicht ausgewählten Zeilen hervorgerufen wird.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann dieses Flackern dadurch verhindert werden, dass statt einer Wartezeit, oder in eine Wartezeit, ein zusätzlicher Impuls eingefügt wird, der als Anti-Flicker-Puls (AFP) bezeichnet werden kann. Dabei werden alle Pixel der Flüssigkristallanzeige mit einer sehr niedrigen Spannung von z. B. 5 bis 50 Prozent, oder 20 bis 40 Prozent, oder etwa 30 Prozent der Ansteuerspannung VADD adressiert.
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In 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines Ansteuerpulses eines Pixels für eine Temperatur T2 mit einem oder mehreren zusätzlichen Pulsen (Anti-Flicker-Puls AFP) 34, 35 dargestellt.
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Die Amplitude VAFP der zusätzlichen Pulse 34, 35 (Anti-Flicker-Puls) ist üblicherweise niedriger als die Ansteuerspannung und liegt beispielsweise bei 30 bis 40 Prozent dieser Spannung. Der Impuls besteht auch hier aus einer positiven und einer symmetrisch hierzu liegenden negativen Komponente gleicher zeitlicher Breite und gleicher Amplitude mit jedoch umgekehrtem Vorzeichen.
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Dieser zusätzliche Puls 34, 35 wird vorzugsweise dann in die Pause (Übergangsschulter) 32' eingefügt, wenn die Pausendauer einen bestimmten Wert überschreitet Hierbei ermittelt die Steuerelektronik 2 oder deren Steuereinrichtung (Microcontroller) 10 die Dauer des sich ergebenden Warteintervalls und vergleicht dieses mit einem bestimmten Schwellwert. Erreicht oder Überschreitet die Wartezeit, das heißt die Pausendauer, einen bestimmten Schwellwert, steuert die Steuerelektronik 2 den Generator 14 oder eine andere geeignete Komponente zur Generierung und Einfügung des Pulses 34, 35 in die Pause 32'.
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In 7 ist ein Ausführungsbeispiel eines sich auf einer nicht adressierten Zeile oder Spalte ergebenden Signalverlaufs als Folge des Übersprechens dargestellt. Hierbei die Übersprechpulse 41, 42 und zusätzlich die durch die zusätzlichen Anti-Flicker-Pulse 34, 35 hervorgerufenen Übersprechpulse 43, 44 dargestellt, die mit gleicher zeitlicher Lage wie die Impulse 34, 35 auftreten. Diese zusätzlichen Übersprechpulse unterdrücken das Anzeigeflackern, das ohne diese zusätzlichen Pulse 43, 44 auftreten würde.
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Die Zahl und Amplitude der zusätzlichen Pulse, z. B. 34, 35, sowie deren zeitliche Lage innerhalb der Pause kann bei anderen Ausführungsbeispielen variiert werden, indem beispielsweise zwei positive Impulse 34 und zwei negative Impulse 35 eingebettet werden, oder es können diese zusätzlichen Impulse im Anschluss an den negativen Ansteuerpuls 31' angefügt werden, beispielsweise wenn eine Synchronisation mit der ansteigenden Flanke des positiven Ansteuerpulses 30' vorgesehen ist.
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Es folgt eine detailliertere Beschreibung der Erfindung anhand weiterer Ausführungsbeispiele:
Die Bilddarstellung einer cholesterischen Flüssigkristallanzeige muss bei jeder Änderung des Anzeigeinhalts aktualisiert werden. Der Aktualisierungsvorgang wird als Bildupdate bezeichnet. Bei einem LC-Display mit Passiv-Matrix-Ansteuerung werden die nötigen Pixelspannungen durch Zeilentreiber 4 und Spaltentreiber 6 im Multiplexverfahren erzeugt. Bei jedem Bildupdate werden die Zeilen nacheinander selektiert und mit neuen Bilddaten beschrieben. 8 zeigt beispielhaft eine 2×2 LCD-Zelle 50 mit zwei Zeilenleiterbahnen 51, 52 und zwei Spaltenleiterbahnen 53, 54. Die Spannungsverläufe der an den Zeilenleiterbahnen 51, 52 und den Spaltenleiterbahnen 53, 54 anliegenden Zeilen- bzw. Spaltenspannungen Z1, Z2 bzw. S1, S2 sowie die daraus resultierenden Pixelspannungen zur Temperatur T1 sind in 9 dargestellt. Ein Pixel P12 ist dunkelgesteuert, während Pixel P21, P22 der Zeilenleiterbahn 52 und ein Pixel P11 der Zeilenleiterbahn 51 hellgesteuert sind. 9 zeigt Ansteuerpulse der 2×2 Zelle 50. Im ersten Zeitintervall Δt werden die Pixel der ersten Zeile Z1 beschrieben, im zweiten Zeitintervall Δt werden die Pixel der zweiten Zeile Z2 beschrieben.
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Da dauerhafte Gleichspannung den Flüssigkristall schädigt, wird nach jedem Puls ein Gegenpuls gleichen Betrags aber entgegengesetzter Polarität eingefügt. Dadurch fällt im Mittel kein Gleichspannungsanteil an. Puls und Gegenpuls werden nachfolgend als Doppelpuls bezeichnet. Die Doppelpulsdauer inklusive evtl. Pausen vor, zwischen und nach den Einzelpulsen ist die Zeitdauer Δt, die zum Erneuern des Bildinhaltes einer Zeile benötigt wird. (Bei cholesterischen LCDs ist die Länge des Zeitintervalls Δt stark temperaturabhängig, Δt = Δt(T).)
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Um ein Pixel eines cholesterischen LCDs in einen hellen Zustand zu schalten, muss an ihm für eine definierte Zeit die Spannung VON anliegen. Zum Umschalten des Pixels in einen dunklen Zustand muss am Pixel während dieses Zeitintervalls die Spannung VOFF anliegen.
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Um dies zu erreichen wird die selektierte Zeile mit der Spannung –VZ,SEL angesteuert, wohingegen die nicht-selektierten Zeilen auf VZ,NONSEL = 0 V gelegt werden.
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Soll ein Pixel innerhalb der selektierten Zeile hell geschaltet werden, so wird an die entsprechende Spalte die Spannung VS angelegt. Für den Dunkelzustand wird –VS angelegt. Die resultierende Pixelspannung wird definiert als VSPALTE – VZEILE.
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VON berechnet sich somit aus VZ,SEL und VS wie folgt VON = VS – (–VZ,SEL) = VS + VZ,SEL
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Für VOFF ergibt sich VOFF = –VS – (–VZ,SEL) = VZ,SEL – VS
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Wie aus 9 ersichtlich, liegen während des Bildupdates an den Pixeln der nicht-selektierten Zeilen (also Zeilen die bereits beschrieben wurden und Zeilen die erst noch beschrieben werden müssen) kleine Spannungspulse an. Dieses sog. Übersprechen ist durch den Multiplexbetrieb bedingt und unvermeidlich. Da alle nicht-selektierten Zeilen auf 0 V geschaltet werden, entsprechen Übersprechpulse 59 den Spaltenpulsen. VÜ = VS – VZ,NONSEL = VS
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Bleibt die Spannungsamplitude der Übersprechpulse unter einer gewissen Schwellspannung VÜ,MAX, dann haben sie praktisch keinen Einfluss auf die Pixelhelligkeit der bereits neu beschriebenen Zeilen.
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Ein cholesterischer LCD-Anzeiger besteht typischerweise aus mehreren LCD-Modulen die abhängig von ihrer Einbauposition und äußeren Einflüssen (z. B. teilweise Abschattung) unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Je höher die Temperatur der LCD-Module ist, desto kürzere Doppelpulse sind nötig und desto schneller ist der Bildaufbau. Um dennoch ein synchrones Bildupdate aller Module im Anzeiger zu gewährleisten, wird üblicherweise bei den Modulen mit höherer Temperatur vor jedem Doppelpuls eine Wartezeit eingefügt. Dadurch werden die wärmeren Module verlangsamt, das Bildupdate dauert bei den wärmeren Modulen genau so lange wie beim kältesten Modul im Anzeiger. 10 zeigt die Ansteuerpulse der 2×2 Zelle bei erhöhter Temperatur T2 mit eingefügter Wartezeit 61. Die Temperatur T2 ist hierbei größer als T1, d. h. T2 > T1.
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An den Pixeln der nicht-selektierten Zeilen liegen abwechselnd 0 V (während der Wartezeit 61) und die Übersprechpulse 62 (in der restlichen Zeit) an. Ist die Wartezeit 61 zu lang, so hat dies ein Flackern der bereits neu beschriebenen Pixel zur Folge. Dieses Flackern kann stark vermindert oder eliminiert werden, indem während der Wartezeit 61 ein zusätzlicher Puls 65 in Form eines Doppelpulses eingefügt wird. Die Höhe und Breite dieses alternativ „Anti Flicker Puls” genannten Doppelpulses 65 sind variabel, sollten jedoch so gewählt werden, dass er keine Auswirkung auf die Pixelhelligkeit hat. 11 zeigt die Ansteuerpulse mit Anti Flicker Pulsen 65 während der Wartezeit 61.
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Die Anti Flicker Pulse 65 können auf dieselbe Weise erzeugt werden, wie die Übersprechpulse in den nicht selektierten Zeilen. Es wird keine Zeile selektiert, Spannung liegt nur an den Spalten an (bei reduzierter Pulsdauer).
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Der Anti Flicker Puls 65 wird vorzugsweise dann in die Wartezeit 61 eingefügt, wenn die Wartezeit einen bestimmten Wert überschreitet. Hierzu ermittelt die Steuerelektronik 2 oder deren Steuereinrichtung (Microcontroller) 10 die Dauer der sich ergebenden Wartezeit und vergleicht diese mit einem bestimmten Schwellwert. Erreicht oder Überschreitet die Wartezeit, das heißt die Pausendauer, einen bestimmten Schwellwert, steuert die Steuerelektronik 2 den Generator 14 oder eine andere geeignete Komponente zur Generierung und Einfügung des Pulses 65 in die Wartezeit 61.
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In dieser Beschreibung wird der Einsatz von Anti Flicker Pulsen 65 mit bipolaren LCD-Treibern dargestellt. Vergleichbare Pixelspannungen lassen sich auch mit unipolaren LCD-Treibern erzeugen. Auch in diesem Fall sind Anti Flicker Pulse 65 anwendbar. Ferner kann die Wartezeit 61 und somit die Pulse 65 auch nach den eigentlichen Ansteuerpulsen (Doppelpulsen) eingefügt oder beliebig innerhalb Δt verteilt werden.
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Die Ansteuerpulse und Anti Flicker Pulse 65 sind als Rechtecksignale dargestellt. Auch andere Signalverläufe sind möglich.
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11 zeigt eine Wartezeit mit solchen Anti Flicker Pulsen 65. In 11 sind die AFP 65 durch zusätzliche Übersprechpulse der Höhe VS realisiert. Auch andere Erzeugungsarten sind möglich. Die Höhe muss nicht mit VS identisch sein.
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Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein entsprechendes Verfahren zur Ansteuerung der Flüssigkristallanzeige gemäß den dargestellten und erläuterten Ausführungsbeispielen. Bei diesen Verfahren werden ein oder mehrere Impulse kleinerer Amplitude in Pausenintervalle eingefügt, insbesondere dann, wenn deren zeitliche Dauer einen bestimmten Schwellwert überschreiten sollte.
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Alle dargestellten oder beschriebenen Merkmale lassen sich in beliebiger Weise miteinander kombinieren, wodurch jeweils eigenständige weitere Ausführungsbeispiele gebildet sind.
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Ein oder mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung bestehen auch in einem Computerprogramm zur Generierung eines Signalverlaufs mit zusätzlichen Pulsen gemäß dem beschriebenen Verfahren, insbesondere bei Ladung des Computerprogramms in einen Prozessor oder einen Mikrocontroller einer Steuereinheit.
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Ebenso stellen die in den Zeichnungen dargestellten Signalverläufe an sich jeweils eigenständige Ausführungsbeispiele dar.
