DE3124431C2

DE3124431C2 -

Info

Publication number: DE3124431C2
Application number: DE3124431A
Authority: DE
Inventors: Jean Hubertus Josef Eindhoven Nl Lorteije
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1981-06-22
Publication date: 1989-09-14
Also published as: CH654945A5; US4342994A; NL8003930A; GB2079509A; GB2079509B; FR2486694A1; FR2486694B1; DE3124431A1; JPS5748785A; JPH0579967B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wiedergabeanordnung mit einem Flüssigkristall.

Eine Wiedergabeanordnung dieser Art ist aus Elektronik (1978), 4, 117-120 und aus der älteren deutschen Patentanmeldung gemäß der DE-OS 29 39 198 bekannt.

Derartige Wiedergabeanordnungen werden zum Wiedergeben alphanumerischer Zeichen oder anderer Figuren an einem Wiedergabeschirm verwendet. Dieser Wiedergabeschirm kann ein matrixförmiger Schirm sein mit einer Anzahl reihen- und spaltenmäßig angeordneter einander entsprechender Wiedergabeelemente, sowie beispielsweise ein Gefüge einer Anzahl Zeicheneinheiten, die je aus einer Anzahl Wiedergabesegmente bestehen.

Im ersten Fall entsprechen die Reihen des Matrixschirms einer gleichen Anzahl Reihenwahlschalter der Steuerschaltung, und die Spalten entsprechen den Erregungsschaltern.

Im zweiten Fall können die Gruppen von Wiedergabeelementen beispielsweise durch die Wiedergabesegmente jeweils einer Zeicheneinheit oder durch die aneinander entsprechenden Wiedergabesegmente aller Zeicheneinheiten gebildet werden.

Eine Wiedergabeanordnung der obengenannten Art ist weiter aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 25 08 619 bekannt. Darin ist eine Wiedergabeanordnung mit einer Steuerschaltung für eine Zeitmultiplexansteuerung der Wiedergabeelemente beschrieben worden, die mit Spannungen V _x-V _y entsprechend Fig. 2c gesteuert werden, die im wesentlichen den Spannungen V _x-V _y nach Fig. 2 der Offenlegungsschrift entsprechen, wobei unter "21" die Spannung angegeben ist für ein Wiedergabeelement in einer selektierten Gruppe eines Wiedergabeelementes, das in einen "EIN"-Zustand gebracht werden muß während der Zeit, daß die Gruppe selektiert ist. Unter "22" ist während derselben Zeit V _x-V _y gegeben für ein Wiedergabeelement aus derselben Gruppe, das in einen "AUS"-Zustand gebracht werden muß und unter "23" und "24" die Spannungen V _x-V _y an entsprechenden Wiedergabeelementen nicht selektierter Gruppen.

Bei dieser Wiedergabeanordnung sind zum Erhalten von V _x-V _y mindestens drei voneinander abweichende Spannungspegel erforderlich und für jede Reihe und Spalte eine Anzahl Schalter sowie eine logische Auskodierungsschaltung, wie diese beispielsweise in Fig. 5 der genannten Offenlegungsschrift dargestellt ist. Dadurch ist es nicht möglich, preisgünstige genannte integrierte Schaltungen zu verwenden, wie diese für Wiedergabeanordnungen mit einfacheren Formen für V _x-V _y bekannt sind.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Wiedergabeanordnung zu schaffen, deren Steuerschaltung weniger Schaltungselemente erfordert, die zum großen Teil in handelsüblichen integrierten Schaltungen zur Verfügung stehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Damit wird erreicht, daß der periodische Teil der Reihenspannungen, der allen Reihen gleich ist, zentral erzeugt wird und zu der Selektionsspannung für eine selektierte Reihe addiert wird. Dies vermeidet die verwickelte Torschaltung, die bei der Steuerschaltung entsprechend dem Stand der Technik reihenweise notwendig ist, während außerdem alle Selektionsschalter in einer gemeinsamen integrierten Schaltung untergebracht werden können, wie bei der Figurbeschreibung detalliert erläutert wird.

Dies gilt zumal, da die Schaltungsanordnung entsprechend dem Stand der Technik je Reihe eine Anzahl genau bekannter Widerstände enthalten muß, so daß diese Schaltungsanordnung nicht völlig in eine integrierte Schaltung aufgenommen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines kleinen Teils eines Wiedergabeschirms,

Fig. 2 ein verkürztes Zeitdiagramm der erforderlichen Erregungsspannungen,

Fig. 3 ein vereinfachtes Schaltbild einer erfindungsgemäßen Wiedergabeanordnung,

Fig. 4 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Beispiels einer integrierten Schaltung zum Gebrauch in einer Steuerschaltung einer erfindungsgemäßen Wiedergabeanordnung,

Fig. 5 ein Schaltbild der Speisequellen,

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen der für die Hilfsspeisequellen erforderlichen Ansteuerung,

Fig. 7 ein verkürztes Zeitdiagramm der erforderlichen Erregungsspannungen für eine erfindungsgemäße Wiedergabeanordnung mit einem Flüssigkristall mit Speicherwirkung,

Fig. 8 ein verkürztes Zeitdiagramm der erforderlichen Erregungsspannungen für eine gleiche Steuerschaltung wie die nach den Fig. 3, 4 und/oder 5 mit einer geänderten Kombination von Taktimpulssignalen,

Fig. 9 ein vereinfachtes Zeitdiagramm der Taktimpulsspannungen für eine Hilfsspeisespannung, die einige Male je vollständigen Bildzyklus schaltet.

Fig 1 zeigt einen kleinen Teil eines matrixförmigen Wiedergabeschirms mit Wiedergabeelementen 1, 2, 3, 4, die an den Kreuzungen von Selektionsleitern 5, 6 mit Erregungsleitern 7, 8 entsprechend Reihen bzw. Spalten des Wiedergabeschirms und der matrixförmigen Steuerschaltung angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, daß beispielsweise die Wiedergabeelemente 1, 3 Segmente einer aus Wiedergabesegmenten aufgebauten Zeicheneinheit und 2, 4 entsprechende Segmente einer anderen Zeicheneinheit sind. Die Wahl, daß Reihen Selektionsleitern entsprechen und Spalten Erregungsleitern entsprechen, ist eine beliebige Wahl und für die Erfindung unwesentlich.

Den Reihen werden Spannungen V _x zugeführt, den Spalten werden Spannungen V _y zugeführt, so daß die Differenzspannung an einem Wiedergabeelement durch V _x-V _y gegeben wird.

In einem spezifischen Zustand ist der Selektionsleiter 5 selektiert und 6 nicht, während die Spannung V _y an dem Erregungsleiter 7 dem "EIN"-Zustand und die an 8 dem "AUS"-Zustand entspricht.

Fig. 2 zeigt die jeweiligen Spannungen während nur einer Selektionsperiode für die Wiedergabeelemente 1, 2, 3, 4 bezeichnet mit 21, 22, 23 bzw. 24.

Für das selektierte Wiedergabeelement 1, das "EIN" sein muß, wird V _x-V _y = V₁₁ erhalten, und zwar dadurch, daß während der ersten Hälfte der Selektionszeit V _x = V _A + V _B und V _y = 0 und während der zweiten Hälfte der Selektionszeit V _x = 0 und V _y = V _C + V _D ist. Für einen Flüssigkristall muß im Hinblick auf die Lebensdauer die mittlere Gleichspannung gleich Null sein, woraus folgt:

V _A + V _B = V _C + V _D.

Da zur Steuerung eines Flüssigkristalls nur der Effektivwert eine Rolle spielt und nicht das Vorzeichen der angelegten Spannung, wird

|V₁₁ | = V _A + V _B = V _C + V _D

Auf dieselbe Art und Weise folgt für das selektierte Wiedergabeelement 2, das "AUS" sein muß:

|V₁₀ | = V _A + V _B-V _D = V _C

und für die nicht selektierten Elemente 3 und 4 gilt:

|V₀₁ | = V _B = V _A-V _C-V _D

und

|V₀₀ | = V _A-V _C = V _D-V _B,

darin bedeutet immer |V | den Absolutwert einer Spannung.

Für ein vollständiges Bild, das mit n Selektionsleitern aufgebaut ist, werden n Selektionszeiten gebraucht. In den übrigen Selektionszeiten bekommen die Elemente 1, 2 die Spannungen V₀₁ oder V₀₀ zugeführt, und zwar abhängig von der Frage, ob Wiedergabeelemente anderer Reihen in derselben Spalte "EIN" oder "AUS" sein müssen.

Im einfachsten Fall wählt man |V₀₀ | = |V₀₁ | = V _B, so daß der mittlere Effektivwert der Spannung an dem Wiedergabeelement von der Anzahl übriger Elemente aus derselben Spalte, die "EIN" bzw. "AUS" sein müssen, unabhängig wird.

Aus |V₀₀ | = V _D-V _B = V _B folgt nun, V _D = 2V _B, und aus |V₀₀ | = V _A-V _C = V _B folgt, V _A = V _B + V _C und folglich |V₁₁ | = V _A + V _B = 2V _B + V _C.

Der mittlere Effektivwert der Spannungen an einem "EIN"-Wiedergabeelement wird nun gegeben durch:

und der eines "AUS"-Wiedergabeelementes durch:

Der erreichbare Kontrast wird gekennzeichnet durch:

oder mit p = V _C/V_B:

Der für eine bestimmte Anzahl n maximal erreichbare Kontrast wird dadurch bestimmt, daß C nach p differenziert wird und der Differentialquotient als gleich Null vorausgesetzt wird. Daraus folgt für C _max, daß

Dies ergibt sich beispielsweise bei n = 64:

p = 7 und C _max = 1,29

mit welchem Wert bei modernen Flüssigkristallen, wobei die Kontrast-Spannungskurve um die Schwellenspannung herum einen ausreichend steilen Verlauf hat, noch ein durchaus ausreichender visueller Kontrast erreicht wird. Die jeweiligen Spannungen werden derart gewählt, daß der mittlere Wert von V _EIN und V _AUS etwa der Spannung entspricht, die dem steilsten Teil der Kontrast-Spannungskurve des Flüssigkristalls zugehört.

Welcher Typ Wiedergabeschirm mit Flüssigkristall verwendet wird, beispielsweise einer vom verdrillt nematischen Typ oder beispielsweise ein Flüssigkristall mit "dynamic scattering" ist für das Wesentliche der Erfindung nicht von Bedeutung.

Aus Fig. 2a ist ersichtlich, daß die Spannung V _B allen Selektionsleitern zugeführt wird, und zwar während der ersten Hälfte jeder Selektionszeit und aus Fig. 2b geht hervor, daß die Spannung V _C allen Erregungsleitern zugeführt werden muß, und zwar während der zweiten Hälfte jeder Selektionszeit. Für V _B sowie V _C kann folglich eine periodische impulsförmige Gleichspannung verwendet werden.

Fig. 3 zeigt, wie die Spannungsversorgung für einen Wiedergabeschirm mit Hilfe einer einfachen Steuerschaltung erhalten werden kann. In den jeweiligen Figuren sind immer für entsprechende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet worden.

Die Reihenleiter 5, 6 sind mit Selektionsschaltern 25 bzw. 26 verbunden, in diesem Beispiel mit den Kollektorelektroden von Schalttransistoren, deren Emitterelektroden zusammen mit einem Rückführungsleiter 30 verbunden sind. Die Kollektorelektroden der Selektionsschalter 25, 26 sind weiterhin über Kollektorwiderstände 35 bzw. 36 mit einem Speiseleiter 31 verbunden. Die Leiter 30, 31 sind mit entsprechenden Polen einer Speisequelle 32 für die Speisespannung V _A verbunden.

Der Rückführungsleiter 30 ist weiterhin mit einem Ende einer Reihenschaltung aus einer Spannungsquelle 33 und einem Widerstand 34 zum Liefern der Speisespannung V _B verbunden, von welcher Reihenschaltung das andere Ende mit einem Massenleiter 39 verbunden ist. Zu der Reihenschaltung 33, 34 liegt parallel ein Schalter 40, in diesem Beispiel ein Schalttransistor mit einem Eingang 41.

Wenn der Schalter 40 geöffnet ist, in diesem Beispiel mit dem Eingang 41 "AUS" (C′₂ = "0"), befindet sich der Rückführungsleiter 30 auf einem Spannungspegel V _B gegenüber dem Massenleiter 39 und der Speiseleiter 31 auf einem Spannungspegel (V _A + V _B) gegenüber dem Massenleiter 39.

Wenn zugleich der Selektionsschalter 25 offen ist, sein Eingang 45 also "AUS", befindet sich sich der Selektionsleiter ebenfalls auf dem Spannungspegel (V _A + V _B), da der Strom durch die an den Selektionsleiter 5 angeschlossenen Flüssigkristallwiedergabeelemente vernachlässigt werden kann.

Mit Hilfe einer nicht dargestellten Torschaltung wird der Eingang 41 periodisch "EIN" gemacht, C′₂ = "1", und zwar jeweils während der zweiten Hälfte jeder Selektionszeit. Die Eingänge 45 und entsprechende Eingänge werden "EIN" gemacht, und zwar während der zweiten Hälfte dieser Selektionszeit, während der, der entsprechende Selektionsleiter selektiert ist und während der ersten Hälfte aller übrigen Selektionszeiten, in denen der entsprechende Selektionsleiter nicht selektiert ist.

An den Selektionsleitern werden auf diese Weise die Spannungen V _x erhalten, wie dies in Fig. 2a dargestellt ist, und zwar entsprechend der Tabelle für V _x:

Eingang 41

Die Erregungsschaltung für die Spalten ist auf völlig entsprechende Weise aufgebaut mit Erregungsschaltern 27, 28 Kollektorwiderständen 37, 38, einer Speisequelle 42 für eine Speisespannung V _D, einer Reihenschaltung 43, 44 für eine Speisespannung V _C und einem Schalter 50 mit dem Eingang 51 und arbeitet völlig entsprechend zum Erzeugen von Spannungen V _y an den Erregungsleitern.

Dabei ist der Eingang 51 des Schalters 50 "EIN" während der ersten Hälfte der Selektionszeit und "AUS" während der zweiten Hälfte.

Wenn, wie in dem gewählten Beispiel, das Wiedergabeelement 1 "EIN" werden muß, wird während der Selektionszeit, in der der Selektionsleiter 5 selektiert ist, der Erregungsschalter 27 während der ersten Hälfte dieser Selektionszeit geschlossen und während der zweiten Hälfte geöffnet. Dies bedeutet, daß der Eingang 57 des Schalters 27 "EIN" bzw. "AUS" ist.

Das Wiedergabeelement 2 wird "AUS", indem während derselben Selektionszeit der Eingang 58 des Schalters 28 "AUS" bzw. "EIN" gemacht wird. Dies ergibt die nach Fig. 2b gewünschten Spannungen V _y und damit die gemäß Fig. 2c gewünschten Differenzspannungen (V _x-V _y).

In der der beschriebenen Selektionszeit nachfolgenden Selektionszeit werden die Steuerungen der Eingänge 57, 58 und entsprechende Eingänge auf im Grunde gleiche Weise gewählt, und zwar abhängig von der Frage, ob die Wiedergabeelemente 3, 4 usw. "EIN" bzw. "AUS" sein sollen.

Eine mögliche Ausführungsform der erforderlichen logischen Schaltungen zur einwandfreien Steuerung der Schalter wird an Hand der Fig. 4 gegeben, in der mit einem vereinfachten Blockschaltbild das Prinzip einer integrierten Schaltung gegeben ist, die für die Reihenselektion sowie für die Spaltenerregung verwendet werden kann. Die integrierte Schaltung besteht aus einem Schieberegister 60 von beispielsweise 32 Bits mit einem Dateneingang 62 (DI), einem Eingang 64 für ein Schiebesignal und einem Datenausgang 66 (DO). Die Bitelemente des Schieberegisters 60 sind über eine Mehrfachverbindung 68 mit entsprechenden Speicherelementen eines Registers 70 mit einem Eingang 72 für ein Ladesignal (LD) verbunden. Die Ausgänge der Speicherelemente des Registers 70 sind mit einer weiteren Mehrfachverbindung 74 mit entsprechenden Schaltern in einer Schaltergruppe 80 verbunden, welche Schalter beispielsweise den Reihenselektionsschaltern 25, 26 usw. aus Fig. 3 entsprechen bzw. den Erregungsschaltern 27, 28 usw.

Die Schalter aus der Gruppe 80 sind weiterhin mit Taktimpulseingängen 82, 84 für zwei Taktimpulssignale C₁ bzw. das dazu inverse Signal C′₁ verbunden, die von einer Taktimpulsschaltung 90 mit einem Eingang 92 für ein zentrales Taktimpulssignal CLK erzeugt werden.

Bei Anwendung für die Reihenselektion ist die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung wie folgt.

Der Schiebeeingang 64 ist mit einem Hilfstaktimpulssignal C′₂ (vergl. Fig. 6) verbunden, das ebenso wie C′₁ zu dem zentralen Taktimpulssignal CLK in Gegenphase ist. Kurz vor Anfang der Wiedergabe eines vollständigen Bildes wird kurz DI = "1" und auf C′₂ = "1" in das erste Bitelement S₀ des Schieberegisters 60 eingeschrieben.

Am Anfang der ersten Selektionszeit wird der Inhalt des Schieberegisters in die entsprechenden Speicherelemente G _j des Registers 70 übernommen. Der Inhalt des Schieberegisters ist dann S₀ = "1", S _i = "0", mit i = 1, 2, . . . 31, der Inhalt des Registers 70 wird also G₀ = "1", G _i = "0".

Für die Schaltereingänge, wie 45 in Fig. 3, SW _i, mit i = 0, 1, 2, . . . 31, gilt, daß (in Boole-scher Notierung):

SW _i = C₁ · G _i + C′₁ · G _i

d. h., daß der Schaltereingang "EIN" ist, wenn SW _i = "1" ist, was geschieht, wenn entweder C₁ = "1" UND G _i = "1" ist, oder C′₁ = "1" UND G _i = "1" ist.

Während der ersten Selektionszeit t₀ ist G₀ = "1", so daß der Schaltereingang SW₀ = "1" während der zweiten Häfte der Selektionszeit t₀ ist, in der C′ = "1" ist und SW₀ = "0" ("AUS") während der ersten Hälfte von t₀. Dies bedeutet nach Fig. 2a, daß der erste Selektionsleiter selektiert ist.

Für die übrigen SW _i gilt: G _i = "0". SW _i = "1" während der ersten Hälfte von t₀ und "AUS" während der zweiten Hälfte von t₀. Keiner der Reihenleiter i ist also selektiert worden.

Das Aufladen des Registers 70 kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß dem Ladeeingang 72 das Taktimpulssignal CLK zugeführt wird.

Nach t₀ wird C′₂ wieder "1" und die "1" von S₀ schiebt nun weiter zu S₁. Am Anfang der folgenden Selektionszeit t₁ ist, da nun DI = "0" und S₀ = "0", S₁ = "1" und alle übrigen S _i = "0". Am Anfang von t₁ wird diese Stellung in das Register G _j übernommen. Dies führt dazu, daß während t₁ nun die folgende Reihe selektiert ist und keiner der übrigen.

Dieses Spiel wird fortgesetzt, bis die letzte Reihe des vollständigen Bildes selektiert ist. Während dieser letzten Selektionszeit wird wieder während kurzer Zeit DI = "1", wonach abermals eine Selektionszeit t₀ folgt.

Für eine Wiedergabeanordnung mit mehr als 32 Gruppen bzw. einer Matrixwiedergabeanordnung mit mehr als 32 Reihen, können zwei oder mehr integrierte Schaltungen dieser Art auf an sich bekannte Weise in Reihe geschaltet werden, indem der Datenausgang 66 einer Schaltungsanordnung mit dem Dateneingang 62 einer folgenden Schaltungsanordnung verbunden wird und weiterhin die Taktimpulseingänge und Ladeeingänge 64, 72, 92 mit den entsprechenden Eingängen der folgenden Schaltungsanordnung bzw. der folgenden Schaltungsanordnungen verbunden werden.

Als integrierte Schaltung kann beispielsweise eine Schaltungsanordnung vom Typ HLCD 0438 von Hughes verwendet werden.

Auf fast entsprechende Weise kann eine gleiche Schaltung für die Spaltenerregung verwendet werden.

Dabei wird während einer Selektionszeit das Schieberegister 60 mit einer Kombination von Nullen und Einsen aufgeladen, welche Kombination der während der nächsten Selektionszeit gewünschten Stellung aller Spaltenstellen der dann selektierten Reihe entspricht.

Für k Spalten muß dabei eine Taktimpulsfrequenz für das Schiebesignal an dem Eingang 64 verwendet werden, die wenigstes dem k-fachen der Frequenz von CLK entspricht.

Diese Information, die während der Selektionszeit t _i-1 eingeschrieben wird, wird wieder am Anfang von t _i in das Register 70 übernommen, das die Stellung weiter während t _i beibehält.

Ist für eine bestimmte Spalte q das Speicherelement G _q eine "1", so wird der Schaltereingang SW _q auf dieselbe Art und Weise wie obenstehend "EIN" während C′₁, also während der zweiten Hälfte der betrachteten Selektionszeit t _i und "AUS" während der ersten Hälfte. Dies entspricht dem Zeitdiagramm in Fig. 2b für die Spalten 22 und 24 desselben für ein Wiedergabeelement, das "AUS" sein muß. Dasselbe gilt für G _q = "0" für den Fall, daß das entsprechende Wiedergabeelement q der Reihe i "EIN" sein muß

Es ist auch möglich, daß Schieberegister invers zu laden, also mit einer "0" für ein "AUS"-Element und mit einer "1" für "EIN" und dabei die Polarität von C₁ und C′₁ umzutauschen, beispielsweise dadurch, daß das Signal C′₂ dem Eingang 92 der Taktimpulsschaltung 90 zugeführt wird. Dies ergibt für die Stellungen der Erregungsschaltung dasselbe Resultat.

Wenn mehr als 32 Spalten bzw. Einheiten je Gruppe notwendig sind, können wieder zwei oder mehr integrierte Schaltungen für die Spaltenerregung verwendet werden. Dabei ist die Wahl frei, die zwei oder mehr Schieberegister 60 gleichzeitig mit einem Schiebesignal zu füllen, dessen Frequenz mindestens 32mal höher ist als die von CLK, oder in Reihe mit einer k-mal höheren Frequenz, wenn die zwei oder mehr Schieberegister wieder über den Ausgang bzw. die Ausgänge 66 und den Eingang bzw. die Eingänge 62 zu einem längeren Schieberegister in Reihe geschaltet sind.

Es dürfte einleuchten, daß während der letzten Selektionszeit t _i eines vollständigen Bildes in diesem Schieberegister die Information geladen wird, die notwendig ist während der ersten Selektionszeit für ein folgendes vollständiges Bild, t₀.

Fig. 5 zeigt, wie auf einfache und preisgünstige Weise die vier Spannungsquellen auf nur einer zentralen Speisequelle gebildet werden können.

Ein Transistor 100 bildet mit dem Emitterwiderstand 102 eine Stromquellenschaltung für die Reihenschaltung auf den Widerständen 104, 106 zu dem Massenleiter 39. Der Widerstand 106 kann mit dem bei Fig. 3 beschriebenen Transistor 40 kurzgeschlossen werden. Die konstante Basisspannung für den Transistor 100 wird durch eine Zener-Diode 108 mit dem Belastungswiderstand 110 versorgt. Bei der gewählten Stromstärke der Stromquelle 100, 102 von beispielsweise etwa 1,5 mA werden die Widerstände 104, 106 derart gewählt und nötigenfalls eingestellt, daß an dem Widerstand 104 die gewünschte Speisespannung V _A vorhanden ist und bei offenem Schalter 40 an dem Widerstand 106 die Spannung V _B. Wird der Schalter 40 geschlossen, der Eingang 41 "EIN", so wird die Spannung an dem Widerstand 106 nahezu gleich Null.

Dies kann an sich für die Speisung der Reihenselektion nach Fig. 3 bereits ausreichend sein. Da ein Flüssigkristall beim Schalten etwas mehr Strom verbraucht und weil beim Schalten auch parasitäre Kondensatoren umgeladen werden müssen, wird es sich insbesondere bei einer Vielzahl von Gruppen als wünschenswert ergeben, den Innenwiderstand der Speisequellen im Hinblick auf die zu erzielende Schaltgeschwindigkeit der Wiedergabeelemente zu verringern. Dazu ist die Schaltungsanordnung auf an sich bekannte Weise mit den Emitterfolgerschaltungen 112, 114 und 118, 120 versehen. Zum Ausgleichen der Basis-Emitter-Schrittspannungen der Transistoren 112, 118 und insbesondere zum Ausgleichen des Temperaturverlaufes derselben sind in Reihe mit dem Widerstand 104 die Ausgleichdioden 119 aufgenommen, so daß zwischen den Emitterausgängen 30, 31 der Transistoren 112, bzw. 118 wieder die Spannung V _A gefunden wird. Die Zener-Diode 116 versorgt eine ausreichende Kollektorspannung für den Transistor 112, auch wenn der Schalter 40 geschlossen ist. Das Ganze wird aus nur einer nicht dargestellten zentralen Speisespannung mit den Anschlüssen 122, 124 gespeist.

Für die Spaltenerregung ist eine entsprechende Schaltungsanordnung verwendet worden, wobei dieselben Bezugszeichen verwendet worden sind unter Hinzufügung eines a: 100 a, 102 a, usw.

Die Summe der Widerstandswerte der Widerstände 104 a und 106 a wird derart gewählt, daß die nun gebildete V _C und V _D der nachfolgenden Gleichung entsprechen:

V _C + V _D = V _A + V _B,

und die Widerstandswerte 104 a und 106 a werden derart gewählt, daß V _C und V _D das richtige gegenseitige Verhältnis haben, berechnet, wie bereits obenstehend angegeben wurde, abhängig von dem erforderlichen Multiplexgrad.

Wenn infolge Temperaturschwankungen in den Transistoren 100, 100 a oder in der Zener-Diode 108 Schwankungen auftreten, werden die Ströme der Stromquellen 100, 102 und 100 a, 102 a in demselben Sinne und in demselben Ausmaß schwanken, so daß die vier Speisespannungen genau dieselben gegenseitigen Verhältnisse beibehalten.

Namentlich ist es von Bedeutung, daß die Bedingung V _C + V _D = V _A + V _B über einen großen Temperaturbereich nach wie vor erfüllt ist, da damit zugleich gewährleistet ist, daß die mittlere Gleichspannung an dem Flüssigkristall Null ist. Dies ist von Bedeutung für eine gute Lebensdauer von Flüssigkristallen.

Selbstverständlich ist der Widerstand 106 a durch einen Schalter 50 mit dem Schalteingang 51 entsprechend Fig. 3 überbrückt.

Fig. 6 zeigt, wie die Taktimpulssignale C′₂ und C₂ mit Hilfe zweier Inverterschaltungen 130 bzw. 132 aus dem zentralen Taktimpulssignal CLK abgeleitet werden können.

Statt einer einzelnen Inverterschaltung 132 kann auch der Schalter 40 benutzt werden, wenn der Eingang 51 des Schalters 50 mit dem Rückkführungsleiter 30 aus den Fig. 3 und 5 verbunden wird.

Zum Schluß zeigt Fig. 7 für einen Flüssigkristall mit Speicherwirkung die Situation, in der nur für die Reihenerregung eine Hilfsspeisequelle für eine periodische impulsförmige Gleichspannung benutzt wird.

Der Aufbau der Teile Fig. 7a, b und c entspricht dem aus den Fig. 2a, b und c, nur ist nun V _C = 0.

Auf entsprechende Weise wird V _x gleich V _A oder V _B oder V _A + V _B, und V _B wird zu denselben Zeitpunkt wie in Fig. 2 für V _y zugeführt.

Wieder ist V _A + V _B = V _C + V _D und mit V _C = 0 folglich:

V _A + V _B = V _D

Es liegt dabei auf der Hand, V _A = V _B zu wählen.

Für ein Wiedergabeelement in einer selektierten Reihe, das "EIN" werden muß, wird nun

V _x-V _y = V _A + V _B = V _D = 2V _A,

siehe Spalte 21 aus Fig. 7.

Für ein Element in einer selektierten Reihe, das "AUS" bleiben muß, wird V _x-V _y = 0 (Spalte 22). Für Elemente aus einer nicht selektierten Reihe ist immer: V _x-V _y = V _A.

Der Spannungspegel wird derart gewählt, daß entsprechend den Spezifikationen des verwendeten Flüssigkristalltyps eine Spannung 2V _A durchaus ausreicht für das einmalige Einschreiben eines Wiedergabeelementes und eine Haltespannung V _A nicht.

Für die Spannung V _D kann die integrierte Schaltung und nach Fig. 4 ungeändert verwendet werden; aus Fig. 3 entfallen die Teile 43, 44, 50; aus Fig. 5 entfallen 106 a, 50, 112 a und 114 a, der Widerstand 104 a ist nun unmittelbar mit dem Massenleiter 39 verbunden. Von den zwei Ausgleichsdioden 119 a entfällt eine dadurch, daß die Schrittspannung des Transistors 112 a wegfällt.

Da das Signal C₂ nicht erforderlich ist, kann die Inverterschaltung 132 aus Fig. 6 für diesen Anwendungsbereich ebenfalls entfallen.

Abgesehen von der Wahl der Speisespannung V _A = V _B = ½V _D; V _C = 0, entspricht die Wirkungsweise der Steuerschaltung beim Einschreiben einer Wiedergabeanordnung mit einem Flüssigkristall mit Speicherwirkung der Wirkungsweise der Steuerschaltung zum Zeitmultiplex- Erregen einer Wiedergabeanordnung mit einem Flüssigkristall von einem Typ ohne Speicherwirkung aber von der sogenannten RMS-Klasse, d. h. daß die Stellung eines Wiedergabeelementes durch die mittlere Effektivspannung an diesem Element bestimmt wird.

Die Methode zum Löschen eines Flüssigkristalls mit Speicherwirkung ist nicht angegeben. Das Löschen kann auf an sich bekannte Weise durchgeführt werden und ist für den Erfindungsgedanken nicht von Bedeutung.

Fig. 8 zeigt in einem Zeitdiagramm, wie mit geänderten Zeitsignalen eine andere Steuerung der Wiedergabeelemente durchgeführt werden kann unter Verwendung derselben Schaltungsanordnungen nach den Fig. 4 und 5.

Dabei ist davon ausgegangen, daß die Anforderungen, daß die mittlere Gleichspannung an einem Flüssigkristallelement Null sein muß, nicht in jeder Selektionszeit erfüllt zu werden braucht, sondern daß es ausreicht, wenn dieser Wert Null wird bei Mittelung über eine größere Anzahl von Selektionszeiten, wie dies an sich bekannt ist.

Fig. 8a zeigt in drei aufeinanderfolgenden Zeilen die Selektionsspannungen V _x für drei aufeinanderfolgenden Reihen oder Gruppen einer Wiedergabeanordnung, links während eines ersten Bildzyklus BC _2n, rechts während eines darauffolgenden Bildzyklus BC _{2n + 1}. Unter einem Bildzyklus wird die Zeit verstanden, die für ein einziges vollständiges Bild notwendig ist. Für eine Wiedergabeanordnung mit r Reihen oder Gruppen ist diese Zeit gleich r aufeinanderfolgender Selektionszeiten. Während des ersten Intervalls wird:

V _x = V _A + V _B für eine selektierte Reihe und
V _x = V _B für alle nicht selektierten Reihen.

Während des zweiten Intervalls wird:

V _x = 0 für eine selektierte Reihe und
V _x = V _A für alle nicht selektierten Reihen.

Dies kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, daß V _B "EIN" geschaltet wird während aller gerader vollständiger Bilder (BC _2n) und "AUS" während aller BC _{2n + 1} und daß für V _A eine "1" bzw. eine "0" durch das Reihenselektionsschieberegister geschoben wird.

Auch ist es möglich, auf die bereits beschriebene Art und Weise immer eine "1" durch das Schieberegister schieben zu lassen aber periodisch und synchron zu V _B die Taktimpulssignale C₁ und C′₁ umzupolen. Dies kann auf an sich bekannte Weise dadurch erfolgen, daß beispielsweise dem Eingang 92 in Fig. 4 statt des Signals CLK ein Hilfstaktimpuls HC zugeführt wird, wobei in Boole-scher Notierung gilt:

HC = CLK ⊕ V _B oder
HC = CLK ⊕ C₂

wobei das Zeichen ⊕ die "EXKLUSIV-ODER-Funktion" angibt.

Fig. 8b zeigt den Zeitverlauf der Erregungsspannungen für drei Spalten. Die erste Zeile zeigt beispielsweise ein Signal für eine Spalte, deren Wiedergabeelement in der zunächst selektierten Reihe von Fig. 8a "EIN" sein muß, in der darauffolgenden Reihe "AUS" usw., die zweite Zeile ein Spaltensignal für eine Spalte, deren zunächst selektiertes Element "AUS" sein muß usw.

Während eines Bildzyklus BC _2n wird:

V _{y EIN} = 0 und V _{y AUS} = V _D

und während eines Bildzyklus BC _{2n + 1}

V _{y EIN} = V _C + V _D und V _{y AUS} = V _C.

Ebenso wie vorher gilt:

V _A + V _B = V _C + V _D und V _D = 2V _B.

Die Verwirklichung der Spannungen V _y entspricht der der Spannungen V _x, wobei ebenso wie vorher V _B und V _C immer gegenphasig sind.

Weiterhin zeigen Fig. 8c und Fig. 8d die Erregungsspannungen beispielsweise des ersten Elementes der ersten Reihe, das "EIN" sein muß, bzw. des ersten Elementes der zweiten Reihe, das "AUS" sein muß.

Im ersten Fall wird V _x-V _y = V _A + V _B während der Zeit, in der die erste Reihe selektiert ist in BC _2n und V _x-V _y = 0-V _C-V _D = -(V _A + V _B) während dieser ersten Selektionszeit in BC _{2b + 1}.

Während der übrigen (r-1) Selektionszeiten ist V _x-V _y = V _B-V _D = -V _B oder V _x -V _y = +V _B in einer beliebigen Reihenfolge, aber immer bei den Selektionszeiten während BC _{2n + 1} gleich und gegenüber V _x-V _y in der entsprechenden Selektionszeit in BC _2n entegegengesetzt.

Die Bedingung, daß die mittlere Gleichspannung Null sein muß, ist daher genau erfüllt.

Die mittleren Werte für V _EIN und V _AUS sind dieselben wie diejenigen, die bei Fig. 2 beschrieben wurden.

Es ist nicht notwendig, daß eine halbe Periode von C₂ einer völligen Zeit BC entspricht.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel, wobei C₂ während BC _2n periodisch wechselt, beispielsweise bei 64 Reihen alle 21 Selektionszeiten und während BC _{2n + 1} genauso aber in Gegenphase.

Es ist ausreichend, wenn eine halbe Periode von C₂ und damit von V _B und V _C gleich einer ganzen Anzahl Selektionszeiten ist, insofern für entsprechende Selektionszeiten unterschiedlicher vollständiger Bildzyklen C₂ in 50% der Fälle "EIN" ist und in 50% "AUS".

Zusammengefaßt unterscheiden sich die zwei gegebenen Anwendungsbeispiele dadurch, daß die Zeitsignale derart gegeben werden, daß entweder eine Selektionszeit n Perioden von C₂ zählt mit n = 1, 2, 3 usw., bzw., daß eine halbe Periode von C₂ gleich n Selektionszeiten ist.

Die in den Figuren beschriebenen Schaltungsanordnungen sind nur als Beispiele möglicher Ausführungsformen einer Wiedergabenanordnung mit Steuerschaltung gegeben. Im Rahmen der Erfindung sind viele Abwandlungen möglich, wie beispielsweise die Wahl der angewandten Transistortechnologie. In Fig. 6 können die als npn- und pnp-Transistoren dargestellten Transistoren auch völlig oder teilweise durch andere Typen von Schaltungselementen ersetzt werden, beispielsweise durch MOS-Transistoren.

Auch ist es für den Erfindungsgedanken nicht von Bedeutung, eine CMOS-integrierte Schaltungsanordnung wie die HLCD 0438 zu verwenden, während auch die als Beispiel gegebene innere Organisation dieser integrierten Schaltung verschiedenartig geändert werden kann.

Weiterhin dürfte es einleuchten, daß es beispielsweise für Wiedergabeanordnungen auch möglich ist, eine Reihenselektionszeit gleich zwei oder mehr ganzen Perioden einer impulsförmigen Gleichspannung zu wählen. Die mittlere effektive Steuerspannung V _x-V _y wird dadurch nicht beeinflußt.

Schließlich ist es möglich, die Zener-Diode 108 durch eine einstellbare Bezugsspannungsquelle für die Basiselektroden der Transistoren 100, 100 a zu ersetzen.

Ändert man die Bezugsspannung, so werden sich die von den Stromquellen 100, 102 bzw. 100 a, 102 a gelieferten Ströme gleichsinnig und in gleichem Maße ändern. Damit ändern sich auch die Spannungen V _A, V _B, V _C und V _D in demselben Sinne aber mit gleichbleibenden gegenseitigen Verhältnissen. Damit können V _EIN und V _AUS auf die günstigen Werte gegenüber der Schwellenspannung des Flüssigkristalls eingestellt werden.

Da diese Schwellenspannung im allgemeinen ziemlich stark temperaturabhängig ist, kann man auch durch Änderung der Bezugsspannung den erforderlichen Temperaturausgleich erreichen.

Wenn von einem oder mehreren Temperaturfühlern, beispielsweise von einem Meßsegment in dem Flüssigkristall, Gebrauch gemacht wird, kann dieser Temperaturausgleich auch dadurch erreicht werden, daß auf an sich bekannte Weise die Bezugsspannung automatisch geregelt wird.

Claims

1. Wiedergabeanordnung mit einem Flüssigkristall, die einen Wiedergabeschirm mit einer Anzahl von Wiedergabeelementen mit je einer ersten und einer zweiten Elektrode aufweist, welche Wiedergabeelemente in mindestens zwei Gruppen aufgeteilt sind, wobei die ersten Elektroden einer Gruppe von Wiedergabeelementen durch einen Selektionsleiter je Gruppe miteinander verbunden sind und die zweiten Elektroden entsprechender Wiedergabeelemente der jeweiligen Gruppen durch jeweils einen Erregungsleiter miteinander verbunden sind, welche Wiedergabeanordnung weiterhin eine Steuerschaltung mit einer Anzahl von Reihenselektionsschaltern zum Selektieren der Gruppen von Wiedergabeelementen in zyklischer Reihenfolge während jeweils einer Reihenselektionszeit und mit einer Anzahl von Erregungsschaltern zum Erregen der Wiedergabeelemente einer selektierten Gruppe, eine erste Spannungsquelle für die Reihenselektionsschalter und eine zweite Spannungsquelle für die Erregungsschalter zur Erzeugung je eines Analogsignalpaares aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Spannungsquelle (32, 33, 34, 40 bzw. 42, 43, 44, 50) für die Reihenselektionsschalter sowie für die Erregungsschalter durch die zwischen einem gemeinsamen Masseleiter (39) der Anordnung und den Reihenselektionsschaltern (25, 26) sowie den Erregungsschaltern (27, 28) angeordnete Serienschaltung einer konstanten Gleichspannungsquelle (32 bzw. 42) und einer Hilfsspeisequelle (33, 34; 43, 44), die durch einen parallel zu dieser angeordneten Schalter (40, 50) periodisch kurzgeschlossen wird, gebildet ist,
b) das eine Signal jedes Analogsignalpaares an dem Verbindungspunkt zwischen Gleich- und Hilfsspannungsquelle und das andere an einem dem Verbindungspunkt gegenüberliegenden Pol der Gleichspannungsquelle abgegriffen werden und beide Signale über die periodisch geschalteten Reihenselektions- sowie Erregungsschalter abwechselnd den ersten sowie den zweiten Elektroden zugeführt werden,
c) für selektierte Wiedergabeelemente die parallel zur Hilfsspeisequelle angeordneten Schalter (40, 50) und die Reihenselektionsschalter (25, 26) bzw. die Erregungsschalter (27, 28) gleichphasig und für nicht selektierte Wiedergabeelemente gegenphasig geschaltet werden.

2. Wiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenselektionszeit der Dauer einer oder mehrerer ganzer Perioden der impulsförmigen Gleichspannung entspricht.