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Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevoriohtung
mit Flüssigkristallzellen, die jeweils zwei parallel im Abstand voneinander angeordnete
dielektrische Träger aufweisen, welche jeweils mit Leitschichten beschichtet sind
und zwischen denen ein Flüssigkristall eingeschlossen St, wobei mindestens ein Träger
mit der darauf befindlichen leitschicht optisch transparent ist, und mit einer Treiberschaltung
für die Flüssigkristallzellen.
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l'ssigkristallzellen umfassen Elektroden, welche aus Metalloxidfilmen
bestehen, die im allgemeinen auf zwei transparenten vrJgern aufgebracht sind, etwa
auf Glasplatten. Durch Aneiner elektrischen Spannung an die Elektroden lassen icn
Informationen darstellen, etwa Zahlen, Buchstaben, Zeichen und dergleichen, indem
die Spannung an bestimmte der Elektrodenegmente angelegt wird.
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Die Unterteilung der Elektroden in Segmente und die Art der Speisung
der Elektroden hat von der Art der Trelberschaltung an Man verwendet bisher eine
statische Treiberschaltung und eine dynamische Treiberschaltung.
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Bei einer statischen Treiberschaltung ist die eine Elektrode als Sammelelektrode
an die Spannung angelegt, während d e andere Elektrode in eine Anzahl von Elektrodengruppen
unter teilt ist, welche jeweils aus einer Anzahl Elektroden besteht, wie sie zur
Darstellung einer Information erforderlIch st, wobei die an diese Elektroden angelegte
Spannung durch Inforrnationssignale und Spaltensignale gesteuert wird.
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Dtnamlsche Treiberschaltungen sind Zeitteilungsschaltungen, bei denen
einander gegenüberliegende Elektroden jeweils in eine Anzahl von Elektrodengrup.pen
unterteilt sind, wobei Jede Gruppe aus einer Anzahl von Elektrodensegmenten besteht,
die zur Darstellung der Information erforderlich sind, und wobei die an eine Elektrodengruppe
angelegte elektrische Spannung durch Informationssignale gesteuert wird, während
die Spannung an der anderen Elektrodengruppe durch Spaltensignale gesteuert wird.
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5 hat sich bisher gezeigt, daß die Anwendung eier dynamischen Treiberschaltung
schwierig ist, da Flüssigkristalle eine beträchtliohe Anstiegszeit und Abfallzeit
haben in Vergleich zu anderen Anzeigevorrichtungen, etwa Nixiröhren, Lumineszenzdioden
usw..
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche ein Minium an externen Anschlüssen
aufweist, eie hohe Lebensdauer hat und in Verbindung mit einer dynamischen Treiberschaltung
geringe Umschaltzeiten aufweist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß die eine Leitschicht
auf dem einen Träger jeder Flüssigkristallzelle jeweils in eine Anzahl von Elektrodensegmenten
unterteilt ist, deren Anschlußbahnen an einem Randbereich des zugeordneten Trägers
verlaufen, daß einander entsprechende Elektrodensegnente
aller Flüssigkristallzellen
jeweils an dem Randbereich m eir,ander verbunden sind, daß die Leitschicht auf den
anderen Träger jeder Flüssigkristallzelle eine Sammelelektrode bildet, und daß die
Treiberschaltung einen Ausg2r.g für jede Elektrodensegmentgruppe sowie einen Ausgang
für jede Sammelelektrode aufweist.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichzungen an
mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend be-5 ärieben.
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Figur 1 ist eine Jchnittansicht durch einen Flüssigkristall nach
der Erfindung.
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Figur 2 ist eine Draufsicht auf den Flüssigkristall nach Figur 1.
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Figur a. ist ein Schnitt längs der Linie X-X von Figur 2.
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Figur b ist eine der Figur 3a entsprechende Ansicht eier abgeänderten
Ausführungsform.
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Figur 4 ist eine Draufsicht auf einen Flüssigkristall mit einer reflektierenden
Elektrode.
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Figur 5 zeigt Kurvendarstellungen an den verschiedenen Ausgängen
einer Treiberschaltung nach Figur 6.
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Figur 6 ist ein Blockschaltbild einer Treiberschaltung nach der Erfindung.
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Figur 7 ist ein Blockschaltbild eines Teiles der Treiberschaltung
nach Figur 6.
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Figuren 8a bis 8f zeigen Kurvendarstellungen der Signale an verschiedenen
Stellen der Schaltung nach Figur 7.
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Figur 9 ist ein Blockschaltbild entsprechend Figur 7 einer abgeänderten
Ausführungsform einer Treiberschaltung.
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Figuren lOa bis 10f zeigen Kurvendarstellungen der Signale an verschiedenen
Stellen der Schaltung nach Figur 9.
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Der in Figur 1 dargestellte Flüssigkristall 100 umfaßt eine transparente
Elektrodenplatte 10, die aus einem transparenten Träger besteht, etwa einer Glasplatte,
auf die ein Metalloxidfilm als transparente Elektrode 12 aufgebracht ist. Der Metalloxidfilm,
etwa Zinnoxid oder Iridiumoxid, ist beispielsweise durch Vakuumverdampfung auf den
Träger aufgebracht.
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Der Flüssigkristall umfaßt ferner eine reflektierende Elektrodenplatte
13, die aus einem transparenten Träger 14 und einer darauf befindlichen reflektierenden
Elektrode 15 besteht, welche aus einem Metalloxid gebildet ist, etwa aus Aluminiumoxid.
Zwischen den Elektrodenplatten 10 und 13 liegt ein Flüssigkristall 17, der durch
Isolierbarren 16 eingeschlossen ist. Um ein Ausfließen des Flüssigkristalls 17 zu
vermeiden und um einen vorgegebenen Abstand zwischen den Elektrodenplatten 10 und
13 aufrecht zu erhalten, sind die Isolierbarren 16 mit den Oberflächen der Elektroden
15 und 12 verbunden. Letztere weisen Anschlußenden 18, 19 für den Anschluß des Fldssigkristalls
an eine äußere Schaltung auf.
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Figur 2 zeigt in Draufsicht die transparente Elektrodenplatte 10 in
der Ebene der transparenten Elektrode 12 zum Anzeigen einer vierstelligen Zahl.
Jede der Ziffern ist durch sieben Elektrodensegmente 61, 62, 63, 64, 65, 66 und
67 gebildet.
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Die Ziffer 1 wird z.B. durch die Elektrodensegmente 62, 65 dargestellt,
die Ziffer 2 durch die Elektrodensegmente 51, 62, 54, 66 und 67, die biffer 3 durch
die Elektrodensegmente 61, 62, 64, 65 und 67, und die Ziffer 0 durch die Elektrodensegmente
61, 62, 63, 65, 66 und 67. Das Elektrodensegrnent 68 dient zum Darstellen eines
Punktes.
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Eine vierstellige Zahl wird durch die Elektrodensegmentgruppen 121,
122, 123 und 124 gebildet, welche jeweils Elektrodensegmente 61 bis 68 umfassen,
die durch Unterteilung der transparenten Elektrode 12 gebildet sind. Von den vlektrodensegmenten
61, 63, 68, 65, 67, 66, 62 und 64 der Elektrodensegmentgruppen 121, 122, 123 und
124 sind jeweils Anschlußleitungen 131, 133 .... 138 an den Randbereich des transparenten
Trägers 11 geführt und jeweils mit den Ausgängen 31 bis 38 der Treiberschaltung
30 verbunden, und zwar über Anschlußleitungen 18. Es sind ferner Leitungsbahnen
21, 22, 23, 24, 25 und 26 vorgesehen, die zum Veriden der Elektrodensegmente 61,
63, 68, 65, 57 bzw. 66 der Elektrodensegm.entgruppen 121 bis 124 untereinander dienen.
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Der Anschluß der Leitungsbahnen erfolgt mittels eines Leitbindemittels
40, welches beispielsweise ein leitendes Beschichtungsmittel mit einem Gehalt an
Palladium ist. Zum VermeIden von Kurzschlüssen unter den Leitungsbahnen dient ein
elektrisches Isoliermittel 50, etwa Siliziumoxid.
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Zur Herstellung wird zuerst die transparente Elektrodenplatte 11,
etwa eine Glasplatte, mit Elektrodensegmentgruppen 121, 122, 123 und 124 aus Zinnoxid
oder Iridiumoxid in an sich bekannter Weise durch Vakuumverdampfung hergestellt,
ebenso die Anschlußleitungeri 131 bis 137. Das Leitbindemittel 40 und das elektrische
Isoliermittel 50 werden sodann in der no;tigen Menge und Lage aufgebracht und die
Leitungsbahnen 21 bis 26 damit verbunden. In Figur 2 zeigen die strichpunktierten
Linien 16' die Lage der Isolierbarren 16 von Figur 1 an.
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Figur 3a zeigt einen Schnitt längs der Linie X-X von Figur 2 und läßt
insbesondere ein Elektrodensegment 67 und eine Leitungsbahn 138 auf dem transparenten
Träger 11 erkennen. Das Leitbindemittel 40 und das Isoliermittel 50 sind jeweils
auf das Elektrodensegment 67 bzw. die Leitungsbahn 138 in an sich bekannter Weise
aufgebracht, etwa durch ein Fotoätzverfahren. Die Leitungsbahn 26 wird mittels eines
leitfähigen Beschichtungsmittels, welches Zinnoxid oder Falladiumoxid enthält, aufgebracht,
etwa durch Vakuumverdampfung oder Fotoätzung. Auf diese Weise ist das Elektrodensegment
67 elektrisch mit der Leitungsbahn 26 durch das Leitbindemittel 40 verbunden, während
die Leitungsbahn 138 von der Leitungsbahn 26 durch das Isoliermittel 50 isoliert
wird.
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Figur 3b zeigt eine der Figur 3a entsprechende Schnittansicht einer
abgeänderten Ausführungsform. Wie bei Figur 2 ist der das Elektrodensegment 67 und
die Leitungsbahn 138 aufweisende Oberflächenbereich auf dem transparenten Träger
11 hergestellt und gleichmäßig mit einem Isoliermittel 15 beschichtet, etwa einem
Epoxydharz, mit Ausnahme des Bereiches, an dem das Leitbindemittel 40 aufgebracht
werden soll. Sodann wird die Leitungsbahn 26 aufgelegt und durch Leitbindemittel
i40 mit den darunterliegenden Teilen elektrisch verbunden.
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Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die reflektierende Elektrode 15
der reflektierenden Elektrodenplatte 13 von Figur 1. Auf dem transparenten Träger
14 sind reflektierende Elektroden 151, 152, 153, 154 in Form von Metallfilmen aufgebracht,
etwa aus Aluminium. Die Anschlußleitungen 19 dienen zum Verbinden der Ausgänge 1D,
2D, 3D und 4D der Treiberschaltung 76 mit den Elektroden 151, 152, 153 bzw. 154.
Diese Elektroden werden aus einem transparenten Leitmaterial hergestellt, etwa aus
Zinnoxid, und sodann die Anordnung mit einem Flilssigkristall befüllt. Die unterbrochenen
Linien 16' in Figur 4 zeigen wiederum die Lage der Isolierbarren 16.
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Es sei angenommen, daß vier Ziffern dargestellt werden sollen, z.B.
die Zahl 1234. Die transparente Elektrodenplatte 10 und die reflektierende Elektrodenplatte
13 sind so angeordnet, daß die Elektrodensegmentgruppen 121, 122, 123 und 124 den
reflektierenden Elektroden 151, 152, 153 bzw. 154 durch den Flüssigkristall 17 im
Abstand der Isolierbarren 16 gegenüberliegen, und die Spalten der Elektrodensegnentgruppen
121 bis 124 bilden jeweils die erste, zweite, dritte bzw. die vierte Spalte.
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figur 5 zeigt Kurvendarstellungen für die Anzeige verschiedener Ziffern.
Beim Anzeigen in der ersten Spalte wird ein Signal lediglich an den Ausgang 1D der
Treiberschaltung 76 geleitet und zugleich von einem Register 71 die Ziffer 4 in
den Konverter 73 eingespeist.
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Das der Ziffer 4 entsprechende Signal gelangt über die Ausgange 32>
34, 37 und 38 und über die Treiberschaltung 30 an die Elektrode 15 und an die Elektrodengruppen
121, 122, 123 und 124, wodurch die Ziffer 4 in der ersten Spalte angezeigt wird.
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Da der Flüssigkristall erregt wird, wenn eine die Schwellspannung
übersteigende Signalspannung an den Elektroden desselben angelegt wird, läßt sich
eine Signalspannung verwenden derart, daß die Spannung zwischen den Enden nur dann
hoher als die Schwellspannung wird, wenn Signale an beiden Enden angelegt sind,
während die Potentialdifferenz kleiner ist als die Schwellspannung, wenn Signale
nur an einem Ende angelegt sind.
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Eei der Anzeige in der zweiten Spalte gelangt ein Signal lediglich
an den Ausgang 2D der Treiberschaltung 76 und zugleich wird die Ziffer 3 aus dem
Register 71 in den Konverter 73 gegeben. Das der Ziffer 3 entsprechende Signal gelangt
über die Ausgänge 31, 34, 35> 37 37 und 38 und durch die Treiberschaltung
30
an die Elektrode 152 bzw. die Elektrodengruppen 121, 122, 123 und 124.
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Auf ähnliche Weise werden die Ziffern 2 in der dritten Spalte und
die Ziffer 1 in der vierten Spalte zyklisch nacheinander wiedergegeben.
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Wenn eine Schwellspannung an beiden Enden des Flüssigkristalls anliegt,
so daß ein Strom in einer vorbestimmten Richtung durch den Flüssigkristall fließt,
so tritt eine chemische Veränderung in demselben auf, so daß die Lebensdauer begrenzt
ist. Es ist daher besser, daß Anlegen der Schwellspannung an den Flüssigkristall
so zu steuern, daß der Stromfluß durch denselben periodisch umgekehrt wird, daß
also eine Wechsel spannung als Treiberspannung verwendet wird.
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Figur 6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
nach der Erfindung zur Anzeige von vier Spalten von Ziffern. Die in Figur 6 ebenfalls
dargestellte Treiberschaltung umfaßt einen Taktgenerator 70, der das Register 71
speist sowie einen Dezimalzähler 74 und einen Impulsgenerator 75. Das Register 71
weist eine Ringleitung 72 auf. Der Konverter 73 empfängt Signale aus dem Register
71 und dem Dezimalzähler 74 und überträgt ein verarbeitetes Signal an die Treiberschaltung
30. Der Flüssigkristall 100 weist Elektrodensegmentgruppen 121 bis 124 auf, die
jeweils in acht Elektrodensegmente unterteilt sind, wobei gleiche Segmente in diesen
Elektrodengruppen jeweils untereinander verbunden und mit jeweils einem der Ausgänge
31 bis 38 der Treiberschaltung 30 verbunden sind. Die reflektierenden Elektroden
151 bis 154 sind jeweils mit einem der Ausgänge 1D bis 4D der Treiberschaltung 76
verbunden, welche von dem Pulsgenerator 75 gesteuert wird. Wenn eine Information
in der ersten Spalte angezeigt werden soll,
ird der entsprechende
Signalinhalt aus dem Register 71 in den Konverter 73 überführt und der Ausgang des
Impulsgenerators 75 wird durch den Taktgeber 70 so gesteuert, daß lediglich der
Ausgang 1D der Treiberschaltung 76 ein Signal führt. Auf die gleiche Weise werden
die Inhalte für die zweites dritte und vierte Spalte zur Anzeige verarbeitet.
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An bestimmten Stellen der Ausgänge 31 bis 38 der Treiberschaltung
30 werden sodann Signale erzeugt, die an die Elektrodensegmentgruppen 121 bis 124
geleitet werden und da lediglich eine der reflektierenden Elektroden 151 bis 74
eine Steuerspannung führt, erfolgt eine Anzeige lediglich nier, während die anderen
Spalten dunkel bleiben.
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Figur 7 zeigt die Ausbildung der Treiberschaltungen 30 und 76 im einzelnen.
Jede der logischen Schaltungen 80 umfaßt zwei J'JD-Gatter 81 und 82 mit je zwei
Eingängen sowie ein ODER-Gatter 83, dessen Eingänge mit den Ausgängen der beiden
UND-Satter verbunden sind, und schließlich einen Verstärker 84 zum Verstärken des
Ausgangssignals des ODER-Gatters 83 zum Erzeugen einer Treiberspannung E'V für den
Flüssigkristall 100.
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Die Ziffern 101 bis 114 bezeichnen Inverter. Ferner sind die Widerstände
R und Kondensatoren C in der Treiberschaltung 30 enthalten, wobei die Widerstände
R jeweils eine logische Schaltung 80 mit einem Ausgangsanschluß 31 bis 38 des Flüssigkristalls
100 verbinden und die Kondesatoren C jeweils an einen dieser Ausgangsanschlüsse
führen und mit ihren anderen Anschlüssen zusammengeschaltet und an den Ausgang des
Inverters 101 angeschlossen sind. Die Ausgänge 13, 2D, 3D und 4D der Treiberschaltung
76 werden jeweils von den Eingangssignalen 1D' 2D', 3D' bzw. 3D' gesteuert, welche
von dem Impulsgenerator 75 5tarmen. In ähnlicher Weise steuern die Signale 31' bis
38', zwar von dem Konverter 73 herkommen, die Ausgänge 31 bis 38 der Treiberschaltung
30. An den Eingang des Inverters 101 wird ein ochfrequenzimpuls HF angelegt, der
auch noch an die einen Eingänge der UND-Gatter 82 der Treiberschaltung 76 gelangt.
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Ferner werden die logischen Schaltungen 80 noch durch Niederfrequenzimpulse
LF angesteuert, und zwar sind die einen Eingänge der UND-Gatter 81 der Treiberschaltung
76 zusammengeschaltet und mit dem Ausgang des Inverters 102 verbunden, der das Niederfrequenzlmpulssignal
LF invertiert.
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Die anderen Eingänge der UND-Gatter 81 und 82 werden von den Steuersignalen
1D', 2D, 3D' und 4D' angesteuert, und zwar die Eingänge der UND-Gatter 81 direkt
und die der UND-Gatter 82 über Inverter 103, 104, 105 bzw. 106.
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Die Eingänge der UND-Gatter 81 und 82 der logischen Schaltungen 80
der Treiberschaltung 30 sind auf folgende Weise verbunden: die einen Eingänge der
UND-Gatter 81 sind zusammengeschaltet und an den Ausgang des Inverters 102 angeschlossen.
Die einen Eingänge der UND-Gatter 82 sind zusammengeschaltet und an den Eingang
für den Niederfrequenzimpuls LF angeschaltet. Die anderen Eingänge der UND-Gatter
81 und 82 sind mit den Eingängen für die Dignale 31' bis 38' verbunden, und zwar
die Eingänge der UND-Gatter 81 über Inverter 107 bis 140 und die der anderen UND-Gatter
82 direkt.
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Die Wirkungsweise der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach den Figuren
6 und 7 ist anhand der Figuren 8a bis f erläutert.
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Es sei angenommen, daß die vierstellige Zahl 1234 angezeigt werden
soll. In den Figuren 8a und 8b ist gezeigt, daß der Niederfrequenzimpuls LF von
der Reaktionszeit des Flüssigkristalls und der Anzahl der anzuzeigenden Spalten
abhängt.
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Der Hochfrequenzimpuls HF hat eine höhere Frequenz als der Abschaltfrequenz
des Flüssigkristalls entspricht. Die Signale 1D' bis 4Dt für die Treiberschaltung
76 werden in einem ununterbrochenen Zyklus entsprechend der anzuzeigenden Spalten
erzeugt. Daher führen die Ausgänge 1D bis 4D der logischen Schaltungen 80, die durch
die Niederfrequenzimpulse LF und die Hochfrequenzimpulse HF gesteuert werden, Signale
mit Wellenformen, welche kombiniert sind aus einem Impuls mit einer Potentialdifferenz
E' und einem Hochfrequenzimpuls mit
einer Amplitude E', wie in
Figur 8a dargestellt ist. Die Signale 31' bis 38' für die Treiberschaltung 30 werden
jeweils in einer solchen Zusammenstellung erzeugt, daß die Ziffer 4 in der ersten
Spalte, die Ziffer 3 in der zweiten Spalte, die Ziffer 2 in der dritten Spalte und
die Ziffer 1 in der vierten Spalte angezeigt werden. Die Ausgänge der logischen
Schaltungen 80, die von dem Niederfrequenzimpuls LF gesteuert werden, werden über
die Widerstände R und Kondensatoren C, welche eine wesentliche Größe haben, beeinflußt,
und jeder Ausgang umfaßt einen Impuls mit einer Potentialdifferenz E' und einem
Hochfrequenzimpuls mit der Amplitude E, die gemäß Figur 8b überlagert sind. Figur
8c zeigt Wellenformen, welche die Potentialdifferenzen zwischen den Elektroden des
Flüssigkristalls und der ersten Spalte anzeigen, wenn die Zahl 1234 in dem Flüssigkristall
100 nach Figur 7 angezeigt wird, das heißt die Potentialdifferenzen an den Elektrodensegmenten
61 bis Ss von Figur 6 und der reflektierenden Elektrode 151 von Figur 4 mit der
Elektrode 151 als Bezugselektrode. Die in Klammer gesetzten Ziffern 1 bis 8 in Figur
8c bezeichnen jeweils Potentiale der Elektroden 61, 63, 68, 65, 67, 66, 62 bzw.
64 in bezug auf die Elektrode 151, und man erkennt, daß fünf Zustände möglich sind,
nämlich die Zustände D, E, F mit einer bestimmten Polarität und die Zustände D'
und F' mit einer gegenüber den Zuständen von D und F entgegengesetzten Polarität.
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Die Figuren 8d, 8e und 8f dienen zur Erläuterung der Zustände D, E
und F von Figur 18. Figur 8d zeigt, daß ein Hochfrequenzimpuls HF mit einer Amplitude
E einer Gleichspannungskomponente X überlagert ist entsprechend einem Signal (E'
- E/2) in bezug auf das Bezugspotential P. Wenn dieses Signal größer ist als die
Schwellspannung des Flüssigkristalls, wird dieser erregt und leuchtet. Da die Schwellspannung
eines Flüssigkristalls beim Betrieb mit Gleichstrom im allgemeinen zwischen 6 und
8 Volt liegt, werden die Spannungen E' und E also so gewählt,
daß
die Signalspannung (E' - E/2) höher als 8 Volt werden kann.
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Figur 8e zeigt, daß der Hochfrequenzimpuls HF mit der Amplitude E
um das Bezugspotential P pendelt. Oblicherweise ist die Abschaltfrequenz des Flüssigkristalls
höher als 2 KHz. Wenn die Frequenz des Hochfrequenzimpulses HF auf einen noch höheren
Wert eingestellt wird, leuchtet der Kristall daher nicht auf.
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Figur 8f zeigt einen Hochfrequenzimpuls der Amplitude (E' + E) (mit
der Frequenz des Hochfrequenzimpulses HF), der um eine Nullinie entsprechend dem
Bezugspotential P + E'/2 pendelt.
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Wenn der Wert EY2 kleiner gehalten wird als die Schwellspannung des
Flüssigkristalls in Wechselstrombetrieb, leuchtet der Flüssigkristall nicht auf.
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Figur 8c zeigt, daß die Zustände D und F' entgegengesetzte Polarität
haben wie die zugeordneten Zustände D und F, wobei die Gleichspannungskomponente
Y des Zustandes D gleich (E' - E/2) ist. Mit anderen Worten, die Gleichspannungskomponente
X zeigt an, daß der Strom von den Elektroden 63, 65, 62 und 64 zur Elektrode 151
fließt, während die Gleichspannungskomponente Y zeigt, daß Strom von den Elektroden
63r 65, 62 und 64 zur Elektrode 151 fließt.
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Wenn also die Zahl 12314 in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß Figur 7 angezeigt wird, so erscheint die Ziffer 4 lediglich in der ersten
Spalte. Auf dieselbe Weise erscheinen die Ziffern 3, 2 und 1 jeweils in der zweiten,
dritten bzw. in der vierten Spalte.
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Gemäß Figur 7 ist am Ausgang jeder logischen Schaltung 80 ein RC-Glied
mit dem Widerstand R und dem Kondensator C vorgesehen. Derartige RC-Glieder können
jedoch statt dessen
auch an den Ausgängen einer der Treiberschaltungen
30 und 76 angebracht sein, welche eine geringere Anzahl von Eingängen und Ausgängen
aufweisen, wobei die Treiberschaltung 76 von dem Miederfrequenzimpuls LF, dem Ausgang
LF des Inverters 101 und dem Ausgang HF gesteuert wird, während die Treiberschaltung
30 von dem Ausgang LF des Inverters 102 gesteuert wird. Hierdurch wird die Anzahl
der erforderlichen Bauteile verringert.
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Figur 9 zeigt eine andere Ausführungsform der Treiberschaltungen 30
76, die gegenüber der Schaltung nach Figur 7 abgeändert ist, wobei gleiche Bauteile
mit gleichen Bezugsziffer versehen sind. Es sind logische Schaltungen 80' und 80"
vorgesehen, welche jeweils UND-Gatter 81 und 82 mit je zwei Eingängen umfassen,
sowie ein ODER-Gatter 83 mit wei Eingangen, die jeweils mit den Ausgängen der UND-Gatter
verbunden sind, und entweder einen Verstärker 85 zum Verstärken der Ausgangsspannung
des ODER-Gatters auf die zum Betrieb des Flüssigkristalls erforderliche Spannung
2 ED oder einen Verstärker 86 zum Erzeugen der Treiberspannung 2 ES für dieselben.
Die Signale 1D' bis 4D', die die Ausgänge 1D bis 4D steuern, gelangen von dem Impulsgenerator
75 (siehe Figur 6) zu der Treiberschaltung 76. Auf ähnliche Weise werden die Steuersignale
31' bis 38', die die Ausgänge 31 bis 38 der Treiberschaltung 30 steuern, von dem
Konverter 73 an die Treiberschaltung 30 geleitet. Die Eingänge der ID-Gatter 81
und 82 der logischen Schaltungen 80' der Treiberschaltung 76 sind in der folgenden
Weise angeschlossen.
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Die einen Eingänge der UND-Gatter 81 sind zusammengeschaltet und an
den Ausgang des Inverters 102 angeschlocsen, der die niederfrequenten Impulse invertiert.
Die einen Eingänge der UND-Gatter 82 sind ebenfalls zusammengeschaltet und an den
Eingang für die hochfrequenten Impulse HF angeschlossen. Die anderen Eingänge der
UND-Gatter 81 und 82 sind an die Einzwänge für die Signale 1D, 2D', 3D' und 4D'
angeschlossen, und zwar die Eingänge der UND-Gatter 81 direkt und diejenigen
der
UND-Gatter 82 über die Inverter 103, 104, 105 bzw. 106.
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Die Ausgänge 1D bis 4D der logischen Schaltungen 80' sind mit dem
Flüssigkristall 100 verbunden. Die Eingänge der UND-Gatter 81 und 82 der logischen
Schaltungen 80' in der Treiberschaltung 30 sind auf folgende Weise angeschlossen:
Die einen Eingänge der UND-Gatter 81 sind zusammengeschaltet und an den Ausgang
des Inverters 102 angeschlossen, während die einen Eingänge der UND-Gatter 82 zusammengeschaltet
und an den Anschluß für die Niederfrequenzimpulse LF angeschaltet sind. Die anderen
Eingänge der UND-Gatter 81 sind an die Signaleingänge 31', 32' .... 38' angeschlossen,
und die anderen Eingänge der UND-Gatter 82 an die Ausgänge der Inverter 107 bis
114, deren Eingänge an die Signaleingänge 31t bis 38' jeweils angeschaltet sind.
Die Verstärker 86 verstärken die Ausgangsspannung auf den für den Betrieb der Flüssigkristalle
erforderlichen Spannungswert 2E . Die Ausgänge 31 bis 38 der logischen Schaltungen
80 sind mit dem Flüssigkristall 100 verbunden.
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Im folgenden ist der Betrieb dieser Flüssigkristalianzeigevorrichtung
beschrieben, und zwar für die Darstellung der Zahl 1234, wobei die einzelnen Wellenformen
anhand der Figur 10 erläutert sind.
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Da die Signale lD' bis 4D', die an den Niederfrequenzimpulsanschluß,
den Hochfrequenzimpulsanschluß und die Treiberschaltung 76 gelangen, und die Signale
31' bis 38', die an die Treiberschaltung 30 gelangen, den Signalen bei Figur 8a
entsprechen, sind sie in Figur 10a nicht miteinbezogen.
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Die Ausgänge 1D bis 4D der logischen Schaltungen 80', welche durch
die Hochfrequenzimpulse HF, die Niederfrequenzimpulse LF gesteuert werden, sind
kombiniert zu Impulsen mit einer Potentialdifferenz 2ED. Die Ausgänge 31 bis 38
der logischen Schaltungen 80", die von den Niederfrequenzimpulsen LF gesteuert werden,
sind zu Wellenformen der Potentialdifferenz 2ES kombiniert, wie auch aus Figur lOa
hervorgeht.
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Figur lOb zeigt die Wellenformen der Potentialdifferenzen an den Elektroden
der ersten Spalte des Flüssigkristalls QO für die Anzeige der Zahl 1234, wobei die
Elektroden 151 als Bezugselektroden genommen sind, auf die die Potentialdifferenzen
der Elektrodensegmente 61 bis 68 in der Elektrodensegmentgruppe 121 von Figur 2
(oder Figur 6) und den reflektierenden Elektroden 151 in Figur 4 (oder Figur 6)
bezogen sind.
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In n Figur lOb bezeichnen die eingeklammerten Ziffern 1 bis 8 jeweils
die Potentiale an den Elektroden 61, 63, 68, 65, 67, 66, 62 bzw. 64 in Bezug auf
die Elektroden 151, und es sei erwähnt, daß sechs verschiedene Potentialstufen möglich
sind, nämlich D, E und F, sowie deren zahlenmäßig gleiche Werte entgegengesetzter
Polarität D', E' und F'.
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Die Figuren lOd, lOe und lOf zeigen Zustände D, v bzw. F von Figur
lOd im einzelnen.
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Figur 10 läßt erkennen, daß die Gleichspannungskomponente Y', das
heißt ED-ES, in bezug auf das Bezugspotential P angelegt ist. Wenn die Potentialdifferenz
ED -E5 kleiner ist als die Schwellspannung des Flüssigkristalls bei Gleichspannungsbetrieb,
leuchtet derselbe nicht auf. Figur lOe zeigt, daß die Gleichspannungskomponente
X entsprechend ED +E5, in bezug auf das Bezugspotential P angegeben ist. Wenn die
Potentialdifferenz ED+ES größer ist als die Schwellspannung des Flüssigkristalls
bei Gleichspannungsbetrieb, leuchtet letzterer auf. Figur lOf zeigt die Hochfrequenzimpulse
der Amplitude 2 (ED+ES), die um ein Potential schwanken, welches um den Wert EF
höher ist als das Bezugspotential P. Wenn der Wert E kleiner ist als die Schwellspannung
des Flüssigkristalls, erfolgt keine Anzeige.
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Man erkennt aus Figur lOc, daß die Zustände D', E' und F'
sich
lediglich durch ihre Polarität von den Zuständen D, E bz. F unterscheiden, so daß
also die GleichspannungskompQnente ' in dem Zustand D' den Wert hat: -(ED-ES), während
die Gleiehspannungskomponente Y in dem Zustand E' den Wert hat: -(ED-ES). Figur
lOb zeigt, daß die Gleichspannungskomponenten X und Y' von den Elektroden 61 bis
68 zu den Elektroden 151 verlaufen, während die Gleichspannungskomponenten X' und
Y von den Elektroden 151 zu den Elektroden 61 bis 68 verlaufen, also umgekehrt.
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Auf diese Weise wird beim Anzeigen der Zahl 1234 mit der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
100 nach Figur 7 lediglich die Ziffer 4 in der ersten Spalte angezeigt. In ähnlicher
Weise erfolgt eine Anzeige der Ziffer 3 in der Spalte 2, der Ziffer 2 in der Spalte
3 und der Ziffer 1 in der Spalte 4, Figur l0c zeigt die Beziehungen zwischen der
verstärkten Spannung 2ED des Verstärkers 85 und der verstärkten Spannung 2ES des
Verstärkers 86, die jeweils auf der Basis des Potentials Eg wie dargestellt verteilt
sind, wobei die Spannung 2E5 niedriger ist als die Spannung 2ED Wie vorhergehend
im einzelnen beschrieben, bilden die Elektroden transparente, leitende Filme auf
zwei transparenten Trägern, wobei die Elektrode auf dem einen Träger in eine Anzahl
Elektrodensegmente unterteilt ist, wobei von jedem Elektrodensegment eine Leitung
an den Randbereich des transparenten Trägers führt und soviel Elektrodensegmentgruppen
vorgesehen sind, wie zur Darstellung der Information erforderlich sind.
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Gleiche Elektrodensegmente in verschiedenen Gruppen sind jeweils miteinander
verbunden, so daß eine derart aufgebaute Flüssigkristallanzeigetafel sich nicht
nur mit einem dynamischen Treibersystem verwenden läßt, sondern auch einfach aufgebaut
ist. Da die Elektrodensegmente an der Außenseite, also dem Randbereich des transparenten
Trägers miteinander verbunden sind, kann die Breite der Elektroden und der Leitungen
im
wesentlichen gleich gewählt werden, so daß Anzeigetafeln unterschiedlicher
Größe im Vergleich zu bekannten Vorrichtuen verhältnismäßig klein ausgebildet sein
können.
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Da auch eine geringere Anzahl äußerer Verbindungsleitungen erforderlich
ist, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt 12 Anschlußleitungen, und
zwar 4 für die Spalten und 8 für die Elektrodensegmente, wird die Zuverlässigkeit
der Flüssigkristallanzeigevorrichtung dadurch erheblich vergrößert.
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Bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung kann
ein Treibersystem für matrixartige Erregung verwendet werden, welches eine erste
Treiberschaltung umfaßt, die von Hochfrequenzimpulsen mit einer höheren Frequenz
als er schaltfrequenz der Flüssigkristalle und mit Niederfrequenz Impulsen mit einer
niedrigeren Frequenz als der Umschaltfrequenz der Flüssigkristalle vorgesteuert
wird und durch Zeileneingangssignale gesteuert wird. Ferner ist eine weite Treiberschaltung
vorgesehen, welche durch Niederfrequenzimpulse vorgesteuert und durch Segmentsteuersignale
gesteuert wird. Die Hochfrequenzimpulse werden dabei den Äusgangslmpulsen der zweiten
Treiberschaltung überlagert, wobei die Treiberspannung einen niedrigeren Pegel aufweist
als die zuerst genannte Treiberspannung. Da während des Aufleuchtens der Flüssigkristalle
mit Wechselstrom gespeist wird, läßt sich die Lebensdauer der Flüssigkristalle wesentlich
verlängern, und da der Übergang vom Leuchtzustand zum Dlnkelzustand unter einer
lIochfrequenzerregung erfolgt mit eIner höheren Frequenz als der Umschaltfrequenz
der Flüssigkristalle, werden die Umschalteigenschaften des Flüssigkristalls wesentlich
verbessert. Da die Treiberspannung der Flüssigkristalle in dem Bereich von 20 bis
30 Volt liegt, lEßt sich ein sehr geringer Stromverbrauch durch Anwendung integrierter
Schaltungen erreichen.