Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Flüssigkristall-Anzeigen

Abstract

 Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer LC-Anzeige. Zwischen die die LC-Anzeige ansteuernde Steuereinheit und die LC-Anzeige sind zur Erzeugung der Ansteuerspannungen für die LC-Anzeige passive Spannungsteiler geschaltet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung wie sie im Patentanspruch im Oberbegriff bezeichnet ist.

[0002] Bekanntlich werden LC-Anzeigen, die aus vielen Segmenten bestehen, im Muliplex-Betrieb angesteuert. Hierzu werden die einzelnen Segmente sowie ihre Gegenelektroden matrixartig zusammengefasst. Dadurch kann durch Anlegen einer Wechselspannung jedes einzelne Segment zur Anzeige gebracht werden, indem zwei sich gegenüberliegende Segmente gleichzeitig angesteuert werden. Zur Ansteuerung der Segmente der LC-Anzeige werden Mikroprozessoren verwendet, an deren Ausgängen die entsprechenden Ansteuerspannungen anliegen. Die Ansteuerspannungen gelangen über LCD-Treiber-ICs an die LC-Anzeigeeinheit. (Programmer' s Reference Manual, Hitachi, Ausgabe Juli 1981, 40-1-12, Seite 42 "Liquid Crystal Display, Circuit-Block Diagram ). Diese Treiber-ICs sind teure Bauelemente und es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde diese einzusparen. Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfincdng gelöst.

[0003] Der Vorteil der Erfindung liegt in den niedrigen Herstellungskosten und in einer höheren Zuverlässigkeit.

[0004] Nachstehend sei das Wesentliche der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

[0005] 

Figur 1 zeigt die Anordnung der Segmente und Steuerleitungen einer LC-Anzeige:

Figur 2 zeigt die Kurvenverläufe der für eine Anzeige notwendigen Steuerspannungen ;

Figur 3 zeigt die Schaltungsanordnung zur Ansteuerung der Anzeige;

Figur 4 zeigt die Schaltungsanordnung zur Ansteuerung der Anzeige ;

Figur 5 zeigt ein weiteres Dimensionierungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung mit Tri-State-Ausgängen.

[0006] In Figur a u. bist ein Anzeigefeld dargestellt zur Anzeige von Ziffern und Symbolen. In Figur 1a sind mehrere Segmente zu Gruppen zusammengefasst und über Segmentleitungen S1 bis S10 ansteuerbar. In Figur 1b sind die den Segmenten der Figur 1a gegenüberliegends' Elektroden der gleichen Form dargestellt, die über sogenannte Common-Leitungen C1 bis C4 ansteuerbar sind, wobei auch diese Segmente zu Gruppen zusammengefasst sind. Die Leitungen S1 bis S10 und C1 bis C4 sind matrixartig angeordnet, so daß jedes einzelne Element der Anzeige getrennt und einzeln ansteuerbar ist. Es wird immer nur das Element zur Anzeige gebracht, an welchem über die Leitung S1 bis S10 und C1 bis C4 die entsprechende Ansteuerspannung anliegt.

[0007] In Figur 2a-h sind z.B. die Steuerspannungen für die Segmentleitungen S1 und S2 und die Commonleitungen C1 bis C4 dargestellt. Durch die Phasenlage der Signale auf den Leitungen S1 und S2 in Bezug auf die Phasenlage der Signale auf den Leitungen C1 bis C4 kann ein aus den Segmenten gebildetes Zeichen zur Anzeige gebracht werden. Im dargestellten Beispiel nach den Figuren 1 und 2 werden die Zeichen "TUNING" und "FM" zur Anzeige kommen, da die Spannungen nach Figur 2a und 2e sowie Figur 2b und 2_e die für eine Anzeige richtige Phesenlage zueinander besitzen. (Fig.g,h)

[0008] In Figur 3 ist eine nach dem Merkmal der Erfindung aufgebaute Schaltong dargestellt. Eine LC-Anzeige 1 mit den Eingängen C1 bis C4 und S1 bis S10 ist an eine Steuereinheit 2 angeschlossen. Am Ausgang A1 des Mikroprozessors 2 liegt eine Rechteckschwingung konstanter Amplitude und Phase, die zyklisch über die Analogschalter 3 an die Eingänge C1 bis C4 der LC-Anzeige geschaltet sind. Die Analogschalter 3 werden über Steuerausgänge A2 bis A5 gesteuert, wodurch ein Multiplex-Betrieb der Anzeige erzielt wird. Bei dem gezeigten Beispielhendelt es sich um einen Mikroprozessor mit Open-Drain-Ausgängen, wozu ein Pull-Up-Widerstand 4 erforderlich ist. Zur Erzeugung der richtigen Ansteuerspannung für die Eingänge C1 bis C4 werden Spannungsteiler 5 an die Betriebsspannung gelegt, an dessen Teilerpunkten der Ausgang A1 der Steuereinheit 2 über die Analogschalter 3 gelegt ist. Die gezeigten Analogschalter 3 können entfallen, wenn ein Mikroprozessor mit Tri-State-Ausgängen verwendet wird. Die Eingänge S1 bis S10 der Anzeige sind an die Ausgänge B1 bis B10 des Mikroprozessors geschaltet. Hierzu liegen die Eingänge S1 bis S10 an Abgriffen von Spannungsteilern 6 und über Widerstände 7 an den Ausgängen B1 bis B10 der Steuereinheit 2.

[0009] Die LC-Anzeige ist bei einer bestimmten Spannung UD zwischen dem Kreuzungspunkt einer Segmentleitung und einer Commonleitung wirksam und z.B. bei 1/3 dieser Spannung UD ausgeschaltet. Dieses wird mit 1/3 - Bias bezeichnet. Die Spannungsteiler 5 für die Common- leitungen C1 bis C4 und die Spannungsteiler 6 für die Segmentleitungen S1 bis S10 sind derart zu dimensionieren, daß an den Abgriffen für die Commonleitungen C1 bis C4 ein Spannungshub von 4/3 der Spannung UD entsteht, damit zwischen Common- und Segmentleitung entweder die volle Anzeigespannung UD bzw. 1/3 UD entsteht. Bei einer Anzeigespannung UD von z.B. 3 Volt muß sich das Potential auf der Commonleitung zwischen 4 Volt und 0 Volt ändern, wenn sich das Potential der Segmentleitung zwischen 1 Volt und 3 Volt ändert.

[0010] In Figur 4 ist ein Dimensionierungsbeispiel für die Spannungsteiler 5 und 6 angegeben, mit denen die geforderten Spannungen erzeugt werden können.

[0011] An den Ausgang A1 des Mikroprozessors 2 ist, wie in Figur 2 dargestellt, das Netzwerk für die Commonleitung C1 gelegt. Je nach Schaltzustand der im Mikroprozessor 2 angeordneten Schaltstufe 12 und des Analagschalters 3 ergeben sich auf der Commonleitung C1 folgende Spannungen:

a.)Analogschalter 3 hochohmig : 2 Volt

b.)Analogschalter 3 niederohmig, Schaltstufe 12 niederohmig : 0 Volt

c.) Analogschalter 3 niederohmig, Schaltstufe 12 hochohmig : 4 Volt.

[0012] An den Ausgang B1 des Mikroprozessors 2 ist das Netzwerk für die Segmentleitung S1 gelegt. Je nach Schaltzustand der im Mikroprozessor 2 angeordneten Schaltstufe 13 ergeben sich infolge der in Figur 4 angegebenen Widerstandswerte auf der Segmentleitung S1 folgende Spannungen:

a.) Schaltstufe 13 hochohmig : 3 Volt,

b.) Schaltstufe 13 niederohmig : 1 Volt.

[0013] Wenn der Mikroprozessor Tri-state-Ausgänge besitzt, so daß die Analcgschalter 3 entfallen können, liegen die A-Ausgänge wie die B-Ausgänge an den Abgriffen der Spannungsteiler 5 bzw. 6.

[0014] In Figur 5 ist ein entsprechender Aufbau mit der erforder- . lichen Dimensionierung angegeben. Bei den Tri-state-Ausgängen liegen die Widerstände 14 und 7 je nach Schaltzustand der Stufen 12', 13' an den Ausgängen A und B an der positiven Betriebsspannung +U parallel zu dem Widerstand 8 bzw. 10, oder auf Bezugspotential parallel zu den Widerständen 9 bzw. 11 oder die Widerstände 14 und 7 liegen hochhomig abgeschaltet. Auch bei dieser Schaltung ist der Spannungshub auf der Commonleitung 4/3 der Anzeigespannung UD, d.h. 4 Volt. Da die Unterspannnung nur auf 0,5 Volt absinkt, muss die Oberspannung auf 4,5 Volt angehoben werden.

[0015] Das gezeigte Beispiel bezieht sich auf eine LC-Anzeige mit 4 Common- und 10 Segmentleitungen. Selbstverständlich körnen beliebige Kombinationen der Anzahl von Segment- und Commonleitungen benützt werden.

Ansprüche

1. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer aus mehreren Segmenten bestehenden Flüssig-Kristell-Anzeige CLC-Anzeige), bei welcher die Segmente in mehrere Gruppen zusammengeschaltet sind und mit einer Wechselspannung über Segmentleitungen ansteuerbar sind undmit den Segmenten gegenüberliegenden diesen in der Form angepassten Gegenelektroden, die ebenfalls in mehrere Gruppen zusammengeschaltet sind und die über Common-Leitungen im Multiplexbetrieb zyklisch ansteuerbar sind, wobei die Segmente und Gegenelektroden matrixartig derart zusammengefasst sind, daß jedes einzelne Segment zur Anzeige gebracht werden kann, wobei die Schaltspannungen für die Segment- und Common-Leitungen von den Ausgängen einer Steuereinheit geliefert bzw. gesteuert werden, dadurch gekenn- zeichnet, daß.zwischen die die Schaltspannungen liefernden bzw. steuernden Ausgänge (A, B) der Steuer- einheit (2) und die Segment- und Commonleitungen (C, S) der LC-Anzeige (1) passive Spannungsteiler (5, 6) geschaltet sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die passiven Spannungsteiler (5, 6) derart dimensioniert sind, daß sie in Abhängigkeit vom Schaltzustand der Ausgänge (A, B) der Steuereinheit (2) die Ansteuerspannungen für die Segmentleitungen (S) und Commonleitungen (C) liefern.

3. Scheltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Betriebsspannung (U) und Erdpotential Spannungsteiler (5, 6) geschaltet sind, deren Teilerpunkte mit den Common- bzw. Segmentleitungen (C bzw. S) verbunden sind und daß die Abgriffe der an den Commonleitungen (C) liegende Spannungsteiler (5) zyklisch an den mit einer rechteckförmigen Wechselspannung beaufschlagten Ausgang (A1) der Steuereinheit (2) gelegt sind und daß die mit den Segmentleitungen (S) verbundenen Abgriffe der Spannungsteiler (6) über Vorwiderstände (7) mit den die Wechselspannung für die Segmente der LC-Anzeige (1) liefernden Ausgängen (B) der Steuereinheit (2) verbunden sind, wobei die Widerstände (8, 9) der Spannungsteiler (5) und die Widerstände (10, 11) der Spannungsteiler (6) und die Vorwiderstände (7) derart dimensioniert sind, daß an den Abgriffen der Spannungsteiler (5, 6) in Abhängigkeit von der Ausgangsimpedanz der Ausgänge (A, B) (hochohmig oder niederohmig) die für die Anzeige der ausgewählten Segmente erforderlichen Potentiale entstehen.

Zeichnung