DE3726623A1

DE3726623A1 - Liquid-crystal display

Info

Publication number: DE3726623A1
Application number: DE19873726623
Authority: DE
Inventors: Otto Dr Bernecker; David Reuveni
Original assignee: Eurosil Electronic GmbH
Current assignee: Eurosil Electronic GmbH
Priority date: 1987-08-11
Filing date: 1987-08-11
Publication date: 1989-02-23

Abstract

A liquid-crystal display has a plurality of display elements which are subdivided into groups and interconnected in such a manner that the elements of each group have a common rear side electrode and that the front side electrode of each element of a group is connected to one element each from various other groups. In this display, the control signals for at least a part of the front and rear side electrodes are composed of a time sequence of part signals. To each part signal is assigned a time slot of equal length inside the signal period, and during each time slot each front side electrode is controlled by one of two connectable signal shapes of a first type and each rear side electrode is controlled by one of two connectable signal shapes of a second type. The signal shapes are selected in such a manner that the square mean value, taken over the total duration of a time slot, of the voltage difference between front and rear side electrodes has the same absolute value for three of the four possible combinations of a signal shape of the first type with a signal shape of the second type, and a different absolute value for the fourth combination.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige mit einer Mehrzahl von Anzeigeelementen, die so in Gruppen aufgeteilt und miteinander verbunden sind, daß die Ele mente jeder Gruppe eine gemeinsame Rückseitenelektrode aufweisen und die Vorderseitenelektrode jedes Elements einer Gruppe mit je einem Element aus verschiedenen an deren Gruppen verbunden ist.The invention relates to a liquid crystal display a plurality of display elements, so in groups divided and connected that the Ele Each group has a common back electrode and the front electrode of each element a group with one element from different whose groups are connected.

Flüssigkristallanzeigen haben als Mittel zum Sichtbar machen von Informationen in Form von Zahlen und Buchsta ben, aber auch in Form von mannigfaltig variierbaren graphischen Bildkomponenten oder als Matrix von Raster punkten in den letzten zehn Jahren zunehmende Verbrei tung gefunden. Die darzustellende Information ist bei solchen Anzeigen in eine Anzahl von Bildelementen ge gliedert. Jedes Bildelement weist zwei Elektroden und eine dazwischen angeordnete Schicht aus einer flüssig kristallinen Substanz auf. Mindestens die dem Betrachter zugekehrte Elektrode, die Vorderseitenelektrode, ist transparent ausgelegt. Jedes Bildelement kann durch An legen entsprechender Signale an die Elektroden in zwei dem Auge unterschiedlich erscheinende Schaltzustände gebracht werden. Die Art des Unterschieds (z.B. Hell- /Dunkel- oder Farbkontrast) und die Methode, wie dieser Unterschied erreicht wird (z.B. durch Verwendung von Polarisatoren), sind für die hier dargelegte Erfindung nicht von Belang. Liquid crystal displays have as a means of being visible making information in the form of numbers and letters ben, but also in the form of varied graphic image components or as a matrix of raster have been gaining popularity over the past ten years tung found. The information to be displayed is at such displays into a number of picture elements structure. Each picture element has two electrodes and an intermediate layer of a liquid crystalline substance. At least that of the viewer facing electrode, the front electrode designed transparently. Each picture element can be identified by apply appropriate signals to the electrodes in two Switching states that appear different to the eye to be brought. The type of difference (e.g. bright / Dark or color contrast) and the method like this Difference is achieved (e.g. by using Polarizers) are for the invention set forth herein not of concern.

Nach dem Stand der Technik ist es möglich und sinnvoll, die Anzahl der elektrischen Anschlüsse an solche Flüssig kristallanzeigen dadurch gering zu halten, daß sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite die Elektro den mehrerer Bildelemente zu einer gemeinsamen Elektrode zusammengefaßt werden. Die Verschaltung wird dabei so gewählt, daß jedem Bildelement eine unterschiedliche Kombination von Vorder- und Rückseitenelektroden zugeord net ist. Mit einer Anzahl V von Vorderseitenelektroden und einer Anzahl R von Rückseitenelektroden ist es so möglich, eine Anzahl V · R von Bildelementen anzusteuern, wobei jedes Bildelement gekennzeichnet ist durch eine Zahlenkombination (v, r), die sich aus den zugehörigen Nummern der Vorder- und Rückseitenelektrode ergibt. Der bei Anzeigen der genannten Art von dem einzelnen Bildelement eingenommene Schaltzustand wird im wesentli chen definiert durch die Größe des quadratischen zeit lichen Mittelwerts der Spannungsdifferenz zwischen Vor der- und Rückseitenelektrode. In der Regel wird die Span nung als Wechselspannung angelegt, um bei Gleichspan nungsbelastung zu befürchtende Schäden am Flüssigkristall zu vermeiden. Marktgängige Flüssigkristallmischungen sind so ausgelegt, daß Zustandsänderungen sich in Zeit räumen zwischen einigen Millisekunden und einigen Zehn telsekunden auswirken. Entsprechend lange sind die Zeit räume, in denen eine Mittelwertbildung wirksam ist. Der Mittelwert der Spannung, bei dem der Übergang vom einen in den anderen Schaltzustand stattfindet, wird Schwell spannung genannt. Die Funktion des Bildelements ist hin reichend sichergestellt, wenn sich der aktuelle Mittel wert vom Schwellspannungswert um einen bestimmten Mini malbetrag unterscheidet, je nach Schaltzustand nach unten oder nach oben. Da die Umschaltung nicht abrupt beim Schwellspannungswert erfolgt, sondern der Kontrast zwi schen den beiden Schaltzuständen je nach Wahl der Mittel werte unterschiedlich ist, muß darüber hinaus die An steuerung der Elektroden mit Sorgfalt so ausgelegt wer den, daß alle Bildelemente im gleichen Schaltzustand auch der gleichen mittleren Spannung ausgesetzt sind. Anderenfalls würden sich störende Unterschiede im opti schen Erscheinungsbild der Elemente ergeben.According to the prior art, it is possible and useful to keep the number of electrical connections to such liquid crystal displays low in that the electrical of the several picture elements are combined into a common electrode both on the front and on the back. The interconnection is chosen so that a different combination of front and back electrodes is assigned to each picture element. With a number V of front-side electrodes and a number R of rear-side electrodes, it is thus possible to control a number V · R of picture elements, each picture element being identified by a combination of numbers ( v , r ) which result from the associated numbers of the front and Rear electrode results. The switching state assumed by the individual picture element when displaying the aforementioned type is essentially defined by the size of the quadratic mean time value of the voltage difference between the front and rear electrode. As a rule, the voltage is applied as an AC voltage in order to avoid damage to the liquid crystal which is to be feared in the event of a DC voltage load. Marketable liquid crystal mixtures are designed in such a way that changes in state have an effect between a few milliseconds and a few tenths of a second. The periods in which averaging is effective are correspondingly long. The mean value of the voltage at which the transition from one to the other switching state takes place is called the threshold voltage. The function of the picture element is adequately ensured if the current mean value differs from the threshold voltage value by a certain minimum amount, depending on the switching state downwards or upwards. Since the switchover does not occur abruptly at the threshold voltage value, but the contrast between the two switching states varies depending on the choice of the mean values, the control of the electrodes must also be carefully designed so that all picture elements in the same switching state are also the same are exposed to medium voltage. Otherwise there would be disruptive differences in the optical appearance of the elements.

Es ist eine Reihe von Methoden bekannt, die die Forde rung nach Ansteuerung der Bildelemente über gemeinsame Elektroden ("Multiplexbetrieb") mit der Forderung nach gut definierten zeitlichen Mittelwerten vereinen. Diese Methoden unterscheiden sich - bei gleicher Zahl der ver wendeten Vorder- und Rückseitenelektroden - im wesent lichen durch die Anzahl der Spannungspegel, auf die bei der Zusammensetzung der Signalformen zugegriffen wird, und durch die zeitliche Verschachtelung dieser unter schiedlichen Signalpegel. Entsprechend ergeben sich un terschiedliche Spannungsmittelwerte für die Unterschei dung der erwähnten beiden Schaltzustände.A number of methods are known which combine the requirement for actuation of the picture elements via common electrodes (“multiplex operation”) with the requirement for well-defined time averages. These methods differ - with the same number of front and back electrodes used - essentially by the number of voltage levels that are accessed when the signal forms are combined and by the temporal interleaving of these different signal levels. Correspondingly, there are different mean voltage values for differentiating the two switching states mentioned.

Aus der DE-OS 27 07 798 ist ein Verfahren bekannt, mit dem unter Benutzung von zwei Spannungspegeln einige unter schiedliche Elektrodenkombinationen V, R in günstiger Weise betrieben werden können.From DE-OS 27 07 798 a method is known with which some can be operated under different electrode combinations V , R in a favorable manner using two voltage levels.

Für die Bewertung dieses Verfahrens ist es wichtig, die Art der Problemstellung klarzustellen. Ziel ist es hier bei, bei fest vorgegebener Anzahl von Elektroden der einen Seite (Vorder- oder Rückseite), Signalformen für die Elektroden dieser Seite und jeweils eine Elektrode der anderen Seite anzugeben, die es ermöglichen, für die dazwischenliegenden Bildelemente eine beliebige Kombina tion von Schaltzuständen zu erreichen. Die Signalformen an den Elektroden dieser einen Seite haben dabei für alle Kombinationen Gültigkeit. Zur Einstellung einer unterschiedlichen Kombination wird lediglich die Signal form an der Elektrode der anderen Seite verändert. Diese Vorgehensweise macht es möglich, eine beliebige Anzahl von Bildelementen anzusteuern, indem der einen Elektrode der anderen Seite entsprechend viele weitere hinzugefügt werden, deren jede eine der Zahl der diesseitigen Elek troden entsprechende Anzahl von Bildelementen versorgen. Aufgrund der konstanten Signalformen an den diesseitigen Elektroden ist es möglich, durch entsprechende Signal wahl an jeder Elektrode der anderen Seite die Kombina tion der Schaltzustände an den jeweils versorgten Bild elementen unabhängig von den Bildinhalten in anderen Teilen der Anzeige zu wählen.For the evaluation of this procedure it is important that Clarify the nature of the problem. The goal is here at, with a fixed number of electrodes one side (front or back), waveforms for the electrodes on this side and one electrode each the other side, which make it possible for the any combination in between picture elements tion of switching states to achieve. The waveforms have on the electrodes of this one side for all combinations are valid. To set one different combination is just the signal shape on the electrode of the other side changed. These Procedure makes it possible to have any number control of picture elements by the one electrode the other side added many more accordingly be, each one of the number of Elek supply appropriate number of picture elements. Because of the constant waveforms on this side Electrodes it is possible by appropriate signal choose the Kombina on each electrode on the other side tion of the switching states on the respective supplied picture elements regardless of the image content in others Select parts of the ad.

Für die detaillierte weitere Betrachtung wird die fest vorgegebene Anzahl von Elektroden der einen Seite, deren Signalformen unabhängig von der gewünschten Kombination von Schaltzuständen beibehalten werden, mit M bezeich net. Diese Zahl wird auch Multiplex-Rate genannt. Die Zahl der bei einer Methode benutzten unterschiedlichen Spannungspegel (einschließlich des Referenzspegels) wird mit P bezeichnet.For the detailed further consideration, the fixedly predefined number of electrodes on the one side, the signal shapes of which are retained regardless of the desired combination of switching states, is denoted by M. This number is also called the multiplex rate. The number of different voltage levels used in a method (including the reference level) is denoted by P.

Die in der DE-OS 27 07 798 beschriebenen Ausführungsbei spiele beziehen sich alle auf P=2. Wichtig ist der erreichte Unterschied des quadratischen Mittelwerts der Spannung an den Bildelementelektroden für die beiden Schaltzustände. Um die Verwendung von Wurzelzahlen zu vermeiden, wird im folgenden als Maßzahl jeweils der Wert Q angegeben, der das Verhältnis des zeitlichen Mit telwerts des Quadrats der Spannung in den beiden Schalt zuständen angibt. Für M=2 ergibt sich nach der DE-OS 27 07 798 Q=3; für M=3 findet man ebenfalls Q=3; für M=4 ergibt sich Q=2. Höhere Werte von M sind nicht angegeben, da mit höherem M der Wert von Q weiter klei ner wird und Q-Werte, die erheblich kleiner als 2 sind, sehr hohe Anforderungen an die verwendete Flüssigkri stallmischung stellen, wenn noch ein befriedigender op tischer Eindruck erreicht werden soll. Entsprechend ist es günstiger, andere Signalformen unter Verwendung einer größeren Anzahl P von Spannungspegeln heranzuziehen.The game examples described in DE-OS 27 07 798 all relate to P = 2. What is important is the difference in the square mean of the voltage across the picture element electrodes for the two switching states. In order to avoid the use of root numbers, the value Q is given below as a measure, which indicates the ratio of the mean time value of the square of the voltage in the two switching states. According to DE-OS 27 07 798, Q = 3 for M = 2; for M = 3 one also finds Q = 3; for M = 4, Q = 2. Higher values of M are not specified, since with higher M the value of Q becomes smaller and Q values, which are considerably smaller than 2, place very high demands on the liquid crystal mixture used, if a satisfactory optical impression is achieved shall be. Accordingly, it is cheaper to use other waveforms using a larger number P of voltage levels.

Der diesbezügliche Stand der Technik kann beispielsweise dem Produktdatenbuch "LCD Driver" der Firma Hitachi (ver trieben durch Firma Data Modul, Juni 1987) entnommen werden. Dort werden Signalformen für den Bereich M=1 bis 64 und P=2 bis 6 ausführlich beschrieben. Allen gemeinsam ist das fest vorgegebene Signalformschema für die Elektroden der einen Ebene, der sogenannten COM- Ebene. Die mit diesen verschiedenen Verfahren erreichten Q-Werte sind der Fig. 1 zu entnehmen. Wie der Darstel lung zu entnehmen ist, werden die Verhältnisse von obe rem und unterem Mittelwert rasch geringer mit steigender Multiplex-Rate. Gleichzeitig steigt der Ansteueraufwand überproportional dadurch, daß es notwendig wird, eine größere Anzahl von Spannungspegeln zu verwenden, um über haupt noch brauchbare Resultate zu erzielen. Die Verwen dung von Ansteuerschemata mit P größer als 6 bringt al lerdings nach dem Stand Technik keine weitere Verbesse rung des Q-Wertes. Allgemeine Formeln für die Q-Werte in Abhängigkeit von M sind beispielsweise einer Veröffent lichung von M. Seiler in "Design & Elektronik" vom 25.11.1986 zu entnehmen. The related prior art can be found, for example, in the product data book "LCD Driver" from Hitachi (sold by Data Modul, June 1987). There, waveforms for the range M = 1 to 64 and P = 2 to 6 are described in detail. Common to all is the predefined signal form scheme for the electrodes of one level, the so-called COM level. The Q values achieved with these different methods can be seen in FIG. 1. As can be seen from the illustration, the ratios of the upper and lower mean values rapidly decrease with increasing multiplex rate. At the same time, the control effort increases disproportionately because it becomes necessary to use a larger number of voltage levels in order to achieve usable results at all. However, the use of control schemes with P greater than 6 does not bring about any further improvement in the Q value according to the prior art. General formulas for the Q values as a function of M can be found, for example, in a publication by M. Seiler in "Design &Electronics" on November 25, 1986.

Für besondere Anwendungsbereiche, in denen relativ weni ge Informationen unter Verwendung einer großen Zahl von Bildelementen zur Anzeige gebracht werden sollen, sind Möglichkeiten bekannt geworden, wie gegenüber den allge mein verwendbaren Ansteuerschemata verbesserte Q-Werte erreicht werden können. Ein Beispiel gibt die DE-AS 24 03 172. Die dort angegebene Methode ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß nicht für alle Bildelemente in passivem Schaltzustand der gleiche Mittelwert der qua dratischen Spannung realisierbar ist. Das gleiche gilt für die in der DE-AS 28 34 387 beschriebene Methode.For special areas of application in which relatively little information using a large number of Picture elements are to be displayed Opportunities became known, as compared to the general my usable control schemes improved Q values can be achieved. DE-AS gives an example 24 03 172. However, the method specified there is with the Disadvantageous that not all picture elements in passive switching state the same mean of the qua dramatic tension is realizable. The same goes for for the method described in DE-AS 28 34 387.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssig kristallanzeige anzugeben, die es ermöglicht, eine be liebige Anzahl von Vorder- und Rückseitenelektroden zu verwenden, ohne dabei den erreichbaren Q-Wert auf unak zeptable Werte herabzudrücken, ohne dabei zu vielen Span nungspegeln übergehen zu müssen und ohne dabei den gleichmäßigen optischen Eindruck der Anzeige durch unter schiedliche mittlere quadratische Spannungspegel an Ele menten gleichen Schaltzustands zu gefährden. Diese Auf gabe wird bei einer Flüssigkristallanzeige der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung durch die kennzeichnen den Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The invention has for its object a liquid crystal display that allows a be any number of front and back electrodes use without changing the achievable Q value to unak pushing down acceptable values without doing too much chip level levels without having to pass the uniform visual impression of the display through below different mean square voltage levels at Ele endanger the same switching state. This on is a liquid crystal display at the beginning mark mentioned type according to the invention by the solved the features of claim 1.

Da mit höherem Q-Wert preiswertere Flüssigkristallmi schungen verwendet werden können und aufwendige Regel schaltungen zur Aufrechterhaltung der bestmöglichen Span nungspegel über den gesamten Betriebstemperaturbereich entfallen können, ist die Anwendung der Flüssigkristall anzeige nach der Erfindung von erheblichem wirtschaftli chem Vorteil. Darüber hinaus kann in Fällen, in denen bisher die Verwendung von Anordnungen mit kleinem M zwingend war und in denen entsprechend sehr viele Lei tungsverbindungen zu den Elektroden nötig waren, um alle Bildelemente anzusteuern, mit Hilfe der Erfindung die Anzahl der Anschlüsse stark reduziert werden.Since with a higher Q value cheaper liquid crystal mixtures can be used and complex control circuits to maintain the best possible voltage level can be omitted over the entire operating temperature range, the application of the liquid crystal display according to the invention is of considerable economic advantage. In addition, in cases in which the use of arrangements with a small M was previously mandatory and in which a correspondingly large number of line connections to the electrodes were required in order to drive all picture elements, the number of connections can be greatly reduced with the aid of the invention.

Der Erfindungsgedanke stützt sich auf die Grundüberle gung, daß in vielen Anwendungsfällen die Bildgestaltungs möglichkeiten der oben geschilderten Anordnungen und Ansteuerverfahren nicht voll ausgenutzt werden. So kommt es oft vor, daß zu jedem gegebenen Zeitpunkt nur eine beschränkte Anzahl von Bildelementgruppen gleichzeitig relevante Informationen enthält, während der Rest der Flüssigkristallanzeige gleichmäßig in einem optisch neu tralen Zustand gehalten wird. Als typisches Beispiel kann eine sogenannte "Bargraph"-Anzeige angeführt wer den, bei der eine lange Reihe von Bildelementen neben einander angeordnet ist. In Analogie zu einem Zeiger instrument wird hierbei ein Meßwert durch die Stellung der Grenze zwischen aktiv geschalteten Bildelementen und passiv geschalteten Bildelementen dargestellt. Als Aus führungsbeispiel zeigt Fig. 2 die mögliche Gestaltung einer Füllstandsanzeige in dieser Darstellungstechnik. Je nach erforderlichem Genauigkeitsgrad kann es nötig sein, hundert Bildelemente und mehr vorzusehen, während die wesentliche Information auf ein Bildelement, nämlich das an der Grenze zwischen aktivem und passivem Bereich, konzentriert ist. Die Möglichkeit zur Ansteuerung jedes einzelnen Bildelements in beliebiger Kombination ist hier offensichtlich nicht erforderlich. Eine ähnliche Situation ergibt sich beispielsweise bei der Imitation von Zeigerdarstellungen nach dem Vorbild mechanischer Uhren oder bei der Realisierung von Aktionsspielen mit Flüssigkristalldarstellungen, bei denen die Handlung jeweils auf einen beschränkten Bildbereich konzentriert ist oder nur eine beschränkte Anzahl von Bildelementen gleichzeitig angesteuert werden muß.The idea of the invention is based on the fundamental consideration that the image design possibilities of the above-described arrangements and control methods are not fully utilized in many applications. So it often happens that at any given time only a limited number of picture element groups contain relevant information at the same time, while the rest of the liquid crystal display is kept uniformly in an optically neutral state. As a typical example, a so-called "bar graph" display can be given, in which a long row of picture elements is arranged side by side. In analogy to a pointer instrument, a measured value is represented by the position of the border between active switched picture elements and passive switched picture elements. As from execution for two shows. The possible creation of a level indicator in this diagram technique. Depending on the degree of accuracy required, it may be necessary to provide a hundred picture elements and more, while the essential information is concentrated on one picture element, namely that on the boundary between the active and passive areas. The possibility of controlling each individual picture element in any combination is obviously not necessary here. A similar situation arises, for example, when imitating pointer representations based on mechanical clocks or when realizing action games with liquid crystal representations, in which the action is concentrated in each case on a limited image area or only a limited number of image elements have to be controlled simultaneously.

Der wesentliche Gedanke bei der erfindungsgemäßen Lösung ist die Abkehr von dem Ziel, M fest gespeiste COM-Elek troden und eine beliebige Zahl von mit bildinformations abhängigen Signalen beaufschlagten Gegenelektroden zu verwenden. Vielmehr wird eine feste Anzahl von Zeit schlitzen definiert, wobei an die einzelnen Elektroden in jedem Zeitschlitz wahlweise eine von zwei Signalfor men angelegt wird. Die Anzahl der Zeitschlitze entspricht der Anzahl der COM-Elektroden in der herkömmlichen Be trachtungsweise, die Anzahl der wirklich vorhandenen Elektroden ist aber beliebig groß. Voraussetzung für die erfindungsgemäße Funktion des Ansteuerschemas ist, daß die Signalformen so ausgewählt werden, daß sich für drei der vier möglichen Signalkombinationen während eines Zeitschlitzes an den Bildelementen der gleiche quadra tische Mittelwert der Spannung ergibt.The essential idea in the solution according to the invention is the departure from the goal of using M permanently supplied COM electrodes and any number of counterelectrodes charged with signals dependent on image information. Rather, a fixed number of time slots is defined, with one of two signal forms optionally being applied to the individual electrodes in each time slot. The number of time slots corresponds to the number of COM electrodes in the conventional way of viewing, but the number of electrodes actually present is arbitrarily large. A prerequisite for the function of the control scheme according to the invention is that the waveforms are selected so that for three of the four possible signal combinations during a time slot on the picture elements the same quadratic average of the voltage results.

Im folgenden wird anhand von Beispielen erläutert, wie entsprechende Signalformen gefunden werden können und wie sie für den sinnreichen Betrieb von Flüssigkristall anzeigen einsetzbar sind. Zunächst sollen jedoch einige Begriffe genauer erläutert werden.The following uses examples to explain how appropriate signal forms can be found and as they are for the sensible operation of liquid crystal ads can be used. But let's start with some Terms are explained in more detail.

Wie bereits erwähnt, sind für die vollständige Beschrei bung des Signalverlaufs an jeder Elektrode insgesamt M Zeitschlitze zu berücksichtigen, die zusammen eine An steuerperiode ergeben. Da erfindungsgemäß in jedem Zeit schlitz nur zwei unterschiedliche Mittelwerte für die Quadrate der Elektrodenspannung möglich sind, die hier mit W 1 und W 2 bezeichnet seien, errechnet sich der Ge samtmittelwert über die Ansteuerperiode zu a.W 1+b.W 2, wobei a+b=M ist. Wie vorher beschrieben, sollte eine gute Ansteuerung nur zwei Gesamtmittelwerte zulassen, wobei der eine möglichst weit unterhalb des Schwellwerts des Flüssigkristalls, der andere möglichst weit oberhalb des Schwellwerts liegen sollte. Die Kombination a, b darf also nur zwei Werte annehmen. Wenn mit W 2 der obere Mittelwert für jeden Zeitschlitz bezeichnet wird, so repräsentiert Wk=M.W 1 den kleinstmöglichen Gesamtmit telwert, Wg=M.W 2 den größtmöglichen. In der Regel wird sich die Wahl von M.W 1 als unterer Wert tatsächlich als günstig erweisen, die Wahl des oberen Werts hängt jedoch von der genauen Zielsetzung ab. In den meisten Fällen wird die Wahl des Werts Wg=(M- 1)W 1+W 2 brauchbare Ergebnisse liefern. Nach diesen Ausführungen ist klar, daß für den jeweiligen Schaltzustand eines Bildelements die Schaltvorgänge über den Gesamtzeitraum wesentlich sind und nicht in ihrer aktuellen zeitlichen Aufeinan derfolge. Die Erläuterungen der erfindungsgemäßen Lö sungen der Problemstellung anhand von Zeitschlitzen ist daher kein Präjudiz dafür, wie der tatsächliche zeit liche Verlauf der Signale in der Zeit technisch sinnvoll realisiert wird. Die Funktion der Flüssigkristallanzeige ist davon unabhängig, in welcher Reihenfolge die Zeit schlitz-bezogenen Signale aufeinanderfolgen. Im Extrem fall können die Zeitschlitze sogar in beliebige Teilab schnitte zerlegt werden und mit Teilabschnitten anderer Zeitschlitze in willkürlicher Weise verwürfelt werden. Solange nach Umsortieren der Zeitschlitzgedanke rekon struierbar ist, kann die Lösung als erfindungsgemäß an gesehen werden. As already mentioned, a total of M time slots must be taken into account for the complete description of the signal curve at each electrode, which together result in a control period. Since, according to the invention, only two different mean values for the squares of the electrode voltage are possible in each slot, which are denoted here by W 1 and W 2 , the total mean value over the activation period is calculated as aW 1 + b.W 2 , where a + b = M is. As previously described, good control should only allow two overall mean values, one being as far as possible below the threshold value of the liquid crystal and the other as far as possible above the threshold value. The combination a , b may therefore only take two values. If W 2 denotes the upper mean value for each time slot, Wk = MW 1 represents the smallest possible total mean value, Wg = MW 2 the largest possible. As a rule, the choice of MW 1 as the lower value will actually prove to be favorable, but the choice of the upper value depends on the exact objective. In most cases, the choice of Wg = (M- 1 ) W 1 + W 2 will give useful results. According to these explanations, it is clear that the switching operations over the entire period are essential for the respective switching state of a picture element and not in their current chronological sequence. The explanations of the solutions according to the invention of the problem on the basis of time slots is therefore not a prejudice for how the actual temporal course of the signals is realized in a technically meaningful manner over time. The function of the liquid crystal display is independent of the order in which the time slot-related signals follow one another. In extreme cases, the time slots can even be broken down into arbitrary sections and scrambled with sections of other time slots in an arbitrary manner. As long as the time slot idea can be reconstructed after re-sorting, the solution can be seen as according to the invention.

Im Sinne dieser Erläuterung kann nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden. Es handelt sich dabei um die vorerwähnte "Bargraph"-Anzei ge, von der angenommen wird, daß sie insgesamt 100 Bild elemente in linearer Anordnung enthält. Fig. 3 stellt die vorderseitigen und rückseitigen Elektroden und deren elektrische Verbindung zu den Außenanschlüssen dar. Die Elektroden fassen beidseitig jeweils zehn Bildelemente zusammen, so daß insgesamt 20 Außenanschlüsse erforder lich sind.In the sense of this explanation, a preferred embodiment of the invention can now be described. It is the aforementioned "Bargraph" display, which is believed to contain a total of 100 picture elements in a linear arrangement. Fig. 3 shows the front and rear electrodes and their electrical connection to the external connections. The electrodes summarize ten picture elements on both sides, so that a total of 20 external connections are required.

Wie sich erweisen wird, entspricht der mit dieser Anord nung erreichbare Wert von Q einer herkömmlichen Reali sierung im 2-Schritt Multiplex mit 2 Anschlüssen auf der einen und 50 Anschlüssen auf der anderen Seite. Es wer den also 32 Anschlüsse eingespart.As will be seen, the value of Q achievable with this arrangement corresponds to a conventional implementation in a 2-step multiplex with 2 connections on one side and 50 connections on the other side. So who saved the 32 connections.

Das Zusammenfügen der beiden auf isolierendem Träger aufgebrachten Elektrodenkonfigurationen geschieht in der dem Fachmann geläufigen Weise durch randliches Verkleben oder Verschweißen, wobei die Kontaktflächen a bis j in nerhalb der Klebezone angeordnet werden und beim Verbin dungsvorgang z.B. durch lokal aufgebrachten Leitkleber elektrischen Kontakt mit den Anschlußelementen A bis J bekommen. Alle Elektroden können daher über die Anschlüs se A bis J und 1 bis 10 angesteuert werden. Zwischen den Elektroden wird ein definierter Abstand eingestellt, der im weiteren Herstellprozeß mit der geeigneten Flüssig kristallmischung gefüllt wird.The joining of the two electrode configurations applied to the insulating support is done in the manner familiar to the person skilled in the art by marginal adhesive bonding or welding, the contact surfaces a to j being arranged within the adhesive zone and in the connection process, for example by locally applied conductive adhesive, electrical contact with the connecting elements A to Get J. All electrodes can therefore be controlled via connections A to J and 1 to 10 . A defined distance is set between the electrodes, which is filled with the appropriate liquid crystal mixture in the further manufacturing process.

Da das für Bargraph-Anzeigen empfehlenswerte mäanderför mige Anschlußschema das Verständnis der weiteren Erläu terung unnötig erschwert, ist in Fig. 4 ein vereinfach tes Schema der Konfiguration wiedergegeben. Die Kreu zungspunkte der Elektroden entsprechen je einem Bild element. Die Anordnung ist also matrixartig. In anderen Ausgestaltungen der Erfindung ist diese Matrixform nicht notwendigerweise voll realisiert. Eine beliebige Zahl von Kreuzungspunkten kann auch weggelassen werden.Since the meandering connection diagram recommended for bargraph displays makes it unnecessarily difficult to understand the further explanation, a simplified configuration diagram is shown in FIG . The crossing points of the electrodes correspond to one picture element. The arrangement is therefore matrix-like. In other configurations of the invention, this matrix form is not necessarily fully implemented. Any number of crossing points can also be omitted.

Wie die Bildelemente in Fig. 4 zu den Bildelementen in Fig. 3 korrelieren, ist mit den am Rand eingezeichneten Pfeilen kenntlich gemacht. Dem Weg der Pfeile folgend, durchläuft man die Bargraph-Anzeige von links nach rechts. Die Darstellung der Fig. 4 gibt weiterhin einen beliebig herausgegriffenen Anzeigezustand wieder, wie er im Betrieb vorkommt. Der Schaltzustand jedes Elements ist durch einen ausgefüllten (Zustand 1) bzw. leeren Kreis (Zustand 2) gekennzeichnet. Alle Elemente von 6 g bis 10 j befinden sich im Zustand 1, alle anderen im Zu stand 2. Es sei hier angenommen, daß sich Zustand 1 bei Anliegen einer Signalform mit quadratischem Mittelwert Wk einstellt, während Zustand 2 mit Wg verknüpft ist.How the picture elements in FIG. 4 correlate to the picture elements in FIG. 3 is indicated by the arrows drawn on the edge. Following the path of the arrows, you go through the bar graph display from left to right. The representation of FIG. 4 also shows an arbitrarily selected display state as it occurs during operation. The switching status of each element is identified by a filled (status 1 ) or empty circle (status 2 ). All elements from 6 g to 10 j are in state 1 , all others in state 2 . It is assumed here that state 1 occurs when a waveform with a root mean square Wk is present , while state 2 is linked to Wg .

Die Ansteuerung zur Realisierung eines solchen Anzeige zustands wird nun erfindungsgemäß wie folgt realisiert. Die Ansteuerperiode wird in zwei Zeitschlitze zerlegt. Die Signale erster Art (S 11 und S 12) werden den Elektro den 1 bis 10 zugeführt, die Signale zweiter Art (S 21, S 22) werden den Elektroden a bis j zugeführt. Gemäß der Erfindung sind für beide Arten je zwei unterschiedliche Signale vorgesehen, wobei von den vier möglichen Kombi nationen S 11- S 21, S 11- S 22, S 12- S 21, S 12- S 22 drei den gleichen Spannungsmittelwert W 1 während eines Zeit schlitzes bewirken, während die vierte einen anderen Mittelwert W 2 ergibt. Die Zuordnung von W 1 und W 2 könnte auch umgekehrt erfolgen, wird aber für die weitere Er läuterung beispielhaft so getroffen. Weiterhin sei W 2 der Signalkombination S 12- S 21 zugeordnet.The control for realizing such a display state is now realized according to the invention as follows. The drive period is broken down into two time slots. The signals of the first type ( S 11 and S 12 ) are supplied to the electrodes 1 to 10 , the signals of the second type ( S 21 , S 22 ) are supplied to the electrodes a to j . According to the invention, two different signals are provided for each of the two types, three of the four possible combinations S 11- S 21 , S 11- S 22 , S 12- S 21 , S 12- S 22 having the same mean voltage value W 1 during cause a time slot, while the fourth gives a different mean W 2 . The assignment of W 1 and W 2 could also be done the other way round, but is made as an example for the further explanation. W 2 is also assigned to the signal combination S 12- S 21 .

Der spezielle Schaltzustand der Anzeige der Fig. 4 wird nun erreicht, indem während eines der beiden Zeitschlit ze das Signal S 12 an die Elektroden 1 bis 10, das Signal S 21 an g bis j angelegt wird. Während des anderen der beiden Zeitschlitze, wird das Signal S 11 an die Elektro den 6 bis 10, das Signal S 12 an die Elektroden 1 bis 5, das Signal S 21 an die Elektrode g und das Signal S 22 an die übrigen Elektroden der Reihe a bis j angelegt. Wie man sich leicht überzeugt, ist damit allen Elektroden, die mit schwarz gefülltem Kreis gekennzeichnet sind, ein Mittelwert Wg=W 1+W 2 und allen Elektroden, die mit leerem Kreis gekennzeichnet sind, ein Mittelwert Wk 2. W 1 zugeordnet. Um die obige Behauptung zu belegen, daß mit diesem Ansteuerschema ein Q-Wert wie bei einem her kömmlichen Zweischrittmultiplexverfahren erreichbar sei, muß das Verhältnis Wg/Wk mindestens den Wert 5 annehmen. Dies ist erfüllt unter der Bedingung, daß 9. W 1=W 2 gilt. Signalfolgen, die diese Bedingung erfüllen, zeigt Fig. 5. Es werden äquidistante Spannungspegel V 0 bis V 3 ver wendet. Den Verlauf der Signale S 11 bis S 22 während ei nes Zeitschlitzes zeigt Fig. 5a, während in Fig. 5b die resultierenden Differenzspannungspegel bei der Kom bination dieser Signale an einem Bildelement dargestellt sind. Da es vorteilhaft ist, die Spannung an den Flüs sigkristallen im zeitlichen Mittelwert Null werden zu lassen, sind entsprechend symmetrische Signalformen aus gewählt, die es erlauben, innerhalb eines Zeitschlitzes die Mittelung zu Null zu erreichen. Nach dem weiter oben zu den Zeitschlitzen Ausgeführten ist klar, daß Teile von Zeitschlitzen innerhalb einer Ansteuerperiode belie big verwürfelt werden können. Für den Spannungsverlauf an den Bildelementen über eine Ansteuerperiode ist die Darstellung der Fig. 5c, die Verläufe für die Bildele mente 1 f, 1 g, 1 h und 6 f, 6 g und 6 h aus Fig. 4 angibt, daher nur exemplarisch anzusehen. Durch die Kombination der drei unterschiedlichen Signalformen der Fig. 5b und der zwei Zeitschlitze ergeben sich tatsächlich sechs verschiedene zeitliche Verläufe während einer Ansteuer periode, wobei jedoch die Grundbedingung erfüllt ist, daß nur zwei verschiedene Mittelwerte vorkommen.The special switching state of the display in FIG. 4 is now achieved by applying the signal S 12 to the electrodes 1 to 10 and the signal S 21 to g to j during one of the two time slots. During the other of the two time slots, the signal S 11 to the electrodes 6 to 10 , the signal S 12 to the electrodes 1 to 5 , the signal S 21 to the electrode g and the signal S 22 to the other electrodes of the series a to j created. As you can easily see, a mean value Wg = W 1 + W 2 and all electrodes that are marked with an empty circle are assigned an average value Wk 2. W 1 to all electrodes marked with a black filled circle. In order to prove the above claim that a Q-value as with a conventional two-step multiplex method can be achieved with this control scheme, the ratio Wg / Wk must assume at least the value 5 . This is fulfilled on the condition that 9. W 1 = W 2 applies. Signal sequences that meet this condition are shown in FIG. 5. Equidistant voltage levels V 0 to V 3 are used . The course of the signals S 11 to S 22 during a time slot is shown in FIG. 5a, while in FIG. 5b the resulting differential voltage levels are shown on a picture element when these signals are combined. Since it is advantageous to allow the voltage at the liquid crystals to become zero over time, correspondingly symmetrical signal forms are selected which allow the averaging to be achieved within one time slot. After what has been said above about the time slots, it is clear that parts of time slots can be randomly shuffled within a drive period. For the voltage curve on the picture elements over a drive period, the representation of FIG. 5c, which shows the courses for the picture elements 1 f , 1 g , 1 h and 6 f , 6 g and 6 h from FIG. 4, is therefore only to be regarded as an example . By combining the three different waveforms of FIG. 5b and the two time slots, there are actually six different time profiles during a control period, although the basic condition is met that only two different mean values occur.

Die Möglichkeit, Signalformen gemäß der Erfindung zu erzeugen, beschränkt sich nicht auf den Fall von vier äquidistanten Pegeln. Es wird im folgenden ein Konstruk tionsverfahren gezeigt, das es erlaubt, bei der belie bigen Anzahl verfügbarer Pegel entsprechende Signalfor men zu konstruieren. Voraussetzung ist lediglich, daß sich aus diesen Pegeln eine Reihe von Grundsignalen for men läßt, in der jedes Signal zu den benachbarten Si gnalen den gleichen Mittelwert-Abstand hat, zu jedem übernächsten den doppelten, zum drittnächsten den drei fachen und so weiter. Mit "Mittelwert-Abstand" ist die Wurzel aus dem mittleren Quadrat der Spannungsdifferenz von zwei Signalen innerhalb des betrachteten Zeitfensters gemeint. Zum besseren Verständnis des Gedankengangs wird auf Fig. 6 verwiesen. Dort ist in Fig. 6a für den be reits geschilderten Anwendungsfall mit vier Pegeln die entsprechende Signalreihe dargestellt. Nach dem gleichen Schema reduziert sich die Reihe bei zwei verfügbaren Pe geln auf zwei Signale wie in Fig. 6b gezeigt. Die Mit telwert-Abstände aller Signale untereinander lassen sich in einer Matrixdarstellung übersichtlich zusammen fassen (Fig. 6c). Je nach Anzahl der verfügbaren Sig nale läßt sich die Matrix beliebig erweitern. Sie ist in der Figur für acht Signale ausgefüllt. Entsprechend dem bisher behandelten Beispiel wird für die Erläuterung jedoch zunächst nur der Fall von vier Signalen A, B, C, D betrachtet. Die Matrix der Fig. 6c kann benutzt wer den, um die benötigten Signalformen erster und zweiter Art für die Ansteuerung der erfindungsgemäßen Flüssig kristallanzeige aufzufinden. Mit den Signalen A, B, C, D als elementarsten Signalkomponenten lassen sich durch Aneinanderreihen in zeitlicher Abfolge beliebig lange, komplexere Signalzüge konstruieren. Dieses Verfahren wird zur Konstruktion der Signalformen erster und zwei ter Art angewendet. Für den Fall von vier Pegeln erweist es sich, daß bereits die elementaren Signalkomponenten A, B, C, D hinreichend sind für die Erfüllung der Anfor derungen, die Aneinandereihung mehrerer Elementarsignale sich also erübrigt. Für die Auffindung der richtigen Kombination ist Fig. 6c sehr nützlich. Da es das Ziel ist, mit den konstruierten Signalformen drei paarweise Differenzen mit gleichem Quadrat des Mittelwertabstands W 1 zu finden und eine paarweise Differenz mit abweichen dem Quadrat W 2, bietet es sich an, anhand von Fig. 6c die möglichen Kombinationen von Mittelwertabständen bei Herausgreifen von zwei Zeilen und zwei Spalten zu prü fen. Man erfaßt mit einem Blick, daß die Kombination Zeilen A, C und Spalten B, D die Bedingung erfüllt. Das gleiche gilt für die Kombination Zeilen B, D und Spalten A, C. Der Vergleich mit Fig. 5 zeigt die Entsprechung.The ability to generate waveforms in accordance with the invention is not limited to the case of four equidistant levels. In the following, a construction method is shown, which makes it possible to construct corresponding signal forms with the arbitrary number of available levels. The only requirement is that a series of basic signals can be formed from these levels, in which each signal has the same mean value spacing from the neighboring signals, double to the next but one, three times to the third next, and so on. By "mean value distance" is meant the root of the mean square of the voltage difference of two signals within the time window under consideration. For a better understanding of the train of thought, reference is made to FIG. 6. There is shown in Fig. 6a for the already described application with four levels, the corresponding signal series. Following the same scheme, the row is reduced to two signals at two available levels, as shown in FIG. 6b. The mean value intervals of all signals with one another can be clearly summarized in a matrix representation ( FIG. 6c). Depending on the number of available signals, the matrix can be expanded as required. It is filled for eight signals in the figure. According to the example discussed so far, only the case of four signals A , B , C , D is considered for the explanation. The matrix of FIG. 6c can find who used the crystal display to the required waveforms of first and second type for controlling the liquid according to the invention. With signals A , B , C , D as the most elementary signal components, any length of complex signal strings can be constructed by stringing them together in chronological order. This method is used to construct the first and second type waveforms. In the case of four levels, it turns out that the elementary signal components A , B , C , D are sufficient for the fulfillment of the requirements, the stringing together of several elementary signals is unnecessary. For finding the right combination, Fig. 6c very useful. Since the aim is to use the constructed signal forms to find three pairwise differences with the same square of the mean value distance W 1 and one pairwise difference with different square W 2 , it is advisable to use Fig. 6c to pick out the possible combinations of mean value distances when picking out of two rows and two columns. One can see at a glance that the combination of rows A , C and columns B , D fulfills the condition. The same applies to the combination of rows B , D and columns A , C. The comparison with FIG. 5 shows the correspondence.

Bei drei verfügbaren Signalpegeln ist es notwendig, meh rere Zeitfenster mit unterschiedlichen Elementarsignalen aneinanderzureihen, um den "Zeitschlitz" zu definieren. Wählt man beispielsweise die Kombination A, B (Zeilen) und A, C (Spalten), so sind nur zwei paarweise Differen zen gleich. Ebenso bei Kombinationen A, C (Zeilen) mit B, C (Spalten) und A, B (Zeilen) mit B, C (Spalten). Die Aneinanderreihung aller drei Kombinationen liefert aber das gewünschte Resultat: Die Signalformen erster Art A-A-A und B-C-B zusammen mit den Signalformen zweiter Art A-B-B und C-C-C erfüllen die Anforderungen für die Ansteuerung einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallan zeige. Auch bei nur zwei verfügbaren Pegeln (siehe Fig. 6b) lassen sich Kombinationen finden. Als Beispiel sei aufgeführt A-A-A bzw. B-A-B für die Signalformen erster Art und A-A-B bzw. B-B-B für die Signalformen zweiter Art. Die resultierenden Signalformen sind in Fig. 7 zusammengefaßt.With three available signal levels, it is necessary to string several time windows with different elementary signals in order to define the "time slot". For example, if you choose the combination A , B (rows) and A , C (columns), only two paired differences are the same. Likewise with combinations A , C (rows) with B , C (columns) and A , B (rows) with B , C (columns). The stringing together of all three combinations delivers the desired result: The signal forms of the first type AAA and BCB together with the signal forms of the second type ABB and CCC meet the requirements for the control of a liquid crystal display according to the invention. Combinations can also be found with only two available levels (see FIG. 6b). Examples are AAA and BAB for the first type of signal forms and AAB and BBB for the second type of signal forms. The resulting signal forms are summarized in FIG. 7.

Je nach Anzahl der zur kompletten Informationsdarstel lung benötigten Zeitschlitze erhält man mit den geschil derten Lösungsmöglichkeiten unterschiedliche Werte von Q. Um einen Vergleich zu bisher bekannten Verfahren zu erlauben, sind in Fig. 8 entsprechende Rechenwerte zu sammengefaßt. Wie man sieht, ist die weitere Steigerung der Pegelzahl über den Wert 4 hinaus für den erreichba ren Q-Wert nicht von Vorteil. Es kann sich aber aus Grün den der optimalen Auslegung der Spannungsversorgung als günstig erweisen, solche Schemata zu wählen.Depending on the number of timeslots required for complete information display, different values of Q are obtained with the described solution options. In order to allow a comparison with previously known methods, corresponding calculation values are summarized in FIG. 8. As you can see, a further increase in the level beyond the value of 4 is not an advantage for the achievable Q value. It can, however, turn out to be the best for the optimal design of the voltage supply to choose such schemes.

Es sei ferner als wichtige Weiterbildung der Erfindung erwähnt, daß es möglich ist, neben den elementaren Grund signalen, wie sie etwa in Fig. 6a gezeigt sind und de ren jedes nur zwei symmetrische Pegel aufweist, auch komplexere Grundsignale zu konstruieren, die auch Zwi schenpegel beinhalten. Ein Beispiel für drei Pegel zeigt Fig. 9a. Die Konstruktion ergibt sich, wie aus der Ab bildung gut ersichtlich, durch zyklische Verschiebung der Signalform. Die Signalformen verhalten sich im er sten Teil der Reihe genau in dem Sinne wie eingangs ge fordert: Die Mittelwertabstände nehmen in gleichen Ab ständen zu. Eine Besonderheit solcher zyklischer Kon struktionen ist es aber, daß sie wieder auf sich selbst zurückführen. Ab Signalform F nimmt also der Mittelwert abstand zum Signal A wieder ab. Dies führt dazu, daß die aus Fig. 6c bekannte tabellarische Darstellung der Mit telwertabstände eine wichtige Modifikation erfährt. Das Resultat zeigt Fig. 9b. Mit einer solchen Kombination ist es zum einen möglich, die nach der Erfindung vorge sehene Variante zu realisieren, bei der drei der vier Signaldifferenzen den oberen Mittelwert einnehmen. Dafür werden beispielsweise Signale D und F als erste Art ver wendet, A und C als zweite Art. Darüber hinaus können jedoch die Darstellungsmöglichkeiten auf einer Matrix entsprechend Fig. 4 bereichert werden. Das in Fig. 4 speziell wiedergegebene Bildraster war nach der oben gegebenen Schilderung durch Ansteuerung in zwei Zeit schlitzen entstanden. Unter Verwendung der Signalformen nach Fig. 9a gelingt dies jedoch in einem Zeitschlitz. Dazu wird beispielsweise an die Elektroden 1 bis 5 das Signal B angelegt, an die Elektroden 6 bis 10 das Signal D, an die Elektroden a bis f das Signal G und an die Elektrode g das Signal E. Die zusätzliche Möglichkeit dieser besonderen Signalkombination liegt nun darin, daß die Elektroden h bis j mit dem Signal C verbunden werden können, das für den Schaltzustand der Bildelemente in diesen Reihen genau das gegenteilige Resultat wie das Signal G liefert, oder aber mit dem Signal A, das genau das gegenteilige Resultat zum Signal E liefert. Im vor liegenden Anwendungsbeispiel liefert das Signal C das gewünschte Resultat. Die Folge ist eine wesentliche Ver besserung des Q-Wertes, der nun 5 beträgt, statt 3,5 bei Verwendung von zwei Zeitschlitzen (bei dem vorher ge schilderten Beispiel war ein Vierpegel-Signal verwendet worden, das im Zweischrittverfahren ebenfalls den Wert Q =5 liefert).It should also be mentioned as an important further development of the invention that it is possible, in addition to the elementary basic signals, such as are shown in FIG. 6a and each of which has only two symmetrical levels, to construct more complex basic signals, which also include intermediate levels include. An example of three levels is shown in FIG. 9a. The construction results, as can be clearly seen from the figure, by cyclically shifting the signal shape. In the first part of the series, the signal forms behave exactly in the sense as initially stated: The mean value intervals increase at equal intervals. A peculiarity of such cyclical constructions is that they lead back to themselves. From signal form F , the mean value distance to signal A decreases again. This leads to an important modification of the tabular representation of the mean value intervals known from FIG. 6c. The result is shown in Fig. 9b. With such a combination it is possible, on the one hand, to implement the variant provided according to the invention, in which three of the four signal differences take the upper average. For this purpose, signals D and F are used as the first type, A and C as the second type. In addition, however, the display options on a matrix according to FIG. 4 can be enriched. The image raster shown in FIG. 4 was created in two time slots after the description given above by activation. Using the waveforms according to FIG. 9a, however, this succeeds in a time slot. For this purpose, for example, the signal B is applied to the electrodes 1 to 5 , the signal D to the electrodes 6 to 10 , the signal G to the electrodes a to f and the signal E to the electrode g . The additional possibility of this special signal combination lies in the fact that the electrodes h to j can be connected to the signal C , which provides the opposite result for the switching state of the picture elements in these rows as the signal G , or else with the signal A , which gives exactly the opposite result to signal E. In the present application example, the signal C delivers the desired result. The result is a significant improvement in the Q value, which is now 5, instead of 3.5 when using two time slots (in the previously described example, a four-level signal was used, which also had the value Q = 5 in the two-step process supplies).

Die Möglichkeit, Varianten mit drei oberen Mittelwerten der vier Signaldifferenzen zu finden, ist nicht auf den Sonderfall der Signalformen nach Fig. 9 beschränkt. Es kann für beliebige Elementarsignale ähnlich wie bei den Konstruktionen nach Fig. 7 vorgegangen werden, indem mehrere Zeitfenster zu einem Zeitschlitz kombiniert wer den. Es können auf diese Weise sogar besonders interes sante Signalkombinationen ermittelt werden, bei denen drei der Signaldifferenzen gleich sind, während die vier te zu Null wird. Ein Beispiel für den Fall P=4 gibt die Fig. 10 an.The possibility of finding variants with three upper mean values of the four signal differences is not limited to the special case of the signal forms according to FIG. 9. It can be proceeded for any elementary signals similar to the constructions according to FIG. 7 by combining several time windows to form a time slot. In this way, particularly interesting signal combinations can be determined in which three of the signal differences are the same, while the fourth is zero. An example for the case P = 4 is given in FIG. 10.

Nach der ausführlichen Schilderung vorteilhafter Kombi nationen von Signalformen für die Ansteuerung einer er findungsgemäßen Flüssigkristallanzeige wird nun im fol genden ein Beispiel für eine komplette Ansteuerschaltung gegeben. Das Beispiel betrifft eine Uhr, bei der die vertraute Zeitdarstellung in Form von Stunden-, Minuten- und Sekundenanzeigern mit Hilfe einer geeignet gestal teten Flüssigkristallanzeige nachgeahmt wird. Die dafür verwendete Anordnung von Vorder- und Rückseitenelektro den zeigt Fig. 11. Es werden zwölf flächige Rückseiten elektroden B 1 bis B 12 verwendet und zehn mäanderförmige Vorderseitenelektroden S 1 bis S 10, die die Form einer Zeigerrosette ergeben. Durch die Aufspaltung der Rück seitenelektroden in einen inneren Sektorenring und einen äußeren Sektorenring ergibt sich die Möglichkeit, kurze und lange Zeiger darzustellen oder auch ausschließlich den äußeren Teil eines Zeigers sichtbar zu machen. In der vereinfachten Matrix-Strukturdarstellung ergibt sich die Anordnung nach Fig. 12. In Fig. 12 sind einige Bildelemente durch einen gefüllten Kreis als aktiviert gekennzeichnet. Diese Kombination ist als Beispiel her ausgegriffen und entspricht der Darstellung der Zeit 1 Uhr 12 Minuten und 21 Sekunden, wie durch Vergleich mit Fig. 11 einfach zu rekonstruieren ist. Bei dieser Darstellungsweise hat der Sekundenzeiger dieselbe Gestalt wie der Minutenzeiger und kann lediglich durch seine rasche Bewegung vom Betrachter identifiziert werden. Es ist möglich, eine eindeutigere Unterscheidung durch Weg lassen des inneren Bildelements beim Sekundenzeiger zu erreichen, was aber nur eine Realisierungsvariante dar stellt, die für das Verständnis der grundsätzlichen Funk tion der Ansteuerung ohne Belang ist. Wie aus Fig. 11 zu erkennen ist, kommen aktive Schaltzustände von Bild elementen bei maximal drei Segmentleitungen in Frage, jeweils eine ist der Darstellung von Stunden, Minuten und Sekunden zugeordnet. Entsprechend der erfindungsge mäßen Lösung werden in drei aufeinanderfolgenden Zeit schlitzen erst die Gruppe S 6 und B 1, dann S 9, B 9 und B 3 und schließlich S 9, B 2 und B 8 mit den Signalformen er ster und zweiter Art beaufschlagt, die sich zu einem aktiven Schaltzustand der Bildelemente kombinieren, wäh rend jeweils alle übrigen Elektroden mit Signalen pas siver Wirkung beaufschlagt werden.After the detailed description of advantageous combinations of waveforms for the control of a liquid crystal display according to the invention, an example of a complete control circuit is given below. The example relates to a watch in which the familiar time display in the form of hour, minute and second hands is mimicked with the help of a suitably designed liquid crystal display. The arrangement of the front and rear side electrodes used for this is shown in FIG. 11. There are twelve flat rear side electrodes B 1 to B 12 and ten meandering front side electrodes S 1 to S 10 , which give the shape of a pointer rosette. By splitting the back side electrodes into an inner sector ring and an outer sector ring, there is the possibility of displaying short and long pointers or to make only the outer part of a pointer visible. The arrangement according to FIG. 12 results in the simplified matrix structure representation . In FIG. 12, some picture elements are identified as activated by a filled circle. This combination is used as an example and corresponds to the representation of the time 1 o'clock 12 minutes and 21 seconds, as can be easily reconstructed by comparison with FIG. 11. In this display mode, the second hand has the same shape as the minute hand and can only be identified by the viewer by its rapid movement. It is possible to achieve a clearer distinction by leaving out the inner picture element at the second hand, but this is only one implementation variant that is irrelevant for understanding the basic function of the control. As can be seen from Fig. 11, active switching states of picture elements with a maximum of three segment lines come into question, one is assigned to the representation of hours, minutes and seconds. According to the solution according to the invention, the groups S 6 and B 1 , then S 9 , B 9 and B 3 and finally S 9 , B 2 and B 8 are slotted in three successive times with the waveforms he and the second type combine to form an active switching state of the picture elements, while all other electrodes are acted upon with signals of passive effect.

Die Schaltung, die diesen Zweck vollbringt, besteht aus einer Auswahllogik (dargestellt in Fig. 13) und einer Anzahl von Treiberschaltungen, die in Abhängigkeit vom Logikpegel am Eingang zwei verschiedene Ausgangssignale generieren (Fig. 14).The circuit that accomplishes this purpose consists of selection logic (shown in FIG. 13) and a number of driver circuits that generate two different output signals depending on the logic level at the input ( FIG. 14).

Die Funktion der Auswahllogik ist im folgenden näher erläutert. Sie enthält im datenhaltenden Eingangsteil drei Zähler für Sekunden, Minuten und Stunden. Diese empfangen ihre Fortschaltsignale von einem nicht in der Abbildung enthaltenen Impulsgenerator, der in dem Fach mann geläufiger Weise den Sekundenzähler jede Sekunde, den Minutenzähler jede Minute und den Stundenzähler alle zwölf Minuten weiterschaltet (der zwölf-Minuten-Rhythmus für den Stundenzähler ergibt sich aus der Anzahl von fünf Zeigerelementen pro Stunde auf dem Zifferblatt). Alle drei Zähler enthalten je zwei Stufen, deren erste einen Zählzyklus 10 aufweist und deren zweite einen Zähl zyklus von 6 aufweist. Die Zähler sind in dem Fachmann ebenfalls geläufiger Weise als Ringzähler ausgelegt, die in den einzelnen Zyklusschritten die der Tabelle in Fig. 15 zu entnehmenden Ausgangssignale QSCA bis QSCH (Sekundenzähler) bzw. QMNA bis QMNH (Minutenzähler) bzw. QHRA bzw. QHRH (Stundenzähler) bereitstellen. Je ein Satz dieser Ausgangssignale wird in jedem der drei Zeit schlitze einer Ansteuerperiode an die Pegelanpassungs stufen LSSA bis LSSH weitergeleitet. Die Auswahl erfolgt über die Transmissionsgatter TG, die mit gegeneinander versetzten Impulsfolgen IBPS, IBPM und IBPH leitend oder nicht leitend geschaltet werden. Diese Signale werden ebenfalls von dem nicht in der Abbildung enthaltenen Impulsgenerator nach Standardverfahren der digitalen Schaltungstechnik bereitgestellt. Die Pegelanpassungs stufen sind erforderlich, da der mit den Ausgangsstufen verknüpfte Schaltungsteil den vollen Spannungshub der Ausgangsschaltung bewältigen muß, die in diesem Ausfüh rungsbeispiel mit vier Pegeln arbeitet und daher mit dem Dreifachen der Grundspannung betrieben wird. Die voran geschaltete Logik wird jedoch nur an der einfachen Grund spannung betrieben, um einen minimalen Strombedarf zu gewährleisten. Die Realisierung solcher Pegelanpassungs stufen, in diesem Beispiel in CMOS-Technik, ist eben falls nach dem Stand der Technik geläufig. Die Pegelan passungsstufen verfügen jeweils über einen invertieren den und einen nicht invertierenden Ausgang. Die Ausgänge der an dem 10-Schrittzähler angekoppelten Stufen sind so mit den Auswahlgattern S 1 bis S 10 verschaltet, daß mit jedem Zählschritt des Zählers ein anderes Gatter logisch Null am Ausgang zeigt, während alle übrigen logische Eins zeigen. Wenn am Anfang S 1 logisch Null zeigt, so folgt als nächstes eine logische Null auf S 2, dann S 3 und so weiter, bis nach S 10 wieder S 1 zum Zug kommt. Die Ausgänge der Gatter S 1 bis S 10 sind mit den Segmenttrei berstufen SB verbunden und bewirken dort je nach Aus gangspegel die Erzeugung der einen oder der anderen der beiden vorgesehen Signalformen. Die Verbindung ist je doch über Transmissionsgatter TG 2 geführt, die je nach Steuersignal SEL 1, SEL 2 das eine oder andere mit ihnen verbundene Auswahlgatter an die zugehörige Treiberstufe durchschalten. Diese Umschaltmöglichkeit ist notwendig, da entsprechend der Darstellung in Fig. 11 bei konti nuierlichem rechtsläufigem Vorrücken des dargestellten Zeigers die Segmentleitungen abwechselnd in hochzählen der und abwärtszählender Folge aktiviert werden müssen. Die Signale SEL 1 und SEL 2 zur Steuerung der Transmis sionsgatter TG 2 werden von der Zählerstufe mit Sechser- Zyklus abgeleitet. Jeder Zählschritt bewirkt über die Pegelanpassungsstufen LSSF bis LSSH und die Auswahlgat ter B 1 bis B 12 die Aktivierung der zwei Rückseitenelek troden in einem der sechs Sektoren des Zifferblatts nach Fig. 11. Allerdings kann die Aktivierung der einen oder der anderen der beiden Elektroden unterbunden werden durch Anlegen einer logischen Null an die Leitung bzw. . Dies dient der Darstellung eines kurzen Stun denzeigers oder eines nur im äußeren Ringbereich sicht baren Sekundenzeigers. Diese Steuersignale müssen wie derum vom nicht im Bild dargestellten Impulsgenerator bereitgestellt werden (sie wurden bereits zur Steuerung der Transmissionsgatter TG benötigt).The function of the selection logic is explained in more detail below. It contains three counters for seconds, minutes and hours in the data-holding input section. These receive their step signals from a pulse generator not shown in the figure, which, in the manner known to the person skilled in the art, increments the second counter every second, the minute counter every minute and the hour counter every twelve minutes (the twelve-minute rhythm for the hour counter results from the Number of five pointer elements per hour on the dial). All three counters each contain two stages, the first of which has a counting cycle of 10 and the second of which has a counting cycle of 6. The counters are adapted to the skilled worker also familiar manner as a ring counter, which in the individual cycle steps, the table in Fig. To be taken from output signals Qsca to QSCH (seconds counter) or QMNA to QMNH (minute counter) or QHRA 15 or QHRH (hour meter ) provide. A set of these output signals is forwarded to the level adjustment stages LSSA to LSSH in each of the three time slots of a drive period. The selection is made via the transmission gates TG , which are switched to conductive or non-conductive with mutually offset pulse sequences IBPS , IBPM and IBPH . These signals are also provided by the pulse generator not shown in the figure using standard digital circuit technology. The level adjustment stages are required because the circuit part associated with the output stages has to cope with the full voltage swing of the output circuit, which in this exemplary embodiment operates at four levels and is therefore operated at three times the basic voltage. However, the upstream logic is only operated at the simple basic voltage in order to ensure a minimal current requirement. The implementation of such level adjustment stages, in this example in CMOS technology, is also common according to the prior art. The level adjustment stages each have an inverting and a non-inverting output. The outputs of the stages coupled to the 10-step counter are connected to the selection gates S 1 to S 10 in such a way that with each counting step of the counter a different gate shows a logical zero at the output, while all the other logical ones show. If S 1 shows a logical zero at the beginning, then a logical zero follows on S 2 , then S 3 and so on, until S 1 comes into play again after S 10 . The outputs of the gates S 1 to S 10 are connected to the segment driver stages SB and, depending on the output level, cause the generation of one or the other of the two provided signal forms. The connection is made via transmission gates TG 2 , which, depending on the control signal SEL 1 , SEL 2 , connect one or the other selection gate connected to them to the associated driver stage. This switchover option is necessary since, as shown in FIG. 11, the segment lines have to be activated alternately in counting up and down counting sequence in the event of continuous right-handed advancement of the pointer shown. The signals SEL 1 and SEL 2 for controlling the transmission gate TG 2 are derived from the counter stage with a six-cycle. Each counting step causes the activation of the two back electrodes in one of the six sectors of the dial according to FIG. 11 via the level adjustment stages LSSF to LSSH and the selection gates B 1 to B 12. However, the activation of one or the other of the two electrodes can be prevented by applying a logical zero to the line or. This serves to display a short hour hand or a second hand that is only visible in the outer ring area. These control signals must again be provided by the pulse generator not shown in the picture (they were already required to control the transmission gates TG ).

Die Treiberschaltung SB ist in Fig. 14a nochmals mit allen ihr zugeführten Signalen im Detail gezeigt. Das Signal SB-IN ist der von den Auswahlgattern S 1 bis S 10 und B 1 bis B 12 her anliegende Pegel. VDD ist bei der in diesem Beispiel gewählten Ausführung in p-Wannen-CMOS- Technologie das Substratpotential. VSS ist die negative Grundversorgungsspannung, VSS 1 ist die verdoppelte, VSS 2 die verdreifachte Grundversorgungsspannung (jeweils ne gativ gegenüber VDD). SB-OUT ist die an den Ausgangsan schlüssen verfügbare Signalform. Ein Beispiel für die zeitliche Abfolge der Pegel der verschiedenen Signale ist Fig. 15 zu entnehmen. Dabei werden QBPA, IBPS, IBPM und IBPH wie dargewstellt fest von einem Impulsgenerator vorgegeben, SB-IN wurde willkürlich zur Erzeugung ver schiedener Ausgangssignalfolgen SB-OUT variiert, um die Zusammenhänge zu verdeutlichen. Der Pegel SB-IN wird im Normalfall wie geschildert von den Zählerstufen kontrol liert und ändert seine Signalform nur jede Sekunde, wäh rend die Signalgrundperiode nur einige Hunderstel Sekun den dauert. Die drei zur Darstellung der drei Zeiger notwendigen Zeitschlitze werden durch die Signale IBPS, IBPM und IBPH aktiviert. Entsprechend ist zu erkennen, daß SB-IN in den vier in Fig. 15 dargestellten Grundpe rioden so gewählt wurde, daß in der ersten Periode kein Zeiger im betroffenen Elektrodenbereich darzustellen ist, in der zweiten Periode der Minuten- und Stundenzei ger, in der dritten Periode der Sekunden- und Stunden zeiger und in der vierten Periode alle drei Zeiger. Die gezeigten Signalformen gelten für die Ansteuerung von Segmentelektroden. Zur Ansteuerung der Rückseitenelek troden muß statt QBPA das dazu komplementäre Signal ver wendet werden. The driver circuit SB is shown again in detail in FIG. 14a with all the signals supplied to it. The signal SB-IN is the level present from the selection gates S 1 to S 10 and B 1 to B 12 . VDD is the substrate potential for the version in p-well CMOS technology chosen in this example. VSS is the negative basic supply voltage, VSS 1 is the doubled, VSS 2 the tripled basic supply voltage (each negative to VDD) . SB-OUT is the waveform available at the output connections. An example of the chronological sequence of the levels of the various signals can be found in FIG. 15. As shown, QBPA , IBPS , IBPM and IBPH are predefined by a pulse generator, SB-IN was arbitrarily varied to generate different output signal sequences SB-OUT to clarify the relationships. The level SB-IN is normally checked as described by the counter stages and changes its signal form only every second, while the basic signal period lasts only a few hundredths of a second. The three time slots required to represent the three pointers are activated by the signals IBPS , IBPM and IBPH . Accordingly, it can be seen that SB-IN was selected in the four basic periods shown in FIG. 15 in such a way that in the first period no pointer is to be shown in the electrode area concerned, in the second period the minute and hour hand and in the third period Period of the seconds and hours hands and in the fourth period all three hands. The waveforms shown apply to the control of segment electrodes. To control the rear electrodes, the complementary signal must be used instead of QBPA .

Fig. 14b beschreibt die Treiberschaltung auf Transistor ebene. Dabei ist der Übersichtlichkeit halber der Inver ter weggelassen, der zur Erzeugung des zu SB-IN inversen Signals benutzt wird. Beide Signale liegen an je einem Paar komplementärer Transistoren der beiden Schaltzweige an, so daß entweder die beiden extremen Spannungspegel VDD und VSS 2 oder die beiden mittleren Spannungspegel VSS und VSS 1 von der Schaltung abgetrennt werden. Von den beiden verbleibenden Pegeln wird durch den regelmä ßigen Pegelwechsel der Signale QBPA und in zykli schem Wechsel das eine und das andere an den Knoten SB- OUT durchgeschaltet. Fig. 14b describes the driving circuit at the transistor level. For the sake of clarity, the inverter that is used to generate the signal inverse to SB-IN is omitted. Both signals are applied to a pair of complementary transistors of the two switching branches, so that either the two extreme voltage levels VDD and VSS 2 or the two middle voltage levels VSS and VSS 1 are separated from the circuit. Of the two remaining levels of the signals QBPA and in schem cy clic change is the one and the other connected through to the node SB OUT through the regelmä lar level change.

Die dargestellte Schaltung ist nicht in der Lage zu er kennen, ob mehrere Zeiger die gleiche Position in der Anzeige einnehmen. Daher kann es geschehen, daß das gleiche Bildelement mehrmals innerhalb einer Grundperio de in verschiedenen Zeitschlitzen aktiviert wird, was zu einem irregulär hohen mittleren Spannungsdifferenzwert an diesem Bildwert führt, mit entsprechend verändertem Kontrast. Gerade in diesem Anwendungsfall stört der Ef fekt nicht, da auch bei einer mechanischen Zeigeruhr in der Regel zwei hintereinander liegende Zeiger aufgrund ihrer etwas unterschiedlichen Gestaltung erkennbar an ders aussehen als jeder einzelne der beiden Zeiger. In Anwendungsfällen, bei denen eine solche Signalkoinzidenz vermieden werden muß, ist es möglich, die verschiedenen Zähler mit Komparatorschaltungen auf Koinzidenz zu prü fen und beispielsweise die Darstellung von Stunden- und Sekundenzeiger bei Koinzidenz mit dem Minutenzeiger zu unterdrücken.The circuit shown is not able to know if multiple pointers are in the same position in the Take ad. Therefore it can happen that same picture element several times within a basic period de is activated in different time slots, which leads to an irregularly high mean voltage difference value leads to this image value, with accordingly changed Contrast. The Ef is particularly annoying in this application not perfect, because even with a mechanical hand watch in usually two consecutive pointers due to recognizable by their somewhat different design look different from each of the two pointers. In Use cases where such a signal coincidence must be avoided, it is possible to avoid the different Counter with comparator circuits to check for coincidence fen and for example the representation of hourly and Second hand at coincidence with the minute hand suppress.

Claims

1. Liquid crystal display with a plurality of Geze display elements, which are divided into groups and connected to each other so that the elements of each group have a common back electrode and the front side electrode of each element of a group is connected to one element from different other groups, thereby characterized in that the control signals for at least a part of the front and rear electrodes are composed of a time sequence of partial signals, that each partial signal is assigned an equally long time slot within the signal period and that during each time slot each front side electrode has one of two switchable waveforms of the first type and each rear electrode with one of two switchable waveforms of the second type, the waveforms being selected such that the square mean of the voltage difference between the total duration of a time slot is taken Front and back electrodes for three of the four possible combinations of a waveform of the first type with a waveform of the second type have the same amount and for the fourth combination a different amount.

2. Display according to claim 1, characterized in that the waveforms are selected so that the over the Total duration of a time slot taken quadratic Average of the voltage difference between the front and Rear electrode for three of the four possible combinations tion of a waveform of the first kind with a waveform second type above the threshold voltage value and the qua dramatic mean for the fourth possible combination is below the threshold voltage value or vice versa.

3. Display according to claim 1 or 2, characterized net that the groups in which the display elements are added are divided, arranged in any area.

4. Display according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the time slots are not connected are enough.

5. Display according to one of claims 1 to 4, characterized in that the signal forms of the first and second types are composed of a series of N elementary signal forms S (n) , for which the root mean square of the difference S (n) -S ( n + m) has the same size for a given value m .

6. Display according to claim 5, characterized in that the difference between adjacent Signalfor men S (n) and S (n +1) is chosen so that with systematic continuation of the series applies S (n) = S (n + N) .

7. Display according to one of claims 1 to 6, characterized characterized that another part of the front or Back electrodes during certain time slots a third signal form of the first or second type is applied, which in combination with the signal form the other kind an amount of quadratic Average value of the voltage difference results in that with the first or second waveform is mental.