IT7305215A1 - Dispositivo di comando particolarmente per visualizzatori a cristallo liquido - Google Patents

Description

[0001] N5215 A/73 1000930 37607/PIA (12223) "DISPOSITIVO DI COMANDO PARTICOLARMENTE PER VISUALIZZATORI A CRISTAL LO-LIQUIDO".

[0002] HITACHI, LTD., a Chiyoda-ku, Tokyo (Giappone).

[0003] Depositat i1 2 6 N0V.

[0004] 1973 a5215 A/73 La presente invenzione si riferisce ad un sistema di pilo- taggio di un dispositivo di rappresentazione.

[0005] visiva a cristallo liquido che meccanicamente ha la proprietä dei liquidi e che otticamente ha la proprieta dei solidi (cristallo).

[0006] 'pzuatod tp oansuoo ossoq top adotootoubd ut otuos otnuel..

[0007] il dispositivo di rappresentazione a cristallo-liquido usato negli orologi elettronici da polso, nei calcolatori elettronici di piccola dimensione da scrivania del tipo a comando da batteria e cosi via.

[0008] Circa i modi fisici di funzionamento del dispositivo di rappresentazione a cristallo-liquido, sono noti il modo di.

[0009] diffu- sione dinamica (DSM), il modo ad effetto di campo (FEM) e cosi via.

[0010] Circa i modi ottici di funzionamento sono noti quelli del tipo a rifles- sione, a trasmissione, ad assorbimento e cosi via.

[0011] La presente invenzione pu essere applicata comunemente a qualsiasi di tali modi.

[0012] In questa sede e a titolo di esempio la discrizione sarä RAA.CO L'UFFICIALE ROGANTE (Rag.

[0013] Alde Viola) Weee fatta .con riferimento al modo di diffusione dinamica del tipo a riflessione.

[0014] Il/dispositivo di rappresentazione a cristallo-liquido con modo di diffusione dinamica del tipo a riflessione sfrutta il fenomeno noto come modo di diffusione dinamica in cui, allorché si dispone un cristallo-liquido tra due elettrodi contrapposti e tra gli stessi si applica una tensione, le molecole del cristallo-liquido, che dapprima sono state orientate in una dire- zione fissa, si orientano in modo irregolare, per cui la luce incidente si diffonde e il cristallo-liquido subisce una varia- zione da stato trasparente a stato.semitrasparente (biancastro).

[0015] La costruzione e la fenomenologia di tali dispositivi di rappre- sentazione a cristallo-liquido si possono trovare, per esempio, 'in "Electronics", 6 Lugliq 1970, pagg.

[0016] 64-70 e in "Tran$istor Gijutsu" (pubblicazione giapponese), Agosto 1971, pagg.

[0017] 104-109.

[0018] Nel progettare un circuito pilota di tale dispositivo di rappresentazione a cristallo-liguido, si deve tener conto di un problema esposto nel .seguito.

[0019] In un dispositivo di rappresentazione a cristallo-liquido, per esempio del tipo a segmenti, provvisto di un elettrodo in comune (elettrodo delle cifre) con una pluralita di elettrodi aad ?aaanu eapouasaaddod dotod pp opoa ut ttsodstp ttueabes p stabiliti, un cristallo-liquido che corrisponda all'elettrodo a segmenti non scelto induce una diffusione in seguito ad una tensione applicata ali'elettrodo a segmenti selezionato.

[0020] Ne deriva che nella indicazione il numero offuscato.

[0021] Quindi, uno scopo della presente invenzione di realizzare un sistema di pilotaggio di un dispositivo di rappresentazione visiva a cristallo-liquido in.

[0022] grado di eliminare tale problema.

[0023] Per poter conseguire lo scopo, la presente invenzione con- siste nell'impiegare, come dispositivo di rappresentazione a cristallo-liquido, un dispositivo avente una tensione di soglia la presenza della tensidne, di soglia.

[0024] Tra i.

[0025] cristalli-liquidi sono noti quelli il cui stato visivo cambia gradatamente in funzione della tensione appli- cata e quelli in cui, come illustrato nel diagrämma di.figura 1 degli annessi disegni, lo stato.visivo cambia rapidamente nella zona di confine ad una certa tensione applicata presta- bilita, o che hanno in altre parole una tensione di soglia visiva.

[0026] Dispositivi di rappresentazione a cristallo-liquido di quest'ultimo tipo si possono trovare, per esempio, in "Applied Physics Letters", Vol.

[0027] 19, No.

[0028] 10, pagg.

[0029] 391-393; in "Transistor Gijutsu" gia menzionato in precedenza e nel catalogo di un dispositivo a cristallo-liquido posto in vendita pun) *p47 :.og oXuol uoddTN-TOO DTTOp ul - WNOu awou TT uoo fabbrica giapponese) .;[0030] Nella presente invenzione si impiegano dispositivi di rappresentazione a.cristallo-liquido di quest ultimo tipo.;[0031] Secondo una forma.di realizzazione della presente inven- zione sono previste sorgenti di.;[0032] tensione a tre livelli di valore (VH, Vm e V[), tra un elettrodo a.segmenti selezionato e un elet- e agli elettrodi a segmenti non selezionati si applica il poten- VH VM7VL?.;[0033] V th Secondo tale sistema di pilotaggio del dispositivo di rap- presentazione a cristallo-liquido, tra llelettrodo a segmenti selezionato e gli altri elettrodi,a segmenti si applica solo la la variazione dello stato visivo del cristallo-liquido attribuita alla differenza di potenziale tra gli elettrodi a segmenti.;[0034] E' inoltre possibile impedire la diafonia che si manifesta nei circui ti di comando :.: della tecnica nota di dispositivi di rappresen- tazione a cristallo-liquido del tipo a matrice ("Nikkei Elec- tronics", 8 Maggio 1972, pagg.;[0035] 32-43).;[0036] La presente invenzione ed altri scopi della stessa risul- teranno evidenti dalla descrizione che segue considerata insieme agli annessi disegni, in cui: la figura 1 e il diagramma della caratteristica di un cristallo-liquido di cui si gia detto, la figur 2(a) uno schema.;[0037] : di un circuito pilota di un dispositivo di rappresentazione visiva a cristallo-liquido secondo la presente invenzione, mentre la figura 2(b) un diagramma per spiegare i livelli delle sorgenti di tensione utilizzabili nel :circuito pilota: δ ai comando; la figura 3(a) e..;[0038] uno schema: di un'altra forma,di realizza- paaouootp un (q)e pano4 pl adauoa 'otottd ottnoato tap auotz dei tempi per spiegarne il funzionamento; e la figura 4(a) e uno.;[0039] schema : di un circuito per il comando dinamico di dispositivi di rappresentazione a cristallo-liquido secondo la presente invenzione, mentre la figura 4(b) .;[0040] un dia- gramma dei tempi per spiegarne il funzionamento.;[0041] La figura 2(a) rappresenta un circuito pilota costruito in conformitä al sistema di pilotaggio di un dispositivo di rappre- sentazione visiva a cristallo-liquido secondo la presente inven- zione.;[0042] Nella figura LcD indica un dispositivo di rappresentazione a cristallo-liquido.;[0043] Nel dispositivo di rappresentazione :una parte a linea obliqua rappresenta un cristallo-liquido, mentre un elettrodo sul lato o faccia superiore un elettrodo in comune e sul lato o faccia inferiore una pluralita m di.;[0044] elettrodi sono elettrodi a segmenti disposti in modo da poter rappresentare L'UFFICIALE ROGANTE (Rag.Alde Viofa lettere, numeri od altri elementi prestabiliti.;[0045] M indica un transistore ad effetto di campo e porta isolata del ti- -ogstsuaxs un n (noaosysaettn otemouap otonges tea) d oteuso od complementare.;[0046] I rispettivi elettrodi di sorgente sono collegati di.generatori di tensione Vm e Vl: mentre ai rispettivi elettrodi di .porta applicato un segnale S, di selezione dei segmenti: All'elettrodo in comune del dispositivo di rappresentazione a cristallo-liquido LCD si applica un alto potenziale VH:.;[0047] Un segnale in uscita del circuito complementare comandato dal segnale dei segmenti applicato ad uno degli elettrodi a segmenti.;[0048] strate in figura 2(b), ed i rispettivi valori sono determinati in modo da soddisfare le seguenti disuguaglianze: VH - VL1z Vthi lVH -vm Vth Si descrivera ora il funzionamento del circüito: Quando per scegliere l'elettrodo a segmenti alla estremita sinistra,-visto in figura 2(a), il segnale di selezione dei seg- menti S, diventa "1" (potenziale positivo), il transistoreM, reso conduttivo ed applica il basso potenziale V, all'elettrodo a segmenti: La parte corrispondente del cristallo-liquido induce allora una diffusione.;[0049] D'altra parte, quanda questo elettrodo a segmenti non selezionato, il segnale di selezione dei segmenti diventa "o" (potenziale di massa) e il transistore M, e reso conduttivo.;[0050] A questo segmento si applica quindi il potenziale medio Vm e la parte corrispondente del cristallo-liquido non induce diffusione: In modo'simile si applica anche agli altri elettrodi a seg- menti, una volta selezionati, il basso potenziale V e se non sono selezionati il potenziale medio Vm.;[0051] Tra l'elettrodo a segmenti selezionato e quello a segmenti non selezionato si applica quindi la differenza di potenziale pari a solo vm - VL.;[0052] Si evita che la differenza di potenziale :t4uau6as p tpout7ote ?t5 pJ4 atpp aaoo ptpottddp pts aunaos ut La differenza e resa piu piccola, e perci si alimina il proble- ma precedente.;[0053] La figura 3(a) rappresenta un'altra forma di realizzazione del circuito pilota per spiegare il sistema di pilotaggio di.un dispositivo di rappresentazione a cristallo-liquido secondo la presente invenzione.;[0054] La differenza essenziale tra il circuito di figura 3(a) e Tep pspunp pT p5unT aJauasuow dad ayo 8 (p)z pun5ty tp ottenb cristallo-liquido, lo stesso comandato in senso bidirezionale, ossia con corrente alternata.;[0055] Cio dovuto al fatto che quando al cristallo-liquido si applica una componente in corrente continua, il cristallo-liquido si polarizza e la sua durata si accorcia.;[0056] Nella figura, BD rappresenta un impulso di comando bidire- zionale per effettuare tale comando bidirezionale.;[0057] L'impulso applicato direttamente agli elettrodi di.;[0058] porta dei transistori M3 e M4: Attraverso un circuito.invertitore INq e un circuito AND AG oppure un circuito OR OG, l'impulso inoltre applicato agli Tuou5os Top atoubos TI .9w Sw Tuostsuou Top ouod tp tpoutot0 S, applicato ad un altro términale d'entrata del circuito AND AG, mentre .il segnale invertito del segnale.dei segmenti S, applicato ad un altro terminale d'entrata del circuito OR OG.;[0059] All'elettrodo in comune ê alimentata una tensione d'uscita -uowtto Tuou6os o tpou47ote TT6op Qun pv .w w Tuostsuou tata una tensione d'uscita di un circuito complementare che sul lato inferiore include i transistori M5 e M6: Si descriverä ora il funzionamento del circuito.;[0060] .Quando si deve scegliere l'elettrodo a segmenti della estre- mit di sinistra, il segnale dei segmenti S, diventa "1" per abi- litare la porta AND AG e la porta OR OG, mentre ad entrambi gli elettrodi di porta dei transistori M5 e Mo si applica ii segnale invertito dell'impulso di comando bidirezionale .BD.;[0061] D'altra parte, ad entrambi gli elettrodi di porta dei transistori Mg e M4 si applica l'impulso di comando bidirezionale BD.;[0062] Quindi, tra questo elettrodo a segmenti e l'elettrodo in comune si applicano impulsi sincronismo agli impulsi.;[0063] di comando bidirezionali BD.;[0064] Ossia, come :si vede dal diagramma dei._tempi di figura 3(b), in un certo T? cunwoo u opou4toto.lto o4oottddo guotsuo ot opogdod potenziale V, mentre la tensione applicata Vsl ail'elettrodo a segmenti dell'estremit sinistra il potenziale V (potenziale di massa).;[0065] Nel periodo successivo la relazione si inverte (ossia si invertono ie.polarita) e Vc = V e Vsl - VH: E' övvio che in questo caso quella parte del cristallo-liquido, che si trova tra .(4 2: -H] ) ouosnytp oun anput Tpousoto rT5 Nel caso in cui l'elettrodo a segmenti dell'estremit sini stra non deve essere selezionato, il segnale di selezione dei 7 segmenti S1 diventa "O" per disabilitare la porta AND AG.e la porta OR OG.;[0066] I livelli di porta dei transistori .Ms e M6 diventano entrambi i transistori Ms e M.;[0067] sono resi conduttivi.;[0068] A questo punto il circuito complementare costituisce un divisore di ten- sione e la tensione divisa.Vm si presenta sull'elettrodo a seg- W o$ttp ouotsuo ot os *((q)e Dun6t ut tS uoo Dtootput) Tuou ê scelta in modo che: 1VH-Vm Vth e 1vm-vL Vth' allora quella parte del cristallo-liquido che corrisponde al seg- mento non induce diffusione.

[0069] In quésto caso, l'elettrodo in comune assume i valori VH e V in sincronismo con gli impulsi di gomando bidirezionali BD.

[0070] Percio, per impedire la applicazione di eventuali componenti in corrente continua sul cristallo-liquido, e maggior- guente o portarlo piü vicino possibile a tale valore: VH-Vm-Vm-VL .

[0071] Vm-YH+YL 2.

[0072] RIACOM L'UFFICIALE ROGANTE (Rag.

[0073] Alde Viola) MeeN La precedente operazione riportata nella seguente tabella.

[0074] TABELLA S1 Vs1 BD Vc "1" "1" VH "1" "O".

[0075] VL VH "O" "1" VM VL "0 "O" VM VH La figura 4(a) rappresenta un circuito di comando dinamico di dispositivi di rappresentazione a cristallo-liquido secondo la presente invenzione.

[0076] Questa forma di realizzazione rappresenta un perfezionamento rispetto al circuito di figura 3(a) dal punto di vista del consumo di potenza e presenta le seguenti differenze.

[0077] Per il potenziale medio Vm, invece di usare il divisore di tensione composto degli elementi di commutazione, si usa una sor- gente di potenza separata.

[0078] Per impedire la formazione di eventuali oouo5uos ot W ozuood tp ooua6uos ot pu oououuoo tp tsuosoed 4(b): Non necessario che la larghezza d'impulso del segnale dic spegnimento BL sia piu lunga del tempo di commutazione.

[0079] Quando pe rresapi lunga del nécessario, il potenziale elettrodico del cristallo-liquido e mantenuto per lungo tempo allo stato flut- tuante e quindi si presenta il problema della diafonia.

[0080] Si deve aver cura a tale riguardo.

[0081] -uodpu ouos 78 0 08 :lg :ll0 Itoubos pe opinbit-ottDstuo' ontts tate nella figura 4(b) e nella seguente tabella: TABELLA DT1 Vc1 V s1 BD BL BD BL NM "O" "O" "O" "O" "O" "O" VM VM "O" "O" "1" n1" VM "O" "O" "O" "1" "O" VM "O" "1" "O" VM "O! "1" "1" "O" n1" "1" VM VH AX 1 " "O" "O" I1" "O" "0" 1 " "0" I1 n FL "O" "1" FL u 1 " u1 n "1" "O" VL n1 H "1! "O" VH I1 " n1 " FL 11.1 1H FL Fl : stato flottante (potenziale flottante) Dalla spiegazione precedente si.

[0082] comprenderä come, secondo la presente forma di realizzazione, tra gli elettrodi a segmenti e [Ym - v , per cui possibile impedire la väriazione dello stato visivo del cristallo-liquido dovuta alia grande differenza di potenziale tra gli elettrodi a segmenti e come sia possibile mantenere una lunga durata del cristallo-liquido.

[0083] Sebbene la presente invenzione sia stata descritta in rela- zione a sue forme di realizzazione preferite, alla stessa si pos- sono apportare varie modifiche non in senso limitativo.

[0084] Per esempio, la presente invenzione pu essere applicata non solo ai dispositivi di rappresentazione visivä a cristallo- liquido del tipo a segmenti, ma anche a quelli del tipo a matrice.

[0085] rno i! ostndut un auosn auttou gnd ts W otpoa ouotsue ot ued potenziale varia con il tempo, purché siano soddisfatte le condi- zioni summenzionate.

[0086] Come elementi costituenti il circuito pilota si possono inoltre utilizzare transistori del tipo a canale sin- golo, transistori bipolari, elementi passivi e cosi via.

[0087] RI VENDICAZIONE .

[0088] Di positivo per comandare un dispositivo di rappresentazione .

[0089] visiva a cristallo-liquido comprendente un primo elettrodo in comune, una pluralitä di secondi elettrodi e un cristallo- liquido interposto tra il primo elettrodo e i secondi elettrodi ed ii cui stato subisce una variazione visiva in una zona di confine ad una differenza di potenziale prestabilita, detto di tp ozua9ytp pun auoo!tddo Jod tzzea opuspueJdwoo 94t4tsods potenziale tra detto primo elettrodo ed almeno un.elettrodo selezionato dicdetti secondi elettrodi, detta differenza di potenziale essendo sufficiente a produrre la variazione visiva dello stato di detto cristallo-liquido tra essi interposto, e mezzi per applicare un potenziale agli altri secondi elettro- di, detto potenziale essendo intermedio tra i potenziali applicati a detto primo.elettrodo e al secondo elettrodo selezionato, pp otosstj opuosse opouttöte oattd ottop ns otpottddoetetzues .

Claims (1)

1. Per esempio, la presente invenzione pu essere applicata non solo ai dispositivi di rappresentazione visivä a cristallo- liquido del tipo a segmenti, ma anche a quelli del tipo a matrice.

rno i! ostndut un auosn auttou gnd ts W otpoa ouotsue ot ued potenziale varia con il tempo, purché siano soddisfatte le condi- zioni summenzionate.

Come elementi costituenti il circuito pilota si possono inoltre utilizzare transistori del tipo a canale sin- golo, transistori bipolari, elementi passivi e cosi via.

RI VENDICAZIONE .

Di positivo per comandare un dispositivo di rappresentazione .

visiva a cristallo-liquido comprendente un primo elettrodo in comune, una pluralitä di secondi elettrodi e un cristallo- liquido interposto tra il primo elettrodo e i secondi elettrodi ed ii cui stato subisce una variazione visiva in una zona di confine ad una differenza di potenziale prestabilita, detto di tp ozua9ytp pun auoo!tddo Jod tzzea opuspueJdwoo 94t4tsods potenziale tra detto primo elettrodo ed almeno un.elettrodo selezionato dicdetti secondi elettrodi, detta differenza di potenziale essendo sufficiente a produrre la variazione visiva dello stato di detto cristallo-liquido tra essi interposto, e mezzi per applicare un potenziale agli altri secondi elettro- di, detto potenziale essendo intermedio tra i potenziali applicati a detto primo.elettrodo e al secondo elettrodo selezionato, pp otosstj opuosse opouttöte oattd ottop ns otpottddoetetzues 13 un valore tale per cui lo stato di detto..cristallo-liquido inter- P!i.

HITACHI, LTD.

Il Mandatario: Dr.

Ing.

G.

Modiano : L'UFFICIALE ROGANTE (Rag.

A/de Viola) leki .