DE2856134A1

DE2856134A1 - Fluessigkristall-anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2856134A1
Application number: DE19782856134
Authority: DE
Inventors: Haruo Nakamura
Original assignee: Suwa Seikosha KK
Current assignee: Suwa Seikosha KK
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1978-12-27
Publication date: 1979-06-28
Also published as: GB2013014B; GB2013014A; CH646564GA3; US4417785A

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN . KRAMER ZWIRNER - HIRSCH . BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN C ö O D O H

Patentconsult Radedcestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patenlconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

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KABÜSHIKI KAISHA SUWA SEIKOSHA₁. 4-3-4, Ginza, Chuo-ku,
Tokyo-to, Japan

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein bei einer Multiplex-Ansteuerung einer solchen Flüssigkeits-Anzeigevorrichtung angelegtes Signal. Es handelt sich um eine Zwei-Frequenz-Matrixadressierung zur Ansteuerung eines verdrillten nematischen Flüssigkristall-Anzeigeelements, für das ein Flüssigkristall verwendet wird, dessen dielektrische Anisotropie frequenzabhängig ist (dies wird im folgenden als ein Flüssigkristall-Anzeigeelement des TN-Verfahrens bezeichnet), bzw. zur Ansteuerung eines Guest-Host-Flüssigkristall-Anzeigeelements, bei dem die

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H.P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nal. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. . P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. - G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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Flüssigkristall-Zusammensetzung senkrecht ausgerichtet ist und ein dichroitischer Farbstoff zugesetzt ist (dies wird nachfolgend als Flüssigkristall-Anzeigeelement des PGH-Verfahrens bezeichnet).

Flüssigkristall-Anzeigeelemente sind als Digitalanzeigen in elektronischen Tischrechnern, Armbanduhren und ähnlichem in großem Umfang im Gebrauch. Zur Anwendung di.eses Flüssigkristall-Anzeigeelements für eine Anzeige mit vielen Bildzellen, beispielsweise eine XY-Matrixanzeige, ist Voraussetzung, daß eine Multiplex-Ansteuerung gewählt wird, da es notwendig ist, die Anzahl der mit der Ansteuerschaltung elektrisch verbundenen Anschlüsse zu reduzieren und die Steuerschaltung selbst zu vereinfachen. Weiterhin ist es notwendig, zur Verlängerung der Lebensdauer des Flüssigkristall-Anzeigeelements eine Wechselstromsteuerung vorzunehmen. Die Multiplex-Ansteuerung eines Flüssigkristall-Anzeigeelements, wie sie jetzt durchgeführt wird, wird verallgemeinert als wechselstromamplitudenselektives Multiplexverfahren bezeichnet.

Bei diesem wechselstrom-amplitudenselektiven Multiplexverfahren verschlechtert sich das Kontrastverhältnis zwischen Leuchtzustand und Nicht-Leuchtzustand, wenn eine größere Anzahl von Zeilen im Multiplexbetrieb anzusteuern ist. Je größer die Zeilenzahl, desto stärker wird die Verschlechterung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu schaffen, bei der eine solche Kontrastverschlechterung auch bei Ansteuerung einer größeren Zeilenzahl nicht auftritt und die sich daher speziell

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für Anzeigevorrichtungen großer Kapazität eignet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 bzw. 2 gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht eine Kompensation der Temperaturabhängigkeit bestimmter Eigenschaften des Flüssigkristalls vor und sorgt damit für einen gegenüber Temperaturänderungen unempfindlichen Kontrast.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel der Ansteuerwellenform beim herkömmlichen allgemeinen wechselstrom-amplituden-

selektiven Multiplexverfahren,

Fig. 2 eine Darstellung der Beziehung zwischen dem Kontrast und der Wechselspannung,

Fig. 3 eine Darstellung der Frequenzabhängigkeit der dielektrischen Anisotropie der bei der Erfindung

verwendeten Flüssigkristall-Zusammensetzung,

Fig. 4 und 5 ein Beispiel der Zwei-Frequenz-Matrixadressierung (NTM), wie sie bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

Fig. 6 die Abhängigkeit des Kontrasts von der Spannung

im EIN-Zustand und im AUS-Zustand bei erfindungsgemäßer Multiplex-Ansteuerung von sechzehn Zeilen

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Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Schnitts

durch die senkrecht geordnete Flüssigkristall-Anzeigezelle, der ein dichroitischer Farbstoff zugesetzt wurde,

Fig. 8 die Ansteuerwellenform,

Fig. 9 die Abhängigkeit des Kontrasts von der Spannung im EIN-Zustand und im AUS-Zustand, wie sie sich bei Multiplex-Ansteuerung von acht Zeilen unter Verwendung der erfindungsgemäßen PGH-N.tm-Ansteuerung ergibt,

Fig. 1o Ans teuer signale für die er findungs gemäß verwendete. Zwei-Frequenz-Matrixadressierung,

Fig. 11 eine grundsätzliche Wellenform für die Zwei-Frequenz-Matrixadressierung ,

Fig. 12 Spannungs-Kontrast-Kurven, wie sie sich bei Verwendung der in Fig. 11 gezeigten Wellenform ergeben ,

Fig. 13 die Spannung V_ von Fig.12 als Funktion der

Xj

Frequenz bei verschiedenen Temperaturen als . Parameter,

Fig. 14 die in Fig. 13 gezeigte Spannung V„ als Funktion

ti

der hohen Frequenz f.. mit der Temperatur als

ri

Parameter (f_ = 5oo Hz), und

Xj

Fig. 15 eine Spannungs-Kontrast-Kurve, die das Verhältnis von V_th zu V_QN und V_th und V_QFF erkennen läßt.

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Fig. 1 zeigt ein Beispiel der Ansteuerwellenform entsprechend dem verallgemeinerten wechseistromamplitudenselektiven Multiplexverfahren. In Fig. 1 ist R ein Zeit steuersignal, C ein Datensignal und R-C die Differenz zwischen diesen Signalen, die an eine Flüssigkristall-Bildzelle angelegt wird. Das Verhältnis der Effektivspannung im angewählten Zustand (V_QN) zu der Effektivspannung im nicht angewählten Zustand (^V _OFF) ist maximal, wenn das Verhältnis der Spannung des Zeitsteuersignals R zu der des Datensignals C Vn": 1 ist (n ist die Anzahl von Zeilen : den Kehrwert des Tastverhältnisses) . Es ergibt sich die folgende Gleichung:

W^VOFF - [⁽ ^⁺ D/< Y?- DJ ^Z

Die Gleichung (A) zeigt, daß der Wert vom V-^/V-^,, umso kleiner wird, je größer η wird.

Fig. 2 zeigt das Verhältnis zwischen dem Kontrast und der Spannung entsprechend der eingangs erwähnten TN-Methode. Vth ist die Spannung, bei der der Kontrast 1o% der Sättigung beträgt, während Vsa zu einem Kontrast von 9o% der Sättigung führt. Zur Erzielung des EIN-Zustands sollte die angelegte Spannung höher als Vsa und zur Erzielung des AUS-Zustands kleiner als Vth sein. Das heißt, daß der Wert von ^v _ON/^v _Opp gemäß Gleichung (A) größer als Vsa/Vth sein sollte. Bei n>8 konnte bislang ' diese Bedingung jedoch nicht befriedigt und kein ausreichender Kontrast erzielt werden.

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Fig. 3 zeigt die Frequenzabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante des erfindungsgemäß verwendeten Flüssigkristalls. In der Figur stellen £nund Ex die Dielektrizitätskonstante in Längenrichtung bzw. in Breitenrichtung des Flüssigkristallmoleküls dar. Die Dielektrizitätskonstante in Längenrichtung sei £ _T, wenn die Frequenz geringer als eine Frequenz fc ist, beider die Werte £u und Ej. gleich sind. Die Dielektrizitätskonstante sei £ „, wenn die Frequenz höher als die Frequenz fc ist. In jedem Fall ergeben sich die Beziehungen i ^und £h < £X/ wobei die dielektrische Anisotropie i\i~ij) positiv und negativ werden kann.

Im folgenden werden Ansteuerverfahren beschrieben. Das eine ist das Ansteuerverfahren für das TN-Flüssigkristall-Anzeigeelement, das aus einem Flüssigkristall mit den oben erwähnten Eigenschaften besteht, während das andere Ansteuerverfahren dasjenige für das PGH-Flüssigkristall-Anzeigeelement ist, welches aus dem gleichen Flüssigkristall besteht.

1. TN-Verfahren

Fig. 4 zeigt das bei der erfindungsgemäß verwendeten Zwei-Frequenz-Matrixadressierung angelegte Signal. R ist ein Zeitsteuersignal. Im angewählten Zustand wird eine Rechteckwelle hoher Frequenz, im nicht angewählten Zustand eine solche niedriger Frequenz angelegt. C_QN und C„™ sind Datensignale für den EIN-Zustand bzw. den . AUS-Zust and. Das Datensignal C-.- ist mit dem Zeit steuersignal R im angewählten Zustand in Phase, während das Datensignal C_0FF gegenüber dem Zeitsteuersignal in diesem Zustand 18o° phasenversetzt ist. An die Bildzell« wird eine F_Q und F entsprechende Spannung angelegt,

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so daß die Bildzelle den Zustand AUS annimmt, wenn im angewählten Zustand die hohe Frequenz angelegt wird, und den Zustand EIN annimmt, wenn im angewählten Zustand die Spannung Null angelegt wird. Dieses Verfahren stellt eine umkehrung des üblichen EIN/AUS-Zeitsteuerverfahrens dar und kann daher NTM (negatives Zeitsteuerverfahren) genannt werden. Die Prinzipien dieses NTM werden nachfolgend erläutert.

Die hohe Frequenz wird mit f„, die niedrige Frequenz

mit f. bezeichnet. Die dielektrische Anisotropie wird

mit Ai„ KO) und δ£_(?·0) bezeichnet. Vsa (siehe η Ii

Fig. 2) sei bei statischer Ansteuerung mit f_T Vsa = V_

L· Jj

Weiterhin sei Vsa bei statischer Ansteuerung mit der überlagerungswellenform f_H-f_L (die Wellenform von F_

und F_{Q p} im nicht angewählten Zustand in Fig. 4) V .

V„ der überlagerungswellenform f -f_T entspricht V_ , das

η ίί Ii Jj

sich bei statischer Ansteuerung mit der Frequenz f_ er-

Il

gibt. Wenn diese überlagerungswellenform f_TT-f_r im nicht

H J-i

angewählten Zustand in Fig. 4 zu F und F_QFF hinzuaddiert wird, dann wird das durch die statische Ansteuerung umgewandelte Quadrat des Effektivwerts ausgedrückt als

² ⁿ - ¹

η
wenn die Zeilenzahl η ist.

Im angewählten Zustand beträgt die angelegte Spannung für den EIN-Zustand O V, so daß der Wert der Effektiv-• spannung ebenfalls OV ist. Die angelegte Spannung der Frequenz f„ für den AUS-Zustand ist V„, so daß das

ti ^n

Quadrat der Effektivspannung V„"/n wird. Der Wert von

Δ £ „ bei der Frequenz f„ ist für alle Spannungen negativ.

η η

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Es ergeben sich die folgenden Gleichungen:

^VON=^VL ^1 -± <¹>

- V^V

v - λ/v ²M ¹) ^>Δ£ηΙ v ²^ ^ί2)

^VOFF - V^VL ⁽¹ H' Δ€ύ ^VH η

Die Gleichung (1) ist die Gleichung für die Effektivspannung im Zustand EIN, während dLe Gleichung (2) die Gleichung für die Effektivspannung im Zustand AUS ist. V_QN in der Gleichung (1) wird logischerweise kleiner als V_T, so daß es notwendig ist, den Wert von V_T so einzustellen, daß V_Q größer als Vsa wird. Aus den Gleichungen (1) und (2) ergibt sich folgende Gleichung für das Verhältnis dieser Spannungen:

<³>

Es ist wichtig, daß dieses Spannungsverhältnis nicht nur von der Zeilenzahl n, sondern auch von der Spannung V„ abhängt. Hierin liegt ein Unterschied zum herkömmlichen Verfahren. Es ergibt sich daraus nämlich, daß das Spannungsverhältnis umso größer wird, je größer die angelegte Spannung wird (der Wert von V-. wird durch die Einstellung des Werts von f_T bestimmt und 1st in diesem

Li

Fall konstant).

Wenn in Gleichung (3) V_R = V^y .- (n-1), dann wird Vqn^off"*⁰⁰ ' ^während' wenn

V_R = V^y

Ή > VVü77rⁱⁿ-¹⁾' W^VOFF *»asinär wird. Dies be-909826/1007

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"deutet, daß im Zustand AUS die auf die Flüssigkristallmoleküle ausgeübte Kraft so wirkt, daß die Flüssigkristallmoleküle parallel zur Glasplatte ausgerichtet werden, obwohl sie bereits parallel zur Glasplatte ausgerichtet sind. Tatsächlich wird V bestimmt, wenn V_ON/V_O„„ auf einen gewünschten Wert eingestellt wird (dieser Wert ist so groß wie möglich, aber geringer als Vth).

Als nächstes soll das Verhältnis zwischen V„ und V_

ti Li

näher betrachtet werden. Zunächst soll Δ £ unter Bezug auf das oben erwähnte Ansteuerverfahren erläutert werden. Die Beziehung zwischen Vsa (siehe Fig. 2) und der dielektrischen Anisotropie Δ £ wird allgemein durch folgende Gleichung ausgedrückt:

^k
Δ £ · t

Vsa² = Y·² - ' ^{k (4)}

• Δ £ · to

Dabei ist £ die Dielektrizitätskonstante im Vakuum, k ist die Elastizitätskonstante des Flüssigkristalls, und y- ist das Verhältnis von Vsa zu Vth (Vsa/Vth). Daraus ergibt sich folgende Gleichung:

(5)

Aus Gleichung (5) läßt sich die folgende Gleichung für V_T und V₁₁ ableiten:

V„ = 2V_T ·■%/—-—I (6)

^{H L} M AE ⁺ Δ£

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Setzt man Gleichung (6) in Gleichung (3) ein, dann ergibt sich

_ V

WV_0Fp " <¹ - η-4-ϊ * ^}"^{2 (7)}

Damit die Gleichung (5) für beliebige Werte f_L, die niedriger als fc sind, und f_H, die größer als fc sind, erfüllt ist, d.h. damit die Gleichung (5) für jeden beliebigen Wert von Δ£,. oder Δ £ „ zu realisieren ist, muß Gleichung (5) in folgender Weise umgeschrieben werden:

2 V 2 2. (-^) +A£_H (~) = ^T1l ' ^k (= Konstant) (8)

Hierin ist m eine beliebige reelle Zahl einschließlich Aus den Gleichungen (6) und (7) wird dann folgendes:

H L

J V

V_H - 2V-. _x/ (9)

v /v - π - —1— I^^H 1 \ ζ do)

^VON^/VOFF ^u η - 1 2 . r ι . c ι '

Wenn m auf diese Weise eingeführt wird, ergibt sich die Wellenform der Ansteuersignale gemäß Darstellung in Fig. 5,

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C_0n und C_0FF entsprechen völlig den gleichbenannten Signalen in Fig. 4. R ist das Zeitsteuersignal, bei dem in diesem Fall die Spannung im nicht angewählten Zustand mit m multipliziert ist. Fig. 5 zeigt den Fall von m = 1.

Auf diese Weise können f„ (fc) und f_ (fc) wahlweise entsprechend der Frequenz-Abhängigkeit des Flüssigkristalls bestimmt werden.

Fig. 6 ist eine Spannungs-Kontrast-Kurve, wie sie sich tatsächlich ergab . Bei einer Ansteuerung des Flüssigkristalls mit V = 2o V konnte beispielsweise ein Kontrast von 1oo % erzielt werden.

2. PGM-Verfahren

Die Frequenzabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante £u des hier verwendeten nematischen Flüssigkristalls ist in Fig. 3 gezeigt. Das senkrecht ausgerichtete Flüssigkristallanzeigeelement schaltet ein, wenn die hohe Frequenz angelegt wird, um die Flüssigkristall-Moleküle niederzulegen; der zugsetzte dichroitische Farbstoff färbt sich (Fig. 7). In Fig. 7 bezeichnen a, b Glasplatten, c,. d Abstandshalter, E, F durchsichtige Elektroden, G den Flüssigkristall, H den dichroitischen Farbstoff und I die Hochfrequenzstromquelle. In umgekehrter Weise wie im Fall 1 kann bei diesem Verfahren die Bitzelle durch Anlegen der niedrigen Frequenz im angewählten Zustand ausgeschaltet werden. Die Ansteuerwellenform für diesen Fall ist in Fig. 8 gezeigt. Dieses Antriebsprinzip ist bezüglich der Frequenz genau umgekehrt wie das des Falls 1. Daher können die Gleichungen

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(1), (2) und (3) auch für dieses Verfahren übernommen werden. Die Gleichungen (5) bis (1o) können übernommen werden, wenn Δ£, und d£„ vertauscht werden. Die

Χι π

Gleichungen (8), (9) und (1o) werden zu folgenden:

^m'^V

,2 ,^VH,2 _Ας - Y-V¹A

V„ = 2V_T
H L

n-

In der Gleichung (11) unterscheidet sich allerdings der Wert von k von dem in der Gleichung (8), da das Verfahren des anfänglichen Ordnens unterschiedlich ist. Fig. 9 zeigt die Spannungs-Kontrast-Kurve, wie sie sich unter Verwendung dieser Ansteuermethode zur Ansteuerung von acht Zeilen ergaben.

Bei den bisherigen Betrachtungen ist der Temperatureinfluß unberücksichtigt geblieben. Tatsächlich ändern sich jedoch verschiedene Eigenschaften des Flüssigkristalls abhängig von der Temperatur. Insbesondere die Werte, die Eigenschaften des Flüssigkristalls wie Elastizitätskoeffizient, Viskosität und Dielektrizitäts-

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konstante ausdrücken, hängen stark von der Temperatur ab. Die folgende Gleichung drückt die schon früher erwähnte Schwellenspannung Vth unter Berücksichtigung der Ansprechzeit aus:

■/

In dieser Gleichung bedeuten:

Vth (tr): Schwellenspannung, die von der Ansprechzeit abhängt,

f : Ansprechzeit
^ : Viskosität

Δ ί : Dielektrische Anisotropie Elastizitätskoeffizient Dielektrizitätskonstante im Vakuum Dicke der Flüssigkristallzelle

In dieser Gleichung sind Z₀ und L Konstanten, während ^ , k und Δ £ temperaturabhängige Variable sind. Das bedeutet, daß die Schwellenspannung Vth sich mit der Temperatur ändert.In Gleichung (14) ist Vth als Funktion der Ansprechzeit τ. ausgedrückt. Nimmt man an, daß die Ansprechzeit gegen Unendlich geht und der diese Ansprechzeit enthaltende Term weggelassen wird, dan ergibt sich folgende Gleichung:

vth= V/-4-4-

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Vth ist also von δ£ und k abhängig. Diese beiden Werte sind ihrerseits temperaturabhängig. Auch die schon früher erwähnte Frequenz fc, bei der die dielektrische Anisotropie Null ist und die bei der Zwei-Frequenz-Matrixadressierung eine wichtige Frequenz ist, hängt stark von der Temperatur ab.

Ai ,das von der Frequenz abhängt, ändert sich daher ebenfalls erheblich. In der Gleichung (15) kann die Frequenzabhängigkeit wie folgt ausgedrückt werden:

\l-j

Vth = \l-j— (t : Temperatur) (16)

Fig. 1o zeigt ein Beispiel, des bei der Zwei-Frequenz-Matrixadressierung angelegten Signals. R ist das Zeitsteuersignal, dessen Rechteckwelle mit niedriger Frequenz f_T im angewählten Zustand und dessen Rechteckwel-Ie mit hoher Frequenz f„ im nicht angewählten Zustand angelegt wird. Mit C_QN und C_QFF sind wieder die Datensignale für die Zustände EIN und AUS bezeichnet, und die Signale F_QN(=R-C_0N) oder F_OFp(=R-C_opF) werden entsprechend den Datensignalen im EIN-Zustand oder im AUS-Zustand an die Flüssigkristall-Bildzelle angelegt. Die Effektivspannungen im EIN-Zustand und im AUS-Zustand und das Verhältnis zwischen ihnen ergibt sich aus folgenden Gleichungen:

^V0N * Y

> ^{+ v2} '

^VOFF ~ ^VL " « ¹ " « ⁽¹⁸⁾

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V /V - 1 + -J ( 5Η )² (19)

ON' OFF ' η - 1 ^K VL ^;

Hierin ist η die Zeilenzahl und V₁. der in Fig. 11A gezeigte Wert V, der der Schwellenspannung bei Verwendung der einfachen Rechteckwellenform der Frequenz f_ von

Li Fig. 11A entspricht. V_H ist der Wert V, der der Schwellenspannung bei Verwendung der Wellenform entspricht, die angelegt wird, wenn sich in Fig. 1o F_Q und F__ im nicht angewählten Zustand befinden.

In den Fig. 12A und 12B sind Spannungs-Kontrast-Kurven dargestellt, die sich bei Verwendung der in den Fig. 11A und 11B gezeigten Wellenformen ergeben, wobei m als m = 1 angenommen ist. In diesem Fall ist V_T = 3,2V und

JU

V„ = 3oV. Setzt man diese Werte in die Gleichungen (17), (18) und (19) ein, und nimmt η = 16 an, dann ergeben sich die Werte V_QN = 8,11V, V_QFF = 3,1oV und V_QN/V_0FF = 2,62. V„„ und V_n^₁, in Fig. 12 entsprechen diesen Werten.

UN UU Γ

Wie erwähnt, läßt sich bei konstanter Temperatur ein deutlicher Kontrast erzielen.

Es soll nun die Änderung der Schwellenspannung abhängig von der Temperatur berücksichtigt werden. Wie sich aus Gleichung (16) ergibt, ist Vth temperaturabhängig. Darüberhinaus besitzt der bei der Erfindung verwendete Flüssigkristall eine dielektrische Anisotropie A ί , die sich mit der Temperatur ändert. Die Frequenzabhängigkeit der Schwellenspannung ist in Fig. 13 mit der Temperatur t als Parameter aufgezeichnet. Hierin ist der Wert V_T eingetra-

Jj

gen, der von der Temperatur und der Frequenz in Fig. 12 abhängt. Fig. 14 zeigt die Änderung von V„ abhängig von

der Temperatur und der Frequenz f„ für f_ = 5oo Hz. Auf-

rl Jj

grund dieser Abhängigkeiten ändert sich die Schwellen-

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spannung stark mit der Temperatur. Wenn f_L = 5oo Hz und f„ = 11 kHz sind, dann befinden sich die BiIdzellen bei 313K ständig im EIN-Zustand und bei 273K ständig im AUS-Zustand. Dabei geht die Anzeige völlig verloren. Dieser Nachteil wird bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung dadurch vermieden, daß die Anzeige auch bei Temperaturänderungen erhalten bleibt.

Es ist erwünscht, daß sich der Kontrast im EIN-Zustand und im AüS-Zustand nicht mit der Temperatur ändert. Bei der in Fig. 15 gezeigten Spannungs-Kontrast-Kennlinie sollte der Wert V_QFF/Vth immer konstant sein. Es seien erneut die Gleichungen (17) bis (19) betrachtet. Der Schwellenspannungswert V_L in diesen Gleichungen wird nicht vom tatsächlich angelegten Signal erhalten. Das heißt, es wird angenommen, daß V_L der Schwellenspannungswert im Moment der Benutzung der einfachen Rechteckwellenform der Frequenz f_T ist, der sich durch Umwandlung der Schwellenspannung V der überlagerten Welle von f_L und f„ gemäß Fig. 11B in die Schwellenspannung der einfachen Rechteckwellenform der Frequenz f_ ergibt. Die

Jj

folgende Tatsache beruht auf dem voranstehend Gesagten.

Zur Durchführung der Temperaturkompensation ohne Änderung der Spannung (V„) des angelegten Signals müssen die beiden

ti-

Schwellenspannungen V_T und V„ temperaturunabhängig sein.

JLj π

Es ist günstig, diese Schwellenspannungen bei allen Tempe-.raturen durch Änderung der Werte von f_ und f„ zu V_ und

Jj H Jj

V„ zu machen.

JtI

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Es soll eine Ausführungsform beschrieben werden. Wenn die beiden Frequenzen f_T = 5oo Hz und f„ = 11 kHz (siehe

Jj xl

Fig. 11) bei 293K im Falle einer Temperatur von 313K verwendet werden, dann wird sich die Bildzelle ständig im EIN-Zustand befinden. Macht man f_T = 2,1 kHz und

Jj

f„ = 4o kHz, dann ergibt sich eine Spannungs-Kontrastn

Kurve, die mit der Kurve in Fig. 12 nahezu übereinstimmt, und man erhält einen hohen Kontrast wie bei 293K. Wenn andererseits die Temperatur 273K ist, dann kann dieselbe Kennlinie wie bei 293K dadurch erhalten werden, daß f_T auf 24o Hz und f„ auf 1,5 kHz eingestellt werden. Wenn

jedoch die Zeilenzahl 16 beträgt, ergibt sich eine Bildfrequenz von 15 Hz. Die Anzeige wird daher flackern. Daher muß bei η = 16 wenigstens ein Wert von f_T = 4oo Hz sichergestellt werden. Der Wert von f_T wird daher jetzt

Jj

auf 5oo Hz festgelegt. Der.Wert von Vth, der in Fig. gezeigt ist, ändert sich dann von 3,2V bei 293K zu 5,9V bei 273K. Für die Stabilisierung des Kontrasts ist es wichtig, daß das Verhältnis von V-^/Vth und das von V /Vth konstant ist. Wenn Vth 5,9V beträgt, dann läßt sich derselbe Kontrast wie bei 293K erzielen, wenn ^VOFF ⁵'^{7V Und V}QN ¹⁴'^{9V sind}· ^{wird vth} = ^V _L ⁱⁿ Gleichung (18) eingesetzt, ergibt sich V~™ = 5,7V. Setzt man in Gleichung (17) V_L = 5,9V und V_QN = 14,9V ein, dann ergibt sich V„ = 55V. Die Frequenz f„, die in Fig. 14 zu V₁ = 55V π η η

führt, beträgt 5,9 kHz. Bei einer Temperatur von 273K läßt sich daher derselbe Kontrast wie bei einer Temperatur von 293K erhalten, wenn man f zu 5oo Hz, f zu 5,9 kHz

und V₁₁ zu 55V wählt,
η

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Leerseite

Claims

BLUMBACH · WESER · SERGEN · KRAMER ZWIRNER · HIRSCH · BREHM

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Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha 78/8777

4-3-4, Ginza, Chuo-ku,
Tokyo-to, Japan

Patentansprüche

. \1 ./Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem verdrillten nematischen Flüssigkristall-Anzeigeelement, das aus einer Flüssigkristall-Zusammensetzung hergestellt ist> deren dielektrische Anisotropie frequenzabhängig ist und positiv ist, wenn die Ansteuerfrequenz niedriger als eine bestimmte Frequenz ist, und negativ ist, wenn die Ansteuerfrequenz höher als die bestimmte Frequenz ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Zwei-Frequenz-Matrix-Adressierung ansteuerbar ist, wobei die untere Frequenz (fj. ) dieser Zwei-Frequenz-Matrixadressierung niedriger als die bestimmte Frequenz (fc) und die höhere Frequenz (f„) höher als die

rl

bestimmte Frequenz ist, und daß die Bildzelle durch Anlegen der hohen Frequenz im Zustand des Anwählens dieser Bildzelle ausschaltbar ist.
2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem verdrillten nematischen Flüssigkristall-Anzeigeelement, das

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H.P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

SG9826/1007 ORiGINALiNSPECTED

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aus einer Flüssigkristall-Zusammensetzung hergestellt ist, deren dielektrische Anisotropie frequenzabhängig ist und positiv ist, wenn die Ansteuerfrequenz niedriger als eine bestimmte Frequenz ist, und negativ ist, wenn die Ansteuerfrequenz höher als die bestimmte Frequenz ist, wobei das Flüssigkristallelement durch senkrechtes Ausrichten der Flüssigkristall-Zusammensetzung gegenüber einer Glasplatte des Anzeigeelements und dann Hinzufügen eines dichroitischen Farbstoffes zur Flüssigkristall-Zusammensetzung gebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Zwei-Frequenz-Matrix-Adressierung ansteuerbar ist, wobei die untere Frequenz dieser Zwei-Frequenz-Matrixadressierung niedriger als die bestimmte Frequenz und die höhere Frequenz höher als die bestimmte Frequenz ist, und daß die Bildzelle durch Anlegen der niedrigen Frequenz im Zustand des Anwählens der Bildzelle ausschaltbar ist.
3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit einem nematischen Flüssigkristall, dessen dielektrische Anisotropie temperaturabhängig ist und positiv ist, wenn die Ansteuerfrequenz niedriger als eine bestimmte Frequenz ist, und negativ ist, wenn die Ansteuerfrequenz höher als die bestimmte Frequenz ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mittels der Zwei-Frequenz-Matrixadressierung ansteuerbar ist, wobei eine erste der beiden Frequenzen (f_L, f_H) niedriger als die bestimmte Frequenz (fc) und die andere Frequenz höher als die bestimmte Frequenz ist, daß ein Temperaturfühler vorhanden ist, und daß wenigstens eine der beiden Frequenzen (f_L, f_H)

COPV

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abhängig von der Temperatur im Bereich (f <fc und f >fc)

Jj H

änderbar ist.
4. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der Spannungen (V., V) des Ansteuersignals der Frequenz (f_ oder f„) abhängig von der Temperatur

Jj η

änderbar ist.

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