DE2154877A1 - Anzeigeeinrichtung - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Heinz Usser Patentanwalt D—8 MOndien 81, Cosimastrafce 81 · Telefon: (0811) 483820

Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha L 9555/Fl/ho ι Tokyo (Japan)

Anzeigeeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigeeinrichtung, insbesondere für eine Armbanduhr, mit einem Flüssigkristall-Anzeigeelement und einer elektrischen Schaltungsanordnung zur Steuerung des Anzeigeelementes.

Flüssigkristall-Anzeigeelemente wurden bislang mit Hilfe von aktiven Bauelementen, wie beispielsweise bipolare Typen von Transistoren, geschaltet. Die Impedanz von Flüssigkristall-Anzeigeelementen ist jedoch im Vergleich mit beispielsweise einer lichtemittierenden Diode sehr hoch. Da z.B. der Impedanzwert eines Anzeigesegmentes 5OO bis 1000 MOhm ist, so kann ein derartiges Element nicht mehr mit Hilfe der üblichen aktiven Transistorschaltglieder betätigt werden, es bleibt ein leichtes Leuchten bzw. Aufleuchten, wenn ein solcher Schaltransistor ausgeschaltet wird. Es ist allerdings ! leicht möglich, diesen vorstehenden Fehler dadurch zu beheben, j dass man ein Belastungselement parallel zu dem Flüssigkristall J Anzeigeelenmt schaltet. Solch eine parallel geschaltete • Last ist jedoch im Hinblick auf den erhöhten Energiebedarf hinderlich, insbesondere dann, wenn für die Anzeigeeinrichtung relativ wenig Platz zur Verfügung steht, wie dies insbesondere bei einer kristallgesteuerten Armbanduhr der Fall ist.

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Anzeigeeinrichtung der eingangs genannten Art geschaffen werden, bei welcher die Schaltungsanordnung nach Gesichtspunkten möglichst niedrigen Energiebedarfes arbeitet und möglichst wenig Platz einnimmt, so dass sich diese Anzeigeeinrichtung ins besondere in eine Armbanduhr einbauen lässt.

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Dipi Ing. Heir-2 lev.er. P ,tent inwait D --8 Mfma.en 81 Cist nastrafje 81 Telefon· (0811) 483820

Dies wird erfindungsgemMss "dadurch erreicht, dass die mit Hilfe elektrischer Energie relativ geringer Spannung arbeitende Schaltungsanordnung Metalloxidhalbleiter-Transistoren aufweist, welche die für die Betätigung des Anzeigeelementes erforderliche elektrische Energie relativ hoher Spannung schalten.

Statt eines passiven Belastwiderstandes wird grundsätzlich ein Transistor parallel zu dem Anzeigeelement geschaltet. Metalloxidhalbleiter-Trnnsistoren eignen sich besonders gut, weil sie sich leicht in integrierten Schaltkreisen und dergleichen verwirklichen lassen und daher auf engstem Räume unterzubringen sind. Weiterhin lassen sich hier leicht sogenannte komplementärsynunetrische "Transistorpärchen¹¹ gewinnen.

In bevorzugter Ausführung wird das Anzeigeelement zwischen die Senkeelektrode eines P-Kanal-Metalloxidhalbleiters und die Quelleelektrode oder die Quelleelektuode eines N-Kanal-Metalloxidhalbleiters und die Senkeelektrode eines komplementärsymmetrischen Metalloxidhalbleiter-Inverters eingeschaltet. Welche Schaltung man jeweils wählt, kann z.B. davon abhängen, ob das Ansteuersignal mit einer positiven oder mit einer negativen Amplitude am Eingang auftritt.

In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das Anzeigeelement zwischen den einen Anschluss einer Energieversorgungsquelle und dem Eingang oder dem Ausgang von komplementärsymmetrischen Metalloxidhalbleiter-Invertern eingeschaltet, wobei die Invertersteuer-Metalloxidhalbleiter •iHnsistoren aufweisen, die von einem weiteren, mit elektrischer Energie relativ geringer Spannung arbeitenden Inverter geschaltet werden.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung wiedergegebenen Beispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und 2 herkömmliche Treiberschaltkreise für Flüssig-

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Dipt -Ing Heim lesser. Patentanwalt D — 8 Münzen 81, Cosimasttafee 81 Telefon; (0811) 483820

kristall-Anzeigeelemente;

Fig.3 ein Prinzipschaltbild eines Antriebsstromkreises für ein Flüssigkristall-Anzeigeelement gemäss der Erfindung;

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung.

Figur 1 zeigt die herkömmliche Ansteuerung eines Flüssigkrista]1 Anzeigeelementes 1 mit Hilfe eines Fchalttransistors 2. Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem parallel zu dem FlUssigkristall-Anzeigeelement ein Widerstand 3 als Last angeordnet ist. Ein solcher Widerstand hat - wie bereits bemerkt - den Nachteil, dass er den Energiebedarf der Einrichtung erhöht, was für eine Armbanduhr Husserst nachteilig ist.

Das grundsätzliche Ausführunqsbeispiel nach der Erfindung qemäss Figur 3 zeigt ein Flüssigkristall-Anzeigeelement 4, das dem Ausgang eines P-Kanal-Metalloxidhalbleiters (P-MOS) 6 parallel geschaltet ist. In Reihe dazu ist ein N-Kanal-Metalloxidhalbleiter (N-MOS) 5 geschaltet. Die beiden Metalloxidhalbleiter-Transistoren 5 und 6 sind zueinander komplementär symmetrisch (COS). Wird der N-MOS-Transistor durch ein Eingangssignal positiver Polarität eingeschaltet, so wird das Flüssigkristall-Anzeigeelement 4 erregt und der P-MOS-Transistor 6 wird abgeschaltet, so dass der Energieverbrauch der Anzeigeeinrichtung gering gehalten werden kann. Der P-MOS-Transistor 6 wird eingeschaltet, sobald das Steuerpotential etwa 0 Volt beträgt. Im Einschaltzustand bildet sich dadurch für das Anzeigeelement 4 ein Kurzschlusskreis, wobei der N-MOS-Transistor 5 abgeschaltet ist. Bei diesem Schaltzustand ist das Anzeigeelement 4 daher nicht erregt. Es ist relativ einfach, einen integrierten Schaltkreis mit komplementären MOS-Transistoren für den Antrieb des Fltissigkristall-Anzeigeelementes herzustellen. Dadurch wird es möglich, Armbanduhren bzw. Anzeigeelemente mit sehr niedrigem Energieverbrauch zur Verfügung zu stellen.

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BAD ORIGINAL

DIpI. Ing. Heinz lesstr, l^tentonwalt D — 8 MuncK-n 81. Cosimastrafte 81 Telefon: (0811) 483820

Das Ausftihrungsbeispiel gemäss Figur 4 eignet sich als Antriebsschaltkreis für die mit Flüssigkristall-Anzeigeelementen arbeitende Anzeigeeinrichtung einer Armbanduhr. Zur Steuerung des Anzeigeelementes 7 sind hier ein P-MOS-Transistor 8, ein N-MOS-Transistor 9, ein P-MOS-Transistor 10 und ein N-MOS-Transistor 11 vorgesehen, die Inverter bilden, wobei sich die Transistoren jeweils komplementär symmetrisch verhalten bzw. als komplementärsymmetrischer Metalloxidhalbleiter-Transistor (COS-MOS) ausgebildet sind. Die Steuer- und die Senkeelektroden aller dieser Metalloxidhalbleiter-Transistoren sind hintereinander zu gemeinsamen Steuer- und Senkeelektroden zusammengefasst. Die Metalloxidhalbleiter-Transistoren 8 und 10 sind mit ihren Quelleelektroden an eine Energieversorgung relativ hoher Spannung zum Antrieb des Anzeigeelementes angeschlossen. Jede der Steuerelektroden von Steuertransistoren des N-MOS-Typs 12 und 13 sind mit den Eingangs- bzw. Ausgangsanschlüssen einer Inverterschaltung 14 verbunden. Dieser Inverter ist an eine Energiequelle relativ geringer Spannung angeschlossen. Die Spannung der Energieversorgung für eine Armbanduhr sollte so niedrig wie möglich sein, da der Raumbedarf der Armbanduhr klein gehalten werden soll. Die relativ hohe Spannung zum Antrieb des Betätigungselementes kann aus der relativ niedrigen Spannung gewonnen werden, z.B. durch Hochspannen, so dass der Energieverbrauch der Armbanduhr möglichst wirtschaftlich gestaltet werden kann. Die Antriebsschaltungsanordnung gemäss der vorlieaenden Erfindung ist ganz besonders deshalb vorteilhaft, weil die Differenz zwischen der Versorgungsspannung für das Flüssigkristall-Anzeigeelement und diejenige für die Teilerschaltung ausserordentlich gross gemacht werden kann.

Die Schaltungsanordnung gemäss Figur 4 arbeitet wie folgt. Tritt eine positive Spannung am Eingang des Inverters auf, so werden die N-MOS-Transistoren 11 und 13 eingeschaltet, während die N-MOS-Transistoren 9 und 12 ausgeschaltet werden.

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BAD ORIGINAL

Dipl -Ing. Heinz lesser, Potentanwalt D —8 München 81, Cosimustra&e 81 Telefon: (0811) 483820

Der P-MOS-Transistor 8 wird eingeschaltet, worauf das Flüssigkristall-Anzeigeelement 7 erregt wird. Wird dagegen das elektrische Potential am Eingang zu O, so werden die N-MOS-Transistoren 9 und 12 eingeschaltet, so'dass das Flüssigkristall-Anzeigeelement 7 kurzgeschlossen wird und nicht mehr erregt wird. Weiterhin wird der P-MOS-Transistor 8 abgeschaltet, so dass der Energieverbrauch ausserordentlich niedrig gehalten werden kann.

Die Schaltungsanordnung mit ihren aktiven MOS-Bauelementen gemäss der Erfindung kann in integrierter bzw. miniaturisierte Bauweise erstellt werden, so dass sie sich vortrefflich für eine Armbanduhr mit niedriger Batteriespannung eignet. Wie bereits besprochen, können mit dieser Schaltungsanordnung Flüssigkristall-Anzeigeelemente hoher Impedanz ohne weiteres energiesparend geschaltet werden.

Darüberhinaus kann die Schaltungsanordnung für eine kristzllgesteuerte Armbanduhr, deren Anzeigeeinrichtung mit Flüssigkristallen arbeitet, sehr einfach gestaltet werden.

j Die Erfindung wurde an Hand von Schaltungsanordnungen be- ! schrieben, die mit positiven Spannungssignalen arbeiten. j Natürlich können die erfindungsgemässen Merkmale ebenfalls

bei solchen Schaltungsanordnungen vorgesehen werden, die j mit negativen Spannungsimpulsen arbeiten. Dazu bedarf es ' nur einer geringfügigen Knderung bzw. Anpassung des Anschlüsse des Flüssigkristalle.

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Claims (3)

1. Dipl. In j. Hemi Uiser. Patentanwalt D —8 Mim;»··»:* 81. Cosimastrafce 81 Telefon: (0811) 483820

   PATENTANSPRÜCHE

   l.jAnzeigeeinrichtung, insbesondere für eine Armbanduhr, ^v mit einem Flüssigkristall-Anzeigeelement und einer elektrischen Schaltungsanordnung zur Steuerung des Anzeigeelementes, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Hilfe elektrischer Energie relativ geringer Spannung arbeitende Schaltungsanordnung Metalloxidhalbleiter-Transistoren (5,6; 8-13) aufweist, welche die für die Betätigung des Anzeiaeelementes (4;7) erforderliche elektrische Energie relativ hoher Spannung schalten.
2. 2. Anzeigeelement nach Anspruch 1, d.a durch gekennzeichnet , daß das Anzeigeelement (4; 7) zwischen die Senkeelektrode eines P-Kanal-Metalloxidhalbleiters (6) und die Quelleelektrode oder die Quelleelektrode eines N-Kanal-Metalloxidhalbleiters

   (9) und die Senkeel^ktrode eines komplementärsymmetrischen Metalloxidhalbleiter-Inverters (5,6 bzw. 8,9) eingeschaltet ist.
3. 3. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement (7) zwischen den einen Anschluss einer elektrischen Energieversorgungsquelle und den Eingang oder den Ausgang von komplementärsymmetrischen Metalloxidhalbleiter-Invertern (8-11) eingeschaltet ist, wobei die Inverter-Steuermetalloxidhalbleiter-Transistoren (12,13) aufweisen, die von einem weiteren, mit elektrischer Energie relativ geringer Spannung arbeitenden Inverter (14) geschaltet werden.

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