DE2739222C2

DE2739222C2 - Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2739222C2
Application number: DE2739222A
Authority: DE
Inventors: Masataka Tenri Matsura; Keisaku Nonomura; Tomia Ikoma Wada
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1976-08-31
Filing date: 1977-08-31
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE2739222A1; CH625060A5; US4411496A; JPS5341199A

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In neuerer Zeit sind große Fortschritte bei der Anwendung von Flüssigkristallen als Anzeige- bzw. Wiedergabematerial gemacht worden, wobei verschiedenartigste Einrichtungen, Geräte, Apparate od. dgl., in denen eine LCD- oder Flüssigkristallanzeigeeinrichtung verwendet wird, auf den Markt gebracht worden sind. Im Unterschied zu anderen Anzeigeeinrichtungen mit flacher Oberfläche, wie z. B. Lichtemissionsdiodenplatten etc., ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung insbesondere durch ihre »passive« Natur der Anzeige ohne Emission von Licht durch die Anzeigevorrichtung selbst gekennzeichnet, und eine solche Anzeigevorrichtung hat verschiedenste Vorteile, insbesondere einen außerordentlich kleinen Strom- bzw. Leistungsverbrauch und eine niedrige Antriebsspannung, während die Anzeige durch diese Vorrichtung klar und begrenzt bzw. genau ist, so daß sie mit besserem Kontrast beobachtet werden kann, wenn die Intensität des äußeren Lichts zunimmt
Konventionellerweise werden Flüssigkristalle in verschiedenen Anzeigearten benutzt, wie z. B. DSM (dynamische Streuungsart), FEM (Feldeffekt?rt), Wärmeeffektart, eta, von denen die Feldeffektart für Farbanzeige angewandt wird, bei der eine Interferenz von polarisiertem Licht durch Veränderung des Grades

ίο der Doppelbrechung benutzt wird und die Flüssigkristallmoleküle gleichförmig mittels eines elektrischen Feldes ausgerichtet werden, und diese Art umfaßt z. B. die Farbanzeigeart, die allgemein als DAP-(Deformation von vertikal ausgerichteten Phasen)System be-

zeichnet wird, in dem der bekannte Fredericksz-Übergangseffekt benutzt wird.

Jedoch hat die konventionelle Farbanzeigevorrichtung mit Flüssigkristallen, wie sie oben erläutert ist, verschiedene Nachteile bei ihrer Funktionswirksamkeit und Stabilität für die Farbanzeige bzw. -darstellung, so daß noch ein beträchtlicher Spielraum zur Verbesserung ihrer Struktur und des Funktionierens vorhanden ist.

Eine Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der VDI-Zeitschrift 115, 1973, Nr. 8, Seiten 629 bis 638, bekannt: hierüber sind insbesondere in Tafel 1 auf Seite 630, Tafel 2 unten auf Seite 631 sowie Tafel 3 unten auf Seile 635, Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtungen mit einer Flüssigkristallzelle und mit einer Aussteuerungs-

Ji) schaltung, welche unterschiedliche Spannungsniveaus zur Darstellung unterschiedlicher Farben an die Flüssigkristallzelle abgibt, angegeben. Aus den dortigen Hinweisen ergibt sich, daß es sich um eine farbige Projektionsanzeige mit variierenden Farben bei variie-

3> renden Spannungen handelt. Dagegen ist aus der Tafel 1 auf Seite 630, letzte waagerechte Spalte, an sich nur entnehmbar, daß mit Flüssigkristallen bei Spannungen zwischen 3 und 100 V alle Farben dargestellt werden können, während in den letzten fünf waagerechten

■"> Spalten der Tafel 2 auf Seite 631 verschiedene Arten von Farbeffekten, die bei Flüssigkristallen auftreten, schematisch zusammengestellt sind. Ein in nähere Einzelheiten gehender Vorschlag, wie man mit einer solchen Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung Änderungen von Spannungsniveaus auf einfache und deutliche Weise sichtbar machen kann, ist dieser Druckschrift jedoch nicht zu entnehmen.

Es ist aus der DE-OS 24 35 088 bekannt, eine Frequenzanzeige für Rundfunkempfangsgeräte, bei

5" denen die Frequenz mittels spannungsabhängiger Impedanzen abgestimmt wird, dadurch vorzunehmen, daß wechselstrommäßig betriebene und digital ansteuerbare Flüssigkristallelemente auf einer Skala angeordnet sind, jedoch erfordert diese Frequenzanzei-

" ge eine Ansteuerung der einzelnen Flüssigkristallelemente, die kompliziert und aufwendig ist, insbesondere, wenn ein breiter Anzeigebereich erfaßt werden soll, der beispielsweise siebzig Flüssigkristallelemente umfaßt, wie das bei der Ausführungsform der Fall ist. welche in der genannten DE-OS beschrieben ist.

Wie im einzelnen der DE-OS 24 35 088 zu entnehmen ist, bedarf es einer umfangreichen Schaltungsanordnung, um die einzelnen Segmente der Frequenz-Flüssigkeitsanzeigevorrichtung, die auf der Skala eines

hi Rundfunkempfängers angeordnet ist. anzusteuern. Zu dieser Ansteuerung ist ein Analog-zu-Digital-Umsetzer erforderlich, welcher ein dem anzuzeigenden Wen entsprechendes Digitalsignal erzeugt, das entsprechend

seiner Codierung über eine Mehrzahl von Leitungen auf eine ^codiereinrichtung gegeben werden muß, die ihrerseits ein entsprechendes Flüssigkristallelement über eine ganz erhebliche Anzahl von Leitungen ansteuert. Es ist zwar möglich, wie in der DE-OS 24 35 088 beschrieben, die Anzahl der Leitungen zwischen der Decodiereinrichtung und der Flüssigkristalleinrichtung zu vermindern, indem alle Einer-Elektroden der Flüssigkristalleinrichtung, die die gleiche Wertigkeit haben, parallel geschaltet werden, und indem die Zehner-Rückelektroden getrennt angesteuert werden, also eine sogenannte Matrix-Ansteuerung angewandt wird, jedoch müssen die Einer-Elektroden gleicher Wertigkeit dazu untereinander verbunden werden, so daß insgesamt der Leitungsaufwand immer noch verhältnismäßig hoch bleibt, abgesehen davon, daß so komplizierte elektronische Baueinheiten, wie es ein Analog-zu-Digital-Umsetzer und ein Decodierer sind, vorgesehen sein müssen. Diese Anzeige ist also eine aufwendige »quas'-analoge« Anzeige.

Es ist außerdem aus der US-PS 37 11 853 bekannt, Spannungen, die sich in Schallschwingungen umwandeln lassen, farbig darzustellen. Dabei handelt es sich jedoch weder um eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung noch um die Anzeige eines Schallpegels, sondern lediglich darum, einen Lichtschirm, an dem farbige Lichtfilter über eine Hülse befestigt sind, in eine Drehbewegung zu versetzen, die von der Frequenz der angewandten niederfrequenten Spannung abhängt.

Hierzu wird, wie in der US-PS 37 11 853 beschrieben ist, die von einem Hörfrequenzverstärker abgegebene Hörfrequenzspannung einerseits über eine erste Primär- und eine erste Sekundärspule einem Lautsprecher zugeführt, und andererseits über eine zweite Primär- und eine zweite Sekundärspule einer Schwingungserzeugungseinrichtung, die eine translatorische Schwingung eines Stabs erzeugt, welche über eine Scheibe und gleichförmig ausgerichtete Fasern, die ihrerseits an einer Hülse vorgesehen sind, in eine Drehbewegung eines fest mit der Hülse verbundenen Lichtschirms umgewandelt wird. An dieser Hülse sind nicht dargestellte farbige Lichtfilter befestigt, durch die in Verbindung mit einer innerhalb des Lichtschirms angeordneten Glühbirne farbiges Licht nach außen abgestrahlt wird. Wenn eine Mehrzahl von verschiedenen Lichtfiltern vorgesehen ist, dann wird eine »Illusion von farbigen Lichtern, die sich in Verbindung mit Musik oder anderem Schall ändern« erzielt.

Es geht bei der Einrichtung nach der US-PS 37 11 853 also um das Erzeugen von Farbeffekten, wobei auch diese nur mehr qualitativ sind, 'veil sich der Lichtschirm bei allen in Frage kommenden Frequenzen einmal etwas schneller und einmal etwas langsamer dreht.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Flüssigkristail-Farbanzeigevorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß damit Änderungen von Spannungsniveaus auf einfache und deutliche Weise sichtbar gemacht werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Flüssigkristal¹ ■Farbanzeigevorrichtung ermöglicht es, Änderungen von Spannungsniveaus farbig anzuzeigen, indem sich der Farbverlauf auf dem Anzeigefeld ändert, also zum Beispiel der Rotbereich oder Blaubereich oder welchen Bereich man auch immer wählt, in Abhängigkeit von der jeweils anliegenden Spannung eine vorbestimmte Position auf dem Anzeigefeld einnimmt und daher mit zunehmendem Spannungsniveau in der einen Richtung und mit abnehmendem Spannungsniveau in der anderen Richtung über das Anzeigefeld wandert und bei gleichblei- -, bendem Spannungsniveau entsprechend stehen bleibt Auf diese Weise wird eine Änderung eines Schalieingangssignals oder eines sonstigen Eingangssignals, das einem bestimmten Spannungsniveaj entspricht, zur Anzeige gebracht ohne daß es eines so komplizierten in schaltungsmäßigen Aufwands bedarf, wie er in der DE-OS 24 35 088 beschrieben ist

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung ist in ihrem Funktionieren stabil und insbesondere dazu geeignet, in die verschiedensten elektrischen und elektronischen Ausrüstungen und Apparate, Einrichtungen, Geräte, Anlagen od. dgl. unter niedrigen Kosten eingebaut bzw. eingefügt zu werden.
2» Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger, in den Fig. 1 bis 10 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele derselben näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung, welche das Prinzip eines Systems einer Farbanzeigevorrichtung veranschaulicht, die den Fredericksz-Effekt verwendet, F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht, die jedoch im einzelnen ein anderes System einer Farbanzeigevorrichtung zeigt, welche den Fredericksz-Effekt benutzt,
in Fig.3 und 4 schematische Darstellungen, die Anordnungen von Farbanzeigezellen gemäß den beiden Klassifikationen des Fredericksz-Effekts veranschaulichen,

F i g. 5 eine Kurvendarstellung, weiche die Beziehung zwischen der Spannung und dem Lichttransmissionsgrad zeigt,

Fig.6 ein elektrisches Schaltbild, das den Aufbau einer Schaltung für eine Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,

F i g. 7 ein ähnliches Schaltbild wie F i g. 6, das jedoch im einzelnen eine Abwandlung dieser Schaltung veranschaulicht,

Fig.8 sine Darstellung von Wellenformen von Spannungen an verschiedenen Teilen der Schaltung der Fig. 6,

Fi g. 9 eine Kurvendarstellung, welche die Beziehung zwischen der Eingangs- und Ausgangsspannung in der Schaltung der F i g. 6 zeigt, und

Fig. 10 eine Darstellung von Weilenformen von Spannungen an verschiedenen Teilen der Schaltung der Fig.7.

Bevor näher auf die Zeichnungen eingegangen wird, sei darauf hingewiesen, daß gleichartige Teile in den verschiedenen Figuren der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Es sei nun auf die Figuren der Zeichnung näher eingegangen, von denen Fig. 1 das Prinzip einer Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung veranschaulicht, bo die allgemein als DAP (Deformation von vertikal ausgerichteten Phasen) bezeichnet wird und den bekannten Fredericksz-Übergangseffekt benutzt. Die Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt allgemein b5 eine Lichtquelle 1, eine Flüssigkristalizelle 4, die mit einer wechselstromliefernden Spannungsquelle 6 verbunden werden kann und zwischen einem Paar von im Abstand voneinander angeordneten Polarisierungsplat-

ten 3 vorgesehen ist, die ihrerseits weiterhin zwischen den Linsen 2 und einer Schirmplatte 5 angeordnet sind; und diese Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung ist so angeordnet, daß man Farben verschiedener Wellenlängen erhält, indem man die Ausrichtung der Flüssigkri-Stallmoleküle in der Flüssigkristallzelle 4 durch Veränderung der Spannung ändert, die an die Elektroden der Flüssigkristallzelle 4 mittels der Spannungsquelle 6 angelegt wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung der F i g. 1 vom Projektionstyp so abgewandelt werden kann, daß sich eine Farbanzeigevorrichtung vom Übertragungs- bzw. Transmissjonstyp ergibt, wie sie in F i g. 2 gezeigt ist. in der die Linsen 2 und die Schirmplatte 5, die nach der obigen Erläuterung in der Farbanzeigevorrichtung der F i g. 1 angewandt werden, weggelassen sind, während eine Streuungsausbreitungsplatte 7 zwischen der Lichtquelle 1 und der entsprechenden einen Polarisierungsplatte 3 angeordnet ist. Mit jeder der Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtungen der F i g. 1 und 2 ist es möglich, eine wirksame Anzeige zu erzielen.

Die Flüssigkristallzelle 4 wird hinsichtlich ihres Fredericksz-Effekts in zwei Arten klassifiziert, d. h. eine erste Art, in der nematische Flüssigkristallmoleküle anfänglich in homogener Ausrichtung sind, und eine zweite Art, in der Fiüssigkristallmoleküle anfänglich in homeotropischer Ausrichtung sind. Obwohl diese beiden Arten im Prinzip für die Anzeige die gleichen sind, wird die erste Art, die in F i g. 3 veranschaulicht ist, als H B-Typ bezeichnet, während die zweite Art, die in F i g. 4 gezeigt ist, als VB-Typ nachstehend bezeichnet wird. In der Flüssigkristallzelle vom HB-Typ nach Fig.3 wird ein Flüssigkristallmaterial angewandt, das eine positive dielektrische Anisotropie hat, während in der Flüssigkristallzelle der Fig.4 vom VB-Typ ein Flüssigkristallmaterial genommen wird, das negative dielektrische Anisotropie hat.

Im einzelnen haben die Flüssigkristallmaterialien mit positiver dielektrischer Anisotropie lypischerweise die Formel

-C=N

in der R eine Alkylgruppe oder eine Alkoxygruppe mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, während die Flüssigkristallmaterialien, die negative dielektrische Anisotropie haben, bekannte Methoxy-benzylidenbutylanilin (MBBA). gemischte Flüssigkristalle von Äthoxybenzylidenbutylanilin (EBBA) etc umfassen. Es erscheint überflüssig darauf hinzuweisen, daß die Flüssigkristallmaterialien, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung anwendbar sind, nicht auf die oben näher genannten Flüssigkristallmaterialien beschränkt sind, sondern daß andere, verschiedenste nematische Flüssigkristallmaterialien, die positive oder negative dielektrische Anisotropie haben, ebenso gut für diesen Zweck genommen werden können.

Im einzelnen ist der Aufbau der Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung vom Fredericksz-H B-Typ der Fig.3 so, daß die Flüssigkristallzelle 4 zwischen den Polarisierungsplatten 3 angeordnet ist und ein Paar im Abstand voneinander vorgesehener Substrate 4a, z. B. aus Glasmaterial, sowie transparente gegenüberliegende Elektroden 4c, die auf die inneren Flächen der Substrate 4a jeweils aufgebracht sind, und eine Schicht von homogenem Flüssigkristallmaterial 46, die zwischen den Substraten 4a gehalten wird, umfaßt, während bei der Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung vom Fredericksz-VB-Typ der Fig.4 die Schicht von Flüssigkristallmaterial Ab der F i g. 3 durch eine Schicht von homeotropischem Flüssigkristallmaterial Ad ersevzt worden ist, wobei der übrige Aufbau allgemein der gleiche wie in F i g. 3 ist.

Es ist bekannt, daß die Lichtspektrumsübertragung bzw.-transmission Ts der Anzeigevorrichtung vom HB- oder VB-Typ, die zwischen Polarisatoren in Form gekreuzter Nicols angeordnet ist, durch die folgende Gleichung repräsentiert wird:

= sin² (2 Φ) ■ sin²

nd An

in der Φ der Azimutwinkel ist, der gleich π/Α ist und von dem einfallenden polarisierten Licht und der Längsachse der Fiüssigkristallmoleküle (außerordentliche Lichtstrahlrichtung) gebildet wird; rfist die Dicke der Schicht des Flüssigkristallmaterials; An ist der Unterschied zwischen der Brechungszahl der außerordentlichen Lichtstrahlen und der Brechungszahl der ordentlichen Lichtstrahlen; und λ ist die Wellenlänge des einfallenden Lichts. Da sin² (2 Φ) = 1 ist, wenn

man annimmt, daß Φ = ± — ist, kann der Ausdruck

sin'

nd An

für das Übertragungsspektrum im Übertragungs- bzw. Transmissionslichtspektrum Ts am wirksamsten wiedergegeben werden. Der Fredericksz-Übertragungseffekt ist dadurch gekennzeichnet daß der Wert von Δη durch die Veränderung der Spannung, die an die Flüssigkristall-Färb-Anzeigevorrichtung vom HB- oder VB-Typ angelegt wird, verändert werden kann, und aufgrund einer Veränderung von Δη wird das Übertragungs- bzw. Transmissionslichtspektrum Ts einer Spektroskopie gemäß der Gleichung (1) zur Anzeige bzw. Darstellung verschiedener Farben unterworfen.

In F i g. 5 ist die Änderung des Übertragungs- bzw. Transmissionslichtausgangs in Abhängigkeit von der Spannung dargestellt wenn die Lichtquelle monochromatisches Licht ausstrahlt. Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß die Spitzenposition des Übertragungslichtspektrums Ts verändert wird, wenn eine andere Lichtquelle von monochromatischem Licht angewandt wird. Mit anderen Worten bedeutet das, daß dann, wenn weißes Licht angewandt wird, mit der Veränderung der Spannung Spitzen für unterschiedliche Farben zur Anzeige unterschiedlicher Farben erzielt werden.

Es sei jedoch hier darauf hingewiesen, daß in F i g. 5 Ausgangslicht das monochromatischem Licht nahe ist nur in einem Bereich S erhalten wird, welcher Spitzen p, q und rumfaßt und daß in einem Bereich T, in dem eine höhere Spannung als in dem Bereich S angelegt wird, die Farbe wolkig wird, und zwar wegen des Überlappens von Spitzenwerten unterschiedlicher Wellenlängen in dem Bereich T.

Es ist außerdem zu bemerken, daß in der Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung, die Flüssigkristalle anwendet wie sie vorstehend erläutert worden ist ein Schwellwertphänomen in der gleichen Weise wie bei der Verwendung anderer Arten von Flüssigkristallen zu bemerken ist Mit anderen Worten bedeutet das, daß ein elektro-optisches Ansprechen von einem gewissen.

festen Spannungswert Vth an beginnt. Darüber hinaus findet in solchen Flüssigkristallmaterialien, wie sie vorstehend beschrieben sind, eine Variation von einem Farbton zum anderen bei Spannungsveränderungen von weniger als 1 Volt statt. Es ist nämlich möglich, den Farbton der Anzeige durch eine geringe Veränderung der Spannung zu verändern, in welchem Falle eine Wechselstromaussteuerung gegenüber einer Gleichstromaussteuerung zu bevorzugen ist, und zwar wegen des Verhinderns von elektro-chemischen Reaktionen; und die Frequenz der Wechselstromaussteuerung, die angewandt wird, kann in einem solchen Bereich liegen, daß dieser mehr als mehrere Zehner von kHz übersteigt.

Es sei nun auf die F i g. 6, 8 und 9 Bezug genommen, wobei in F i g, 6 der Aufbau einer Schaltung gezeigt ist, aufgrund deren die FIüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung z. B. bei einer Anordnung zur Anzeige der Änderung von Schall in Farben (Schallanzeige) angewandt wird.

In Fig.6 ist ein Vorverstärker 12 dargestellt, der einen Eingangsanschluß 11 hat, und dieser Vorverstärker ist über eine Lautstärkesteuerung 13 an einen Hauptverstärker 14 angekoppelt, der weiterhin an einen Lautsprecher 15 angekoppelt ist; und ein Schallsignal, das an den Eingangsanschluß 11 angelegt wird, wird durch den Vorverstärker 12 und den Hauptverstärker 14 verstärkt, so daß der Lautsprecher 15 den Schall reproduziert. Zur Farbanzeige von Änderungen des Schalls wird ein Teil des Ausgangssignals vom Vorverstärker 12 abgenommen und von einem FET-Transistor 16 und einem Transistor 17 verstärkt In Fig.8 sind Wellenformen der Spannungen an den Stellen A, B, F, J und R der F i g. 6 gezeigt. Wie man aus F i g. 8 ersieht, wird dann, wenn das Eingangssignal an der Stelle A der F i g. 6 klein ist, eine Verstärkung ohne Verzerrung bewirkt, während dann, wenn das Eingangssignal an der gleichen Stelle A groß ist, Amplitudenspitzen durch die Spannung bei 1/2 der Stromquellenspannung VO abgeschnitten werden, wie bei Bh der F i g. 8 gezeigt ist.

Demgemäß erhält man, wie Fig.9 zeigt, folgende Charakteristik: Obwohl die Ausgangsspannung V_ou, an der Stelle ßder F i g. 6 bezüglich der Eingangsspannung V/„ linear zunimmt, wenn die Eingangsspannung Vi_n an der Stelle A der Fig.6 klein ist, wird eine weitere Zunahme der Ausgangsspannung V_0M unterdrückt, wenn die Eingangsspannung V_1n größer wird. In diesem Falle erreicht man dadurch, daß man die Spannung V₀ der Stromversorgungsquelle und den Spannungsverstärkungsgrad A₀ in einer solchen Weise bestimmt, daß der Arbeitsbereich der Ausgar.gsspannung V™,, der in F i g. 9 gezeigt ist, mit demjenigen übereinstimmt, der in der Spannungs-Obertragungs-Charakteristikkurve der Fig.5 gezeigt ist, daß die Farbanzeige nicht in den Bereich eintritt in dem die Farben wolkig werden, und zwar selbst dann nicht wenn ein großes Schalleingangssignal an den Anschluß 11 angelegt wird. Das Ausgangssignal des Transistors 17 ist an die in Reihe geschalteten Widerstände 18,19,20,21,22 und 23 zum Zwecke der Spannungsteilung angelegt, wie Fig.6 zeigt, damit man Aussteuerspannungen erhält die Schallsignalen von jeweiligen Niveaus in abgestufter Weise entsprechen, und diese Aussteuerspannungen sind weiter an die jeweiligen Elektrodenteile angekoppelt, die symmetrisch in wenigstens einer der gegenüberliegenden transparenten Elektroden der Flüssigkristallzelle 25, die zwei Paare von transparenten Elektroden umfaßt, ausgebildet sind. An die andere der gegenüberliegenden Elektroden, d. h. die gemeinsame Seite der Flüssigkristallzelle 25, ist die Sekundärseite einer als Transformator ausgebildeten Einrichtung 24, in

ίο dem eine Wechselspannung von 100 V auf 3 bis 5 V herabgesetzt wird, zum Aufprägen eines Potentialunterschieds zwischen diesen gegenüberliegenden Elektroden an die Flüssigkristallzelle 25 angeschlossen. Nimmt man als Beispiel das Niveau 3 der F i g. 6, so wird die Spannung bei Fin Fig.8 an eines der Elektrodenteile angelegt, während die Spannung bei /in Fig.8 der gemeinsamen der gegenüberliegenden Elektroden aufgeprägt wird, wobei die Potentialdifferenz R zwischen beiden an dem Elektrodenteil für das Niveau 3 zur Anwendung kommt.

Es sei nun auch auf die Fig.7 und 10 Bezug genommen, wobei in F i g. 7 eine Abwandlung der Aussteuerungsschaltung der F i g. 6 dargestellt ist. Bei dieser Abwandlung wird das Ausgangssignal vom Vorverstärker 12, das in F i g. 6 über den Feldeffekttransistor 16 und den Transistor 17 an die Widerstände 18 bis 23 zum Zwecke der Spannungsteilung angekoppelt ist, dadurch modifiziert, daß es mittels eines Transformators 27 aufwärts transformiert wird, wobei dieser Transformator Abgriffe an seiner Sekundärseite hat, deren Anzahl der Anzahl der Elektrodenteile der Flüssigkristallzelle 25 entspricht, und zwar erfolgt eine Spannungsteilung durch Widerstände 28, 29, 30, 31, 32 und 33, während Zenerdioden 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 und 45 in Paaren zwischen die Sekundärseite der als Transformator ausgebildeten Einrichtung 24' und die Widerstände 28 bis 33 jeweils geschaltet sind, so daß man Eingangs- und Ausgangscharakteristika wie in Fig.9 erhält, und zwar mit Spannungswellenformen an den Stellen K, L und N der F i g. 7, wie sie in F i g. 10 in gleichartiger Weise wie in F i g. 8 gezeigt sind. Da der weitere Aufbau und die Funktionsweise der Schaltung der F i g. 7 gleichartig wie bei der Schaltung nach F i g. 6 sind, ist eine weitergehende Erläuterung der F i g. 7 nicht erforderlich, es kann vielmehr in entsprechender Weise auf F i g. 6 verwiesen werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß, obwohl die vorliegende Erfindung anhand der vorstehenden Ausführungsbeispiele hauptsächlich unter Bezugnahme auf die Anzeige von Änderungen von Schallsignalen erläutert worden ist die Farbanzeigevorrichtung nach der Erfindung keineswegs in ihrer Anwendung auf derartige Schallsignale allein beschränkt ist sondern ohne weiteres auf

alle anderen Signale, die in Änderungen von Spannungsniveaus umwandelbar sind, angewandt werden kann.

Es muß außerdem darauf hingewiesen werden, daß die den Elektrodenteilen gemeinsam gegenüberliegende Elektrode, die nach den Erläuterungen der vorstehen den Ausführungsbeispiele angewandt wird, ebenfalls aus einzelnen Elektrodenteilen ausgebildet werden kann, was von den jeweiligen Erfordernissen abhängt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung mit einer Flüssigkristallzelle und mit einer Aussteuerungsschaltung, welche unterschiedliche Spannungsniveaus zur Darstellung unterschiedlicher Farben über gegenüberliegende Elektroden an die Flüssigkristallzelle abgibt, wobei die Flüssigkristallzelle ein den Fredericksz-Obergangseffekt aufweisendes Flüssigkristallmaterial enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussteuerungsschaltung (+ Vo; 16—24; 24'—45) eine erste Einrichtung (16—23; 27—45) umfaßt, mit der ein Schalleingangssignal oder ein sonstiges Eingangssignal einer Spannungsverstärkung und nachfolgend einer Spannungsteiäung zum parallelen Erzeugen einer Mehrzahl von Aussteuerspannungen (Niveaus 0—5) unterzogen und jede dieser Aussteuerspannungen (Niveaus 0 — 5) einem anderen Elektrodenteil einer Mehrzahl von Elektrodenteilen, in die wenigstens eine der gegenüberliegenden Elektroden (Ac) unterteilt ist, ständig unmittelbar zugeführt wird, daß die Aussteuerungsschaltung (+ V₀; 16—24; 24'—45) außerdem eine zweite Einrichtung (+V₀; 34—45) zur Begrenzung der Aussteuerspannungen (Niveaus 0 — 5) auf einen vorgegebenen Wert und eine dritte Einrichtung (24; 24') zum Anlegen einer vorbestimmten niedrigen Spannung an das Flüssigkristallmaterial (46; Ad) umfaßt, wobei diese niedrige Spannung dem von der anderen der gegenüberliegenden Elektroden (Ac) gebildeten, gemeinsamen Elektrodenteil zugeführt wird.

2. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte niedrige Spannung eine Wechselspannung ist.

3. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die andere der gegenüberliegenden Elektroden (Ac) als eine einzige Elektrode ausgebildet ist.

4. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die andere der gegenüberliegenden Elektroden (Ac) in getrennte Elektroden, die der erwähnten Mehrzahl von Elektrodenteilen entsprechen, unterteilt ist.