DE10102361A1 - Verfahren zum Betreiben eines bistabilen Displays - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum Betreiben eines bistabilen Displays, dessen einzelne Zellen durch Anlegen einer Schreibspannung von einem ersten in einen zweiten Zustand gebracht und durch Aufrechterhaltung der Schreibspannung über einen bestimmten Zeitraum in dem zweiten Zustand so stabilisiert werden können, dass die Zellen ohne die Schreibspannung im zweiten Zustand verbleiben. Die Zellen lassen sich wahlweise in einem instabilen Modus betreiben, in dem nur derart eine Schreibspannung angelegt wird, dass die Zellen instabil im zweiten Zustand gehalten werden und nach dem Entfernen der Schreibspannung wieder in den ersten Zustand übergehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines bistabilen Displays. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine entsprechende Steuereinrichtung zur Steuerung eines bistabilen Displays sowie ein Gerät mit einem bistabilen Dis­ play und einer solchen Steuereinrichtung.

Bei sogenannten "bistabilen Displays" handelt es sich um Dis­ plays, deren einzelne Zellen, welche die Bildpixel bilden, durch Anlegen einer Schreibspannung von einem ersten in einen zweiten Zustand gebracht werden und durch Aufrechterhaltung der Schreibspannung über eine bestimmte Umschaltzeit hinweg in dem zweiten Zustand so stabilisiert werden, dass die je­ weiligen Zellen auch ohne die Schreibspannung in dem zweiten Zustand verbleiben. Das heißt, die einzelnen Zellen werden hierbei sozusagen "eingefroren". Bisher sind nur wenige Pro­ totypen derartiger bistabiler Displays erhältlich. Hierbei handelt es sich um verschiedene Displays mit Flüssigkeits­ kristallzellen aus cholesterischen, ferroelektrischen, nema­ tischen oder antiferroelektrischen Materialien. Im Prinzip funktionieren diese bistabilen Displays auf ähnliche Weise wie bisher bekannte LCDs. Die verschiedenen Zustände der Zel­ len, die mit einem unterschiedlichen optischen Verhalten ein­ hergehen, indem die Zellen beispielsweise transmissiv oder gesperrt sind, hängen von der Ausrichtung der Kristalle in der Zelle ab. Durch Anlegen der Schreibspannung werden die Kristalle in der jeweiligen Zelle nach und nach in einer Vor­ zugsrichtung ausgerichtet. Diese Ausrichtung benötigt Zeit. Nachdem die Kristalle weitgehend vollständig ausgerichtet sind, wird ein stabiler Zustand erreicht, so dass die Zelle auch nach dem Entfernen der Schreibspannung in diesem Zustand verbleibt. Wird die Schreibspannung dagegen bereits entfernt, bevor die Kristalle ausreichend vollständig ausgerichtet sind, so kippen sie wieder in den Ausgangszustand zurück, das heißt, die jeweilige Zelle stabilisiert sich nicht in dem ge­ wünschten zweiten Zustand. Die Zeit, die benötigt wird, um die Kristalle soweit auszurichten, dass der stabile Zustand erreicht ist, die sogenannte "Umschaltzeit", ist dabei sowohl von der Höhe der Schreibspannung als auch vom Material und vom Aufbau der jeweiligen Zellen abhängig.

Die derzeit zur Verfügung stehenden bistabilen Displays haben jedoch zwei große Nachteile im Vergleich zu den herkömmlichen bekannten Displays.

Ein Nachteil besteht darin, dass sämtliche Bildinformationen in einem einzelnen Operationsschritt auf das Display transfe­ riert werden müssen. Derartige Displays können folglich nur dazu genutzt werden, um statische Informationen darzustellen, da es nicht möglich ist, den dargestellten Inhalt zu editie­ ren, was beispielsweise zur Eingabe und Veränderung eines Textes notwendig ist. Des Weiteren ist es nicht möglich, ei­ nen von einem Benutzer mittels eines Cursors o. Ä. hervorge­ hobenen Bereich auf dem Display darzustellen. Ebenso ist es nicht möglich, derartige Displays als "Touchscreen" zum Ein­ geben von Skizzen o. Ä. wie bei einem Palmtop zu verwenden, da die Punkte, auf die ein Eingabestift zeigt, nicht darge­ stellt werden können. Insgesamt bedeutet dies, dass der Nut­ zen derartiger Displays auf wenige Bereiche, beispielsweise elektronische Bücher oder Zeitschriften, eingeschränkt ist und der damit verbundene Vorteil der Energieersparnis in den meisten Anwendungen nicht genutzt werden kann.

Ein zweiter Nachteil besteht darin, dass dann, wenn neue In­ formationen dargestellt werden sollen, zunächst der alte In­ halt vollständig gelöscht werden muss. Hierbei wird an die Zellen ein Löschimpuls angelegt. Es handelt sich dabei in der Regel um eine kurzzeitig angelegte, höhere Gegenspannung, die dafür sorgt, dass die ausgerichteten Kristalle wieder in den ursprünglichen Grundzustand zurückkippen. Dieser Löschprozess ist ungünstigerweise ein sichtbarer Prozess. Während des Löschens des Displays und des nachfolgenden Einschreibens neuer Informationen läuft ein schwarzer Bereich, welcher charakte­ ristisch für den Löschprozess ist, über das Display. Da das Löschen in der Regel zeilenweise durchgeführt wird, handelt es sich hierbei üblicherweise um einen schwarzen Balken, der von oben nach unten über das Display läuft.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, bistabile Displays ohne die zuvor genannten Nachteile für einen weiten Bereich von Anwendungen nutzbar zu machen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Steuereinrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zumindest an einen Teil der Zellen in einem instabilen Modus nur derart eine Schreibspannung angelegt, dass die jeweilige Zelle instabil im Wesentlichen im zweiten Zustand gehalten wird und nach dem Entfernen der Schreibspannung wieder in den ersten Zustand übergeht. Hierbei handelt es sich sinnvollerweise um die Zel­ len, die schnell veränderbare Informationen darstellen sol­ len, wobei dieser im instabilen Modus betriebene Teil des Displays im Extremfall auch nur eine einzige Zelle umfassen kann. Zum Betrieb im instabilen Modus gibt es prinzipiell verschiedene Möglichkeiten. Wesentlich ist, dass zwar für den Benutzer die jeweilige Information auf dem Display gut sicht­ bar dargestellt wird, dass aber andererseits verhindert wird, dass die jeweilige Zelle in den stabilen Zustand gerät, d. h. dass die Kristalle der Zelle ausreichend vollständig ausge­ richtet werden. Das heißt, die Ausrichtung der Kristalle muss rechtzeitig vorher unterbrochen oder gestört werden.

Vorzugsweise wird hierbei die jeweilige Zelle so angesteuert, dass die Schreibspannung maximal über einen Zeitraum ununter­ brochen aufrechterhalten wird, der kürzer ist als die Um­ schaltzeit der Zelle. Damit für den Nutzer weiterhin das Bild sichtbar bleibt, muss die Schreibspannung wiederholt angelegt werden, das heißt, es wird die Schreibspannung nicht über ei­ nen längeren Zeitraum angelegt, in dem die Zelle in den sta­ bilen Zustand gebracht wird, sondern nur kurzzeitig, dafür aber mit entsprechend höherer Frequenz. Da die Umschaltzeit auch abhängig von der Spannung ist, kann ebenso die Höhe der Schreibspannung variiert werden. So kann durch Einstellung der Höhe, der Dauer und der Frequenz der Schreibspannung ein Optimum gesucht werden, welches einerseits eine möglichst gu­ te Lesbarkeit der Informationen für den Nutzer auch in dem instabil betriebenen Displaybereich gewährleistet, anderer­ seits aber den Stromverbrauch möglichst gering hält und aus­ reichende Sicherheit gewährt, dass die jeweiligen Zellen nicht versehentlich in den stabilen Zustand gelangen. Hierbei ist auch zu berücksichtigen, dass sinnvollerweise auch die Zellen, die in dem stabilen Modus betrieben werden sollen, d. h. die im zweiten Zustand festgefroren werden sollen, eben­ falls mit einer möglichst geringen Spannung betrieben werden. Dadurch werden die Variationsmöglichkeiten bezüglich der Schreibdauer in der Praxis häufig größer sein als bezüglich der Höhe der Schreibspannung.

Eine entsprechende erfindungsgemäße Steuerung muss neben den üblichen Mitteln zum Betrieb der Zellen des Displays im sta­ bilen Modus zusätzliche Mittel zum alternativen Betrieb der Zellen im instabilen Modus aufweisen. Diese Mittel zum alter­ nativen Betrieb der Zellen im instabilen Modus umfassen vor­ zugsweise eine Einrichtung zur Einstellung von Parametern der Schreibspannung. Bei diesen Parametern kann es sich bei­ spielsweise um die Höhe der Schreibspannung handeln. Vorzugs­ weise handelt es sich hierbei aber um die Länge des Zeit­ raums, über den die Schreibspannung an der jeweiligen Zelle maximal ununterbrochen aufrechterhalten wird, bzw. um die Frequenz, mit welcher Häufigkeit jeweils die Schreibspannung in einem instabilen Modus an die Zelle angelegt wird, um die Information sichtbar zu machen, ohne dass der stabile Zustand erreicht wird.

Die Einrichtung zur Parametereinstellung bzw. die sonstigen Mittel zum alternativen Betrieb der Zellen können hardwaremä­ ßig oder softwaremäßig, beispielsweise innerhalb eines Mikro­ controllers, vorzugsweise direkt im Displaycontroller, reali­ siert werden. Im einfachsten Fall handelt es sich um eine zu­ sätzliche Zeitsteuerung, welche regelt, wie lange und in wel­ chen Abständen eine bestimmte, fest vorgegebene Schreibspan­ nung an eine bestimmte Zelle angelegt wird. Die Herstellung einer solchen speziellen Steuerung, die den alternativen Be­ trieb eines bistabilen Displays im stabilen Modus und im in­ stabilen Modus erlaubt, erfordert folglich nur geringen Mehr­ aufwand gegenüber der Herstellung einer konventionellen Steu­ ereinrichtung für ein bistabiles Display, welche das Display lediglich im stabilen Modus betreibt.

Im einfachsten Fall reicht es hierbei aus, wenn zuvor festge­ legt wird, dass die Schreibspannung im instabilen Betrieb ma­ ximal über eine zuvor genau festgelegte Schreibzeit ununter­ brochen aufrechterhalten, dann unterbrochen und wieder neu angelegt wird und andersherum zum Betrieb im stabilen Modus die Schreibspannung mindestens über eine zuvor genau festge­ legte Schreibzeit aufrechterhalten wird.

Bei den bisher bekannten bistabilen Displays ist diese Um­ schaltzeit jedoch stark temperaturabhängig. Bei ferroelektri­ schen Zellen liegt die Umschaltzeit bei ca. 0°C ungefähr bei 1000 µs und bei 60°C unterhalb von 50 µs. Bei Zimmertempera­ tur liegt die Umschaltzeit bei ca. 200 µs. Damit ein bistabi­ les Display auch bei größeren Temperaturschwankungen noch si­ cher in den beiden Modi betrieben werden kann, müsste daher bei Einstellung fester Schreibzeiten für den stabilen und in­ stabilen Zustand die maximale ununterbrochene Schreibzeit im instabilen Modus immer unter 50 µs liegen und im stabilen Zu­ stand über 1000 µs. In beiden Fällen führt dies zu einem un­ nötigen Stromverbrauch. Im stabilen Zustand ist dies offen­ sichtlich, da beispielsweise bei Zimmertemperatur ein Beschreiben über eine Dauer von 200 µs ausreichen würde und so­ mit nahezu 800 µs lang völlig unnötig eine Spannung an den Zellen angelegt wird. Im instabilen Zustand führt die relativ kurze, ununterbrochene Schreibzeit dazu, dass mit einer unnö­ tig hohen Frequenz gearbeitet werden muss, um die jeweilige Information für den Benutzer im instabilen Zustand sichtbar zu machen. Dabei ist durch die geringen Schreibzeiten, in de­ nen die Kristalle ausgerichtet werden, unter Umständen auch ein verminderter Kontrast und somit eine schlechtere Lesbar­ keit zu erwarten.

Optimal ist daher eine Anpassung der Schreibzeiten im stabi­ len und im instabilen Modus jeweils derart, dass im stabilen Modus die Schreibzeit nur geringfügig oberhalb der jeweiligen Umschaltzeit liegt und im instabilen Modus nur geringfügig unterhalb der Umschaltzeit. Andererseits muss im stabilen Mo­ dus die zuvor festgelegte Schreibzeit mit Sicherheit oberhalb der Umschaltzeit liegen, im instabilen Zustand mit Sicherheit unterhalb der Umschaltzeit.

Vorzugsweise umfasst daher die Steuereinrichtung eine Ein­ richtung zur Ermittlung einer Umgebungstemperatur der jewei­ ligen Zelle bzw. des Displays sowie Mittel zur Bestimmung der Parameter der Schreibspannung in Abhängigkeit von dieser Um­ gebungstemperatur, das heißt, es werden die jeweiligen Schreibzeiten bzw. Frequenzen im instabilen Modus und gegebe­ nenfalls auch im stabilen Modus, sowie eventuell auch die Hö­ he der Schreibspannung oder andere Parameter, in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur gewählt.

Außerdem weist die Steuereinrichtung vorzugsweise Mittel zur Auswahl auf, ob eine Zelle bzw. ein Bereich von benachbarten Zellen, im Extremfall sogar das ganze Display, im stabilen oder im instabilen Modus betrieben wird. Diese Auswahl kann explizit durch den Benutzer erfolgen, indem dieser beispiels­ weise mit einem Cursor oder durch sonstige Steuerbefehle über die übliche Benutzerschnittstelle des jeweiligen Geräts einen Bereich des Displays selektiert. Die Auswahl kann aber auch automatisch, beispielsweise in Abhängigkeit von einer be­ stimmten Verhaltensweise des Benutzers, erfolgen.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Zelle bzw. der Bereich von Zellen des Displays, welcher ent­ sperrt und/oder im instabilen Modus betrieben werden soll, anhand einer Stellung und/oder einer Stellungsabfolgen und/oder einer Bewegung eines Anzeigesymbols, beispielsweise eines Cursors oder eines Pfeils, auf dem Display selektiert. Ein Beispiel hierfür ist ein Verfahren, bei dem automatisch erkannt wird, wenn beim Beschreiben eines Displays durch den Benutzer der Cursor gegen die Schreibrichtung in eine höhere Zeile gefahren wird. Sobald der Cursor in einer oberen Zeile längere Zeit stehen bleibt, wird davon ausgegangen, dass hier der Benutzer etwas einfügen möchte, und die betreffende Zeile wird entsperrt und zumindest vorübergehend im instabilen Mo­ dus betrieben.

Vorzugsweise wird nicht nur eine einzelne Zelle, sondern ein ganzer Bereich von benachbarten Zellen des Displays im insta­ bilen Modus betrieben. In diesem Bereich können dann ständig veränderliche Informationen, beispielsweise die Uhrzeit, an­ gezeigt werden, wobei der Rest des Displays eine im Verhält­ nis dazu statische Information, beispielsweise eine Zeitungs- oder Buchseite, anzeigt. Ansteuerungstechnisch ist es beson­ ders vorteilhaft, wenn dieser im instabilen Modus betriebene Bereich zumindest eine gesamte Zeile und/oder eine gesamte Spalte des Displays umfasst, so dass zeilen- bzw. spaltenwei­ se eingestellt werden kann, ob das Display im stabilen oder im instabilen Modus betrieben wird.

Für die Verwendung eines solchen Displays zum Schreiben und Editieren bestehen verschiedene Möglichkeiten. Zum einen kann das Display während eines Schreibvorgangs vollständig im in­ stabilen Modus betrieben werden. Nach Beenden des Schreibvor­ gangs wird das Display dann ganz oder bereichsweise in den stabilen Modus gebracht. Dies kann beispielsweise durch einen expliziten Befehl des Benutzers erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass das Display automatisch, zum Beispiel nach ei­ ner bestimmten Zeit, in der kein neuer Text eingegeben wird, in den stabilen Modus umschaltet. Bei dieser Vorgehensweise hat das Display während des Schreibvorgangs einen höheren Stromverbrauch, dafür ist aber genau wie beim herkömmlichen LCD der dargestellte Text sehr einfach und schnell veränder­ bar.

Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform werden die Zel­ len zunächst im stabilen Zustand betrieben. Ein Editieren des aktuell dargestellten Textes ist möglich, indem an Zellen, welche sich stabil in dem zweiten Zustand befinden und welche zum Überschreiben im instabilen Modus betrieben werden sol­ len, zunächst zum Entsperren ein Löschimpuls angelegt wird, um die Zelle aus dem zweiten Zustand zu bringen. Bei diesem Löschimpuls kann es sich um den üblichen Löschimpuls handeln, der auch zum Überschreiben von bistabilen Displays nach den herkömmlichen Betriebsarten verwendet wird.

Auch das Entsperren von einzelnen Zellen oder Bereichen von Zellen des Displays kann nach verschiedenen Verfahrensweisen erfolgen. Zum einen können selektiv nur genau die Zellen ent­ sperrt werden, die sich stabil im zweiten Zustand befinden und die instabil betrieben werden sollen. Bei einer anderen Variante wird zum Entsperren einer Zelle oder eines Bereichs von Zellen des Displays zunächst zumindest an alle die Zellen des Displays, die sich stabil im zweiten Zustand befinden, ein Löschimpuls angelegt. Anschließend werden die betreffen­ den Zellen des Displays, welche nicht im instabilen Modus be­ trieben werden sollen, wieder stabil in den zweiten Zustand gebracht. In der Regel wird hierbei sogar an alle Zellen - unabhängig davon, ob sie sich stabil im zweiten Zustand in einem instabilen Zustand oder im Grundzustand befinden - der Löschimpuls angelegt. Anschließend wird die Information so­ fort wieder im instabilen oder stabilen Modus dargestellt.

Dies ist insofern günstig, als dass ohne großen schaltungs­ technischen Aufwand das gesamte Display wie bei einer her­ kömmlichen Neubeschreibung einmal gelöscht wird, ohne dass in einem zusätzlichen Speicher vermerkt werden muss, welche Zel­ len bisher im stabilen oder im instabilen Zustand betrieben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, bistabile Dis­ plays in praktischer Weise ähnlich zu konventionellen LCDs zu verwenden. Wenn die Zeiten und Frequenzen, mit der die Schreibspannung an die Zellen im instabilen Zustand angelegt wird, geeignet an das jeweilige Zellmaterial und die Umge­ bungstemperatur angepasst werden, ist davon auszugehen, dass kein sichtbar schwächerer Kontrast und somit Qualitätsverlust bei der Darstellung auftritt.

Bei einer Langzeitbenutzung verbrauchen derartige Displays erheblich weniger Energie als konventionelle, reflektive LCDs. Lediglich wenn das Display im instabilen Zustand be­ trieben wird, beispielsweise während Operationen wie Textedi­ tionen, Uhr-Aktualisierungen oder Ähnlichem, verbraucht es aufgrund der etwas komplizierteren Ansteuerungsmethode ge­ ringfügig mehr Energie als ein herkömmliches LCD.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die bei­ gefügte Figur anhand von Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines bistabilen Displays mit einem im instabilen Modus betriebenen Bereich und einem im stabilen Modus betriebenen Bereich sowie mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.

Bei dem in der Figur dargestellten Aufbau handelt es sich um ein bistabiles Display 1, dessen oberer Bereich 2, bestehend aus mehreren Zeilen, im instabilen Modus betrieben wird. Der gesamte darunter liegende Bereich 3 des Displays 1 wird im stabilen Modus betrieben. Der dort dargestellte Text wird statisch dargestellt. Im Gegensatz dazu wird in dem instabil betriebenen Bereich 2 die dort angezeigte Information ständig verändert. In der Figur ist das durch die Darstellung der ak­ tuellen Uhrzeit angedeutet.

Dieses Display 1 wird mittels einer Steuereinrichtung 4 be­ trieben, welche einen Displaycontroller 5 enthält, der die einzelnen Zellen des Displays 1 ansteuert. Hierbei handelt es sich um einen Displaycontroller 5, der ähnlich aufgebaut ist wie ein konventioneller Displaycontroller für ein bistabiles Display 1. Eine wesentliche Modifikation gegenüber einem sol­ chen herkömmlichen Displaycontroller besteht jedoch darin, dass der für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung verwende­ te Displaycontroller 5 Möglichkeiten aufweist, die es erlau­ ben, die Schreibzeit, in der eine Schreibspannung ununterbro­ chen an einer bestimmten Stelle anliegt, und die Wiederhol­ frequenz zu variieren. Über diesen Parameter wird gesteuert, ob eine Zelle im instabilen Modus wie im Bereich 2 oder im stabilen Modus wie im Bereich 3 betrieben wird.

Außerdem weist die Steuereinrichtung 4 eine Temperaturmess­ einrichtung 7 auf, mit der die Umgebungstemperatur des Dis­ plays 1 bzw. der einzelnen Zellen ermittelt wird. Dieser Wert wird vom Displaycontroller 5 dazu benutzt, um die optimalen schreibzeit- und Wiederholfrequenzen einzustellen, so dass im instabilen Modus eine möglichst lange Schreibzeit und kleine Frequenz gewählt wird, ohne dass die jeweilige Zelle im zwei­ ten Zustand stabil eingefroren wird und andererseits beim Be­ trieb im stabilen Modus eine möglichst kurze Schreibzeit ge­ wählt wird, so dass die jeweilige Zelle sicher in den stabi­ len Zustand gebracht wird und nach Entfernen der Schreibspan­ nung nicht wieder versehentlich in ihren Ausgangszustand zu­ rückfällt.

Außerdem weist die Steuereinrichtung 4 einen Speicher 6 auf, in welchem die im Display 1 dargestellten Informationen parallel gespeichert werden, um so zu verhindern, dass bei ei­ nem Entsperren von Zellen oder Bereichen von Zellen, die sich im stabilen Modus befinden, aber im instabilen Modus betrie­ ben werden sollen, während des dazu notwendigen Löschvorgangs die Informationen verloren gehen. Hierbei kann es sich um den in der Figur dargestellten Speicher 6 handeln. Der Speicher kann aber auch Teil des Displaycontrollers 5 sein, d. h. es muss sich nicht um einen separaten Speicher handeln. Ebenso kann dieser Speicher auch Teil eines allgemeinen Speichers des Geräts sein, welches das erfindungsgemäße Display auf­ weist. Dies ist insofern kostengünstig, als auf einen spe­ ziellen separaten Speicher verzichtet werden kann und auch der Displaycontroller selbst lediglich einen normalen grafi­ schen "Framebuffer" in einer dem Bildschirm entsprechenden Größe aufweisen muss.

Im Folgenden wird die Betriebsweise des Displays anhand von zwei Beispielsituationen näher erläutert.

Im ersten Beispiel handelt es sich um eine rein textorien­ tierte Eingabe, beispielsweise die Eingabe eines Tagesablauf­ plans, eines Kalenders, einer Mail, eines Textdokuments oder eines elektronischen Arbeitsblatts, zum Beispiel zur Tabel­ lenkalkulation etc.

In der Regel ist es hierbei lediglich erforderlich, eine ge­ ringe Anzahl von Zeilen in einem instabilen Modus zu halten. Beispielsweise könnte der instabile Modus auf lediglich eine Zeile begrenzt werden. Dies bedeutet, dass, wenn der Cursor nach der Eingabe einer Zeile in die nächste Zeile verschoben wird, an die Zellen der vorhergehenden Zeile lediglich eine längere Zeitlang die Schreibspannung ununterbrochen angelegt wird, wodurch der Inhalt dieser Zeile auf dem Display "einge­ froren" wird. Dieser Modus eignet sich besonders für Textein­ gabegeräte, die nur einen geringen Energiebedarf aufweisen sollen. Zur Darstellung von Uhren auf dem Display kann der Bereich im instabilen Modus sogar auf einige Zellen bzw. Pixel oder Segmente, welche für die Darstellung der Sekunden verantwortlich sind, begrenzt werden. Alle übrigen Segmente können im stabilen Zustand betrieben werden.

Um den geschriebenen Text dann wieder zu entsperren, ist eine spezielle benutzersteuerbare Funktion erforderlich. Diese Funktion kann beispielsweise softwaremäßig innerhalb des Dis­ playcontrollers realisiert werden. Da die Steuereinrichtung 4 für das Display 1 - im vorliegenden Ausführungsbeispiel über einen Bus 8 - mit den weiteren im Gerät befindlichen Kompo­ nenten verbunden ist, kann diese Funktion aber auch in diesen anderen Komponenten des Geräts realisiert sein. Hierfür bie­ tet sich insbesondere eine CPU des Geräts an. Wenn der Benut­ zer in einer solchen textbasierenden Darstellung eine einzel­ ne Zeile entsperren möchte, beispielsweise um dort Korrektu­ ren durchzuführen, so kann das System dies automatisch da­ durch erkennen, dass der Cursor entgegen der Schreibrichtung nach oben bewegt wird. Sobald der Cursor in einer bestimmten Zeile stehen bleibt, kann dann die jeweilige Zeile entsperrt werden, indem auf die Zellen dieser Zeile ein Löschimpuls aufgegeben wird. Anschließend wird die in dieser Zeile be­ findliche Information, welche parallel in dem Speicher 6 ab­ gespeichert ist, wieder eingeschrieben, wobei dieses erneute Einschreiben zunächst im instabilen Modus geschieht.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird, sobald der Benutzer den Cursor entgegen der Schreibrichtung nach oben bewegt, zunächst der ganze Bildschirm gelöscht und im insta­ bilen Modus weitergeschrieben. In dem Moment, wenn feststeht, dass der Benutzer eine bestimmte Zeile ausgewählt hat, bei­ spielsweise in der Zeile, in der der Cursor stehen bleibt, während gleichzeitig andere Aktionen, beispielsweise eine Texteingabe, auf dem Bildschirm durchgeführt werden, werden alle übrigen Zeilen wieder in den stabilen Modus gebracht. Alternativ können auch nur die oberhalb der gewählten Zeile liegenden Zeilen sofort in den stabilen Modus gebracht wer­ den, wobei die unterhalb der Zeile befindlichen Zeilen weiter im instabilen Modus betrieben werden. Dies ist insofern sinn­ voll, da es nicht unwahrscheinlich ist, dass der Benutzer ab der betreffenden Zeile über mehrere Zeilen hinweg eine Kor­ rektur im Text vornimmt. Sobald der Benutzer die spezielle Zeile wieder verlässt, wird sie automatisch wieder "eingefro­ ren". Dies kann beispielsweise dadurch gesteuert werden, in­ dem automatisch erkannt wird, wenn der Benutzer den Cursor zeilenweise nach unten verschiebt.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine grafikorientierte Eingabe, beispielsweise unter Verwendung eines bistabilen Displays als sogenannten "Touchscreen", bei dem durch Berühren des Displays mit dem Finger oder mit spe­ ziellen Eingabehilfsmitteln gleichzeitig Eingaben getätigt werden können. Beispiele hierfür sind Malprogramme, Navigati­ onssystemkarten, sogenannte Imaging-Programme oder die Ver­ wendung als Sucher für Kameras etc.

Bei diesen Beispielen muss der komplette Bildschirm im insta­ bilen Modus betrieben werden, bis die Arbeit am Bild beendet ist. Dies hängt von dem jeweiligen Benutzer selbst ab, und er muss daher die Möglichkeit erhalten, den gesamten Bildinhalt einzufrieren oder im instabilen Zustand zu belassen. Dies ist beispielsweise durch Eingabe eines expliziten Sperrbefehls möglich.

Ein einfacher, für eine solche Anwendung tauglicher Display­ controller ist einem konventionellen Displaycontroller für herkömmliche LCDs relativ ähnlich, wobei er nur die zusätzli­ che Funktion aufweisen muss, durch Anlegen einer Schreibspan­ nung über eine länger andauernde Schreibzeit die Information auf dem Bildschirm zu stabilisieren. Dies kann beispielsweise durch einen relativ langsamen Scan über den im stabilen Modus zu betreibenden Bereich durchgeführt werden.

Wie im vorgenannten Ausführungsbeispiel der textorientierten Eingabe kann auch hier der Benutzer das Display entsperren, wobei entweder auf Wunsch des Benutzers das gesamte Display entsperrt wird oder beispielsweise durch eine Eingabe oder sonstiges Markieren von bestimmten Bereichen nur diese Berei­ che entsperrt werden. Beim Entsperren sieht der Benutzer - wie bei den bisherigen Anwendungen von bistabilen Displays - zunächst einen schwarzen Balken, der sich über das Display verschiebt, wobei auf den schwarzen Balken dasselbe Bild folgt wie zuvor. Diesmal wird jedoch das Bild aktiv vom Spei­ cher aus mit einer hohen Frequenz dargestellt, so dass das Display in diesen Bereichen nicht in den stabilen Modus über­ geht. Der Benutzer hat dann den vollen Zugriff, den Inhalt dieser Bereiche wieder zu verändern.

Da der frühere Bildinhalt beim Löschen verloren geht, sollten auch hier alle Bilder parallel in einem Speicher der Steuer­ einrichtung gespeichert werden. Hierbei kann es sich um eine beliebige Art von Speicher, beispielsweise einen RAM, einen DRAM, einen Flash EEPROM o. Ä. handeln. Bei dieser grafisch orientierten Nutzung macht es aufgrund der logischen Verbin­ dung zwischen dem Bildinhalt der gespeicherten Information auch Sinn, diesen Speicher innerhalb des Displaycontrollers zu platzieren bzw. den dort vorhandenen grafischen "Framebuf­ fer" zu nutzen.

Die Erfindung ermöglicht eine erhebliche Erweiterung des Einsatzgebiets von bistabilen Displays. Die Erfindung kann insbesondere in Mobilfunkgeräten, PDAs (Personal Digital As­ sistants) oder Organizern mit großflächigen Displays für Texteingaben, Tabellenkalkulationen, Datenbankfunktionalitä­ ten, Landkarten für GPS-Navigationssysteme, Tagespläne, Ka­ lender etc. eingesetzt werden. In allen genannten Fällen be­ steht die Gelegenheit, die gesamte Information weiterhin an­ zuzeigen, während das Gerät selbst ausgeschaltet ist. Dies reduziert den Energieverbrauch auf die Momente, wenn die In­ formation erneuert wird, d. h. das Gerät kann sich zu einem erheblichen Teil der Zeit im ausgeschalteten Zustand oder in einem energiesparenden Bereitschaftsmodus befinden.

Claims (18)

1. Verfahren zum Betreiben eines bistabilen Displays (1), dessen einzelne Zellen durch Anlegen einer Schreibspannung von einem ersten in einen zweiten Zustand gebracht und durch Aufrechterhaltung der Schreibspannung über eine bestimmte Um­ schaltzeit hinweg in dem zweiten Zustand so stabilisiert wer­ den können, dass die Zellen auch nach dem Entfernen der Schreibspannung in dem zweiten Zustand verbleiben, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einen Teil der Zellen in einem instabilen Modus nur derart eine Schreibspannung angelegt wird, dass die je­ weilige Zelle instabil im Wesentlichen im zweiten Zustand gehalten wird und nach dem Entfernen der Schreibspannung wie­ der in den ersten Zustand übergeht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schreibspannung maximal über einen Zeitraum ununter­ brochen aufrechterhalten wird, der kürzer ist als die Um­ schaltzeit.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Schreibspannung über eine zuvor festge­ legte Schreibzeit aufrechterhalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine Umgebungstemperatur der Zelle ermit­ telt wird und die Schreibspannung und/oder der Zeitraum über den die Schreibspannung an der Zelle aufrechterhalten wird, in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur gewählt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich (2) von benachbarten Zellen des Displays (1) im instabilen Modus betrieben wird.

6. Verfahren nach einem Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Bereich (2) eine gesamte Zeile und/oder Spalte des Displays (1) umfasst.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an eine Zelle, welche sich stabil in dem zweiten Zustand befindet und welche im instabilen Mo­ dus betrieben werden soll, zunächst zum Entsperren ein Lösch­ impuls angelegt wird, um die Zelle aus dem zweiten Zustand zu bringen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entsperren einer Zelle oder eines Bereichs (2) von Zellen des Displays (1) zunächst zumindest an alle die Zellen des Displays (1), die sich stabil im zweiten Zustand befin­ den, ein Löschimpuls angelegt wird und anschließend die betreffenden Zellen des Displays (1), welche nicht im insta­ bilen Modus betrieben werden sollen, wieder stabil in den zweiten Zustand gebracht werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (1) während eines Schreibvorgangs vollständig im instabilen Modus betrieben wird und nach Beenden des Schreibvorgangs das Display (1) ganz oder bereichsweise in einen stabilen Modus gebracht wird, in dem die betreffenden Zellen im zweiten Zustand sta­ bilisiert sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle oder der Bereich von Zel­ len des Diplays, welcher entsperrt und/oder im instabilen Mo­ dus betrieben werden soll, anhand einer Stellung und/oder Stellungsabfolge und/oder Bewegung eines Anzeigesymbols auf dem Display selektiert wird.

11. Steuereinrichtung (4) zur Steuerung eines bistabilen Dis­ plays (1) mit Mitteln zum Betrieb von Zellen des Displays in einem stabilen Modus, in welchem die betreffenden Zellen durch Anlegen einer Schreibspannung von einem ersten in einen zweiten Zustand gebracht und durch Aufrechterhaltung der Schreibspannung über eine bestimmte Umschaltzeit hinweg in dem zweiten Zustand stabilisiert werden, so dass die Zellen auch nach dem Entfernen der Schreibspannung in dem zweiten Zustand verbleiben, gekennzeichnet durch Mittel zum alternativen Betrieb der Zellen in einem instabi­ len Modus, in welchem an die betreffende Zelle derart eine Schreibspannung angelegt wird, dass die Zelle instabil im We­ sentlichen im zweiten Zustand gehalten wird und nach dem Ent­ fernen der Schreibspannung wieder in den ersten Zustand über­ geht.

12. Steuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Mittel zum alternativen Betrieb der Zellen in einem instabilen Modus eine Einrichtung zur Ein­ stellung von Parametern der Schreibspannung umfassen.

13. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Parameter die Länge des Zeitraums, über den die Schreibspannung an der jeweiligen Zelle maximal auf­ rechterhalten wird, umfassen.

14. Steuereinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, gekenn­ zeichnet durch eine Einrichtung (7) zur Ermittlung einer Umgebungstemperatur der jeweiligen Zelle und Mittel zur Be­ stimmung der Parameter der Schreibspannung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur.

15. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch Mittel zur Auswahl, ob eine Zelle und/oder ein Bereich von benachbarten Zellen im stabilen Mo­ dus oder im instabilen Modus betrieben wird.

16. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeichnet durch Mittel zum Ent sperren einer Zelle oder eines Bereichs von Zellen des Displays, welcher im sta­ bilen Zustand betrieben wird, so dass dieser nach dem Ent­ sperren im instabilen Modus betrieben wird.

17. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch einen Speicher (6), in welchem die im bistabilen Display (1) dargestellten Informationen, paral­ lel zur Darstellung auf dem Display (1) gespeichert werden.

18. Gerät mit einem bistabilen Display und einer Steuerein­ richtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17.