DE2048830C3 - Opto-elektronisches Schieberegister mit einem Flüssigkristall als Anzeigemedium und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein opto-elektronisches Schieberegister gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Elektronische Schieberegister sind für Meß- und Steueraufgaben der Digitaltechnik unentbehrlich, Ist der Meß- oder Steuerzustand sichtbar zu machen, so sind anzeigende Schieberegister erforderlich. Dies gilt besonders auch dann, wenn das Schieberegister durch periodisch sich wiederholende Impulse angesteuert wird und zur Zeitmessung, also als elektronische Uhr, dienen soll.

Ein derartiges Schieberegister ist bereits aus der DE-AS 11 63382 bekannt. Bei diesem Schieberegister ist als Anzeigemedium eine elektro-lumineszierende Substanz vorgesehen, und werden daher zur Weiterschaltung und Speicherung pro Zelle mindestens zwei getrennte Photowiderstände mit verschiedenen Zeitkonstanten benötigt. Darüber hinaus kann dieses Register nur durch zwei verschiedene Wechselspannungen angesteuert werden. Schieberegister oder auch Zähler mit selbstleuchten-

den Elementen, beispielsweise Lumineszenzdioden, bedingen einen nicht unbeträchtlichen Aufwand an elektrischer Energie, In einem bekannten Zähler und in einer bekannten vollelektronischen Uhr (Electronics July 6, 1970, S. 64 ff) werden daher als Segmente siebensegmentiger Ziffernanzeiger Zellen mit Flüssigkristallschichten verwendet, die durch das Anlegen einer elektrischen Spannung derart aktiviert werden, daß sie vom transparenten in einen lichtstreuenden Zustand übergehen. Da die Steuerelektronik hier die Energie für die Lichtemission nicht liefern muß, ist der Bedarf an elektrischer Energie sehr viel geringer. Diese haben aber den Nachteil, daß zur Ansteuerung der richtigen Segmente der anzuzeigenden Ziffer eine komplexe Dekodierung erforderlich ist, wodurch der materielle Aufwand steigt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen elektronischen Zähler bzw. ein Schieberegister, insbesondere auch für die Zeitmessung und zur Steuerung von Matrix-Displays zu schaffen, dessen materieller und energetischer Aufwand minimal ist

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst

Bei dem erfindungsgemäßen Schieberegister sind in einem vorzugsweise zusammenhängenden Flüssigkristall-Anzeigemedium zur Zählanzeige dienende Zellen vorgesehen, die photoelektrisch derart verknüpft sind, daß mit einer sehr einfachen Ansteuerung über die Steuerleitungen die Zellen praktisch fehlerfrei fortgeschaltet werden und die Zahl der aufgetretenen Steuerimpulse bzw. Spannungswechsel angezeigt wird Der letzte Zählzustand bleibt jeweils gespeichert, bis weitere Zählimpulse folgen. Pro Anzeigezelle ist nur ein einziger Photowiderstand erforderlich.

Die Ansteuerung des erfindungsgemäßen Schieberegisters erfolgt durch selektives Anlegen einer Gleichspannung an zyklisch aufeinanderfolgende Zellen. Dies ist vor allem bei vollelektronischen, mit Gleichspannung betriebenen Armbanduhren von Vorteil, wo jeder zusätzliche Bestandteil, etwa ein Gleichspannungs-Wechselspannungswandler, nicht nur wegen der Kosten, sondern vor allem auch wegen des Platzbedarfs unerwünscht ist

Nach der beschriebenen Ausführungsform ist das Elektrodenpotential einer Anzeisjezelle stark vom Zustand des Flüssigkristall-Anzeigemediums abhängig, da dieses mit dem zugehörigen Photowiderstand ja einen Spannungsteiler bildet Der Zustand eines Flüssigkristalls ist aber Aber längere Zeit bei den heute so bekannten Materialien nicht konstant. Deswegen ist es weiterhin sehr zweckmäßig, in Serie mit den Photowidefständen einer Zelle jeweils einen Festwiderstand vorzusehen, der dann mit den Photowiderständen einen Spannungsteiler bildet, dessen Abgriff-Potential unabhängig ist vom Zustand des Flüssigkristalls. An diesen Abgriff wird dann jeweils die aktivierend wirkende Elektrode einer Zelle angeschlossen.

Die benötigte elektrische Energie eines Schieberegisters nach der Erfindung ist auch in diesem Fall gering, weil im statischen Zustand jeweils nur in einem Spannungsteiler ein nennenswerter Strom fließt, der aber nur klein ist, da für die Aktivierung eines Anzeigesegmentes von einigen mm² Fläche eine Leistung von etwa 10 μ W ausreicht.

Das Schieberegister kann vorteilhaft auch als integriertes Bauteil in Dünnschicht-Technik ausgeführt werden. Hierzu wird eine erste transparente Trägerplatte mit einer zusammenhängenden, transparenten, elektrisch gut leitenden Schicht als erster Elektrode versehen, die auf die eine Seite des AnzeigemediumF zu liegen kommt, und auf der anderen Seite des Anzeigemediums eine zweite transparente Trägerplatte angeordnet, auf deren dem Anzeigemedium zugewandten Oberfläche in voneinander getrennten Bereichen in Kontakt mit dem Anzeigemedium transparente, elektrisch gut leitende Schichten als zweite Elektroden, und, in elektrischer Verbindung damit, außerhalb des Anzeigemediums elektrisch leitende Schichten größeren Widerstandes aufgebracht sind, und auf deren dem Anzeigemedium abgewandten Oberfläche in elektrischer Verbindung mit den Bereichen der zweiten Elektroden in entsprechend getrennten Bereichen Widerstandsschichten aufgetragen sind, die, bei optischer Aktivierung des Anzeigemediums, mindestens vom Bereich der Nachbarelektrode her beleuchtbar sind und bei Beleuchtung ihren elektrischen Widerstand vermindern, wobei die Schichten größeren Widerstandes an einer gemeinsamen, gleichfalls schichtförmig aufgetragenen, Sammelschiene Hegen,: jid die lichtempfindlichen Schichten jeweils abwechselnd an schichtförmig aufgetragenen Steuerleitungen.

Zur Verwendung des erfindungsgemäßen Schieberegisters für die Zeitmessung werden jeweils sechzig bzw. zwölf Elektrodenbereiche zu einem Ring (im geometrischen oder auch nur elektrischen Sinn) zusammengeschlossen, und der zum Spannungsteiler der ersten Zelle des Ringes gehörige Photowiderstami der letzten Zelle derart zugeordnet, daß er bei optischer Aktivierung derselben von dieser beleuchtet wird. Damit kann das Schieberegister im Endlosbetrieb betrieben werden, wobei mittels der sechzig Zellen die Sekunden und die Minuten, und mittels der zwölf Zellen die Stunden gezählt und angezeigt werden. Dadurch, daß vom Abgriff des Spannungsteilers der letzten Zelle eines Ringes ein Flipflop angesteuert wird, dessen komplementäre Ausgänge die Steuerleitung des übergeordneten Ringes ansteuern, werden Sekunden, Minuten und Stunden ohne jeweils eigene Frequenzteiler aufgezählt und angezeigt Die Zahl der zu kontaktierenden und nach außen zu führenden Anschlußstellen ist klein, es genügen etwa fünf Anschlüsse pro Ring.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend an Hand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Hierbei zeigt

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Schieberegisters in seiner einfachsten Ausführungsform,

F i g. 2 ein Prinzipschaltbild des Schieberegisters in einer Ausführung für rein nematische Flüssigkristalle,

F i g. 3 den zeitlichen Ablauf von Steuerimpulsen auf zwei Steuerleitungen und den Verlauf der Streulicht'Intenjitaten zweier aufeinanderfolgender Zellen, wobei die Anzeige von der einen auf die andere überspringt,

F i g. 4 den zeillichen Ablauf von Steuerimpulsen auf drei Steuerleitungen,

Fig.5 eine Ausführungsform der Erfindung in Dünnschichttechnik als integriertes Bauteil,

Fig.6 eine Ausführungsform der Erfindung als Zählfing insbesondere für die Zeitmessung,

Fig. 7 die mögliche Lage und Länge eines Startimpulses im Verhältnis zu den Steuerimpulsen auf zwei Steuerleitungen,

Fig.8 die Impulsfolgen auf zwei Steuerleitungen, wenn eine speichernd wirkende Mischung aus einem nematischen und einem cholesterinischen Flüssigkristall als Anzeigemedium verwendet wird, und

Fig.9 das Prinzipschaltbiid einer Anordnung, bei welcher das Schieberegister gemäß F i g. 2 zur Steuerung einer Anzeigematrix verwendet wird.

In Fig. 1 ist ein Anzeigemedium 1 dargestellt, das zwischen einer durchgehenden Elektrode 3 und voneinander getrennten Elektroden 2a—2</angeordnet ist. Es werden dadurch Zellen la— Ic/gebildet, die dann optisch aktiviert sind, wenn zwischen der entsprechenden Elektrode 2a—2t/ und 3 einer Zelle eine den Schwellwert für das Einsetzen der Lichtstreuung übersteigende elektrische Spannung liegt. Die elektrische Zellen-Spannung wird von den Steuerleitungen A oder B zugeführt. Die Widerstände 5n — 5d sind Photowiderstände.

DL' Steuerleitungen A, B werden von einem Oszillator 20 mit einer abwechselnden Gleichspannung versorgt, wie in F i g. 3 angedeutet. Die Photowiderstände 5a— 5c/ sind so angeordnet, daß sie unbeleuchtet und widerstände 6b—6c/ sowie serielle Festwiderstände 4a—4c/ vorgesehen. Die diskret gezeichneten Photowiderstände 5a/6b, 5b/Sc, 5c/6c/werden zweckmäßigerweise einstückig zwei Zellen übergreifend ausgeführt, wie dies auch in der Ausführung nach F i g. 5 der Fall ist. In der dargestellten Ausführung ist angenommen, daß eine ständig tätige Lichtquelle vorgesehen ist derart, daß nur die Photowiderstände beleuchtet werden, die einer optisch aktivierten Zelle zugeordnet sind (z. B. 6c und 5cbei Zelle \c). Die Festwiderstände 4a—4c/liegen am einen Ende auf Masse, so daß aus den Widerständen 5/6 und 4 für jede Zelle la—Ic/ ein Spannungsteiler entsteht, dessen Potential im Abgriff 7a, 7b, 7c und 7t/ von der Beleuchtung der Photowiderstände 5/6 abhängt. Die Widerstände 4 dienen zur besseren Definition des Spannungsteilerverhältnisses, da der Widerstand der Anzeige-Zelle zu wenig genau kontrolliert werden kann. Mit den Abgriff-Potentialen werden

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optisch aktiviert ist.

Zum Start wird der Einschalter 18 betätigt. Über das in der Vorrichtung 17 angedeutete und einen Widerstand, eine Kapazität und eine Diode umfassende UND-Glied mit einem dynamischen Eingang wird daraufhin der Monoflop in der Vorrichtung 17 dann angestoßen, wenn die Spannung auf Leitung B auf Null abfällt. Der Monoflop gibt dann den Startimpuls S auf die Elektrode 2a der Zelle la, dessen zeitliche Lage in F i g. 7 angedeutet ist. Seine Länge ist zweckmäßigerweise kleiner als der zeitliche Abstand T zweier Spannungswechsel auf einer Steuerleitung.

Bei der Ausführung in F i g. I ist angenommen, daß ein speicherndes Anzeigemedium, also eine Mischung aus einem nematischen und einem cholesterinischen Flüssigkristall, verwendet wird. In diesem Fall bewirkt ein Lichtblitz aus der geeignet angeordneten Lichtquelle 22. während des Anstiegs der Spannung auf Leitung B, daß von der Zelle 1 a her Licht auf den Photowiderstand 5a gestreut wird und dieser niederohmig wird. Dadurch wird dann mittels der Spannung auf Leitung ßdie Zelle 1 b aktiviert. Auf Leitung A wird dann ein Hochfrequenzimntils von einigen kHz erzeugt, der die Streuaktivität der Zelle la wieder löscht. Dies ist in F i g. 8 dargestellt. Die Quelle für die Hochfrequenzimpulse ist nicht eigens dargestellt und im Oszillator 20 inkorporiert zu denken. Wenn Spannung B wieder abfällt und Spannung A wieder ansteigt, wird wieder ein geeigneter Lichtblitz erzeugt, wodurch jetzt Photowiderstand 5b niederohmig wird und Zelle Ic aktiviert wird. Die Streuaktivität der Zelle 1 b wird dann durch einen Hochfrequenzimpuls auf Leitung S gelöscht.

Wie ersichtlich, wird auf diese Weise der optisch aktivierte Zustand innerhalb des Anzeigemediums 1 entsprechend den Spannungswechseln auf den Steuerleitungen A. RZeWe für Zelle weitergeschaltet.

Zur Betätigung der Lichtquelle 22, beispielsweise einer Lumineszenzdiode, ist ein Monoflop 21 angedeutet, der über zwei auf ein Feld wirkende entgegengesetzte dynamische Eingänge dann zur Abgabe eines Impulses angestoßen wird, wenn die Spannung auf Leitung A ansteigt oder abfällt

In F i g. 2 ist eine Anordnung dargestellt die besonders dann zweckmäßig ist. wenn ein nematischer Flüssigkristall vorgesehen ist Dessen Streuvermögen kann in etwa 1 Sekunde, nachdem die aktivierende Spannung abgeschaltet ist. zum Abklingen gebracht werden. Außer den aus F i g. 1 bekannten Photowiderständen 5a—5c sind hier zusätzlich Darallele Photo-

Es sei angenommen, daß die Zelle lcoptisch aktiviert bzw. angeregt ist. Dann liegt die Steuerleitung A auf Maximalspannung, so daß durch den Spannungsteiler 5fe/6c. 4c ein Strom fließt. Die Widerstände der Spannungsteiler sind so dimensioniert, daß bei Beleuchtung eines Widerstandes 6 durch die zugehörige Zelle die durch den Abgriff 7 bestimmte Zellen-Spannung oberhalb des Schwell-Wertes liegt, bei dem der Flüssigkr -'.all lichtstreuend wird. Demgemäß bleibt also Zelle 1 c im lichtstreuenden Zustand, solange auf Leitung A Maximalspannung steht. Der Photowiderstand 6c, oder allgemeiner die Photowiderstände 6, dienen also dazu, den lichtstreuenden Zustand zu halten bzw. den jeweiligen Zählerzustand zu speichern.

Wie in Fig. I dienen die Photowiderstände 5 wieder zur Fortschaltung der optischen Aktivierung von einer Zelle auf die nächste. Im dargestellten Fall ist beispielsweise Photowiderstand 5c von der Zelle Ic her beleuchtet und damit niederohmig. Dadurch gelangt an die Elektrode 2c/ der Zelle id in dem Moment eine Spannung, wo die Spannung auf Leitung A auf Null und stattdessen die Spannung auf Leitung B auf Maximum geschaltet wird. Die beiden Leitungen arbeiten im Gegentakt bzw. zyklisch zueinander. Der Übergang der Steuerspannung von Leitung A auf Leitung B ist in F i g. 3 dargestellt und dort mit fi bezeichnet.

Durch das Umschalten der Leitungen fällt die Intensität des von Zelle Ic gestreuten Lichtes wie dargestellt vom Wert /o auf Null ab. Gleichzeitig steigt die Intensität des von Zelle \d gestreuten Lichtes auf einen Wert oberhalb /o an, da zunächst die Photowiderstände 5c und 6c/ gleichzeitig niederohmig sind nnd damit das Potential bei Td hoch ist Erst wenn die Lichtintensität der Zelle Ic zum Zeitpunkt f₂ hin ausreichend stark abgeklungen ist, und Widerstand 5c wieder hochohmig ist. stellt sich die Intensität der Zelle lc/auf den Wert k ein.

Damit sich an der zu aktivierenden Zelle eine ausreichende Spannung ausbilden kann, soll der Widerstand für den Stromdurchgang einer Zelle groß sein gegenüber dem des zugehörigen, beleuchteten Photowiderstandes. Außerdem muß der Spannungsteiler auch so dimensioniert sein, daß im unbeleuchteten Zustand bei maximaler Spannung auf der zugehörigen Steuerleitung das Potential des Abgriffs nicht den Schwellwert für das Einsetzen der Streuung im Flüssigkristall übersteigt

Wenn die Zeit F(F i g. 3) zwischen zwei Steuerimpulsen auf derselben Leitung zu klein ist als daß die zuletzt

aktivierte Zelle ausreichend abklingen könnte, kann durch Ansteuerung über mehr als zwei Leitungen diese Zeit praktisch beliebig groß gemacht werden. Dies ist für drei Leitungen in Fig. 4 dargestellt: Dur mit dem ersten Impuls auf Leitung A angesteuerte Spannungsteiler einer Zelle wird demnach erst dann wieder angesteuert, wenn auf den beiden anderen Leitungen B und L jeweils ein Impuls der Dauer Tdurchgelaufcn ist. Der Zelle verbleibt also eine Abklingzeit 27Ί

Die Anzeigewirkung kann auch durch Farbsteucrung in Kombination mit geeigneten Farbiilicrn erreicht werden, wenn in bekannter Weise dem neniaüschcn Wirt-Flüssigkristall pleochroitische Farbmoleküle als Gast beigemischt werden.

Bemerkenswert ist noch, daß für die Dauer eines Steuerimpulses T keine obere Begrenzung bestellt, wenn ein Haltewiderstand 6 vorgesehen ist.

In Fig. 5 ist dargestellt, wie eine Anordnung nach Für diesen Zweck sind die Photowiderstände 5//6m. 5/71/6/j etwa niittig über den Masken 8 angeordnet, so daß sie von den beiderseits der Masken befindlichen transparenten Spalten 14/, 14m. I4n her beleuchtet werden können.

Selbstverständlich werden die Masken 8 nicht in den Anzeigebereich D hineingezogen. Zur Vermeidung einer Belichtung der Photowiderstände vom Anzeigeteil D her kann auch die senkrechte Trennfläche in Platte 9 /wischen Bereich K und /^abgedunkelt werden.

Das Schieberegister kann auch als Anzeige für die Zeitmessung verwendet werden. Dazu wird die Anordnung der F i g. 2 auf sechzig Segmente erweitert und die Kopplung mit den Nachbar-Elementen so durchgeführt, daß ein geschlossener Ring entsteht. Als Ring muß dabei nicht die geometrische Figur verstanden werden. Es genügt selbstverständlich auch, wenn das erste und das letzte .Segment elektrisch gekoppelt

r ι g- L

hergestellt werden kann. Das dargestellte Bauteil ist aus .· ■ einem längeren Element im Bereich der Zellen \l—\n herausgeschnitten zu denken. Die Glasplatten 9 und IO werden durch Distanzierleisten 12 so positioniert, daß eine Flüssigkristallschicht I von möglichst konstanter Dicke, z. B. 25 μ. entsteht. Auf der Glasplatte 10 wird zwischen den Distanzierleisten 12 eine durchgehende, transparente Zinndioxyd-Elektrode 3 aufgebracht. Auf der gegen die Flüssigkristallschicht 1 gerichteten Seile der Glasplatte 9 werden zuerst schwarze Maskenstreifen 8/, 8m, Bn und danach voneinander getrennte. > trar.^parente SnO-Streifenelektroden 21, 2m, 2n erstellt derart, daß nur die nicht von den schwarzen Balken in Fi g. 5 übergriffenen Spalte 14/, 14m, 14/> jeweils etwa in der Mitte der Elektroden 21.2m, 2n transparent bleiben.

Die Elektroden 21. 2m, 2n, werden einerseits über die Stirnseite der Glasplatte 9 bis zu den Photowidersüinden 5//6/7J. 5m/6n. andererseits bis zu den Festwiderstiinden 4/, Am. An geführt und mit diesen elektrisch verbunden. Die Widerstände 4/, 4m. An werden auf tier anderen Seite durch eine gut leitende vorzugsweise auf ■· Masse liegende SnO.-Schiene 11 verbunden.

Die Steiierleitunpen A und R werden anrh ii<. SnOrSchichten ausgeführt wobei eine elektrische Isolation der Kreuzungspunkte durch örtliche Isolatorschichten 13 erreicht wird. Wie ersichtlich ist damit ^; elektrisch die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform hergestellt.

Die in F i g. 5 dargestellte Ausführungsforrn ist in d: et Bereiche K. D und F (Kopplung. Display und Festwiderstände) eingeteilt. Die Unterseite ist transparent für das Licht einer Lichtquelle /, die Oberseite ist abgedunkelt im Bereich K. transparent im Bereich D. und transparent oder abgedunkelt im Bereich F.

Die Vorrichtung kann in Transmission, aber auch in Reflexion betrieben werden. Im Reflexionsbetrieb wird ü die Elektrode 3 im Bereich D verspiegelt, so daß für den Beobachter Odas von oben einfallende Umgebungslicht von der jeweils aktivierten Zelle gestreut wird. Für die optische Kopplung zwischen streuender Zelle und Photowiderständen wird im Bereich K von unten Licht ^wl von der Lichtquelle L über den Kollimator 7. z. B. eine Fiber-Optik-Frontplatte, zugeführt. Der Kollimator 7. zusammen mit den Masken 8/. Sm. Sn bewirkt, daß bei nicht aktivierter Anzeige möglichst wenig Licht auf die Photowiderstände 5//6m. 5m/6n fällt. Erst wenn im ^hi Bereich z. B. der Elektrode 2m Lichtstreuung auftritt, soll wenigstens ein Teil des gestreuten Lichtes durch Spalt 14m auf die Photowiderstände 6m und 5m fallen.

!»(.tutu UIiU uctiiiit im imm£ nut nil cicnw is^iictt .31IMlC entsteht. Die entstehende Anordnung ist in F i g. 6 dargestellt. Die erste Zelle in ist mit der letzten Zelle 60" des Ringes über den Photowiderstand 5λ\/6,ι gekoppelt, so daü bei Ansteuerung der Leitung A die Elektrode 2a der Zelle I.j vom Abgriff Ta her das nötige Aktivierungspotential erhalt, da der Teilwiderstand 5\» des Photowiderstandes 5vv/6a wegen der Beleuchtung von der Zelle 60" her nieclerohmig ist. Die Elektrode der vorletzten Zelle 59" ist mit 2 vv. die der letzten Zelle 60" mit 2\\ bezeichnet. Entsprechend ist der Festwiderstand des zur letzten Zelle 60" gehörigen Spannungsteilers mit 4\vbezcichnet.

Die Steuerleitungen A. Il werden im dargestellten FdIl mn einer Frequenz von 0.5 H/ geschaltet, so daß sich eine Impulsdauer und damit eine Aktivierungsdauer von Γ = 1 Sekunde ergibt.

Für den Start der Zähl- bzw. Zeilmeßeinrichtung wird, wie zu Fig. t beschrieben, über die Vorrichtung 17 ein Startimpuls S zugeführt. Nach 59 Sekunden-Inter- \allen wechselt die Aktivierung von Segment 59" auf Segment 60". Dabei entsteht auf der Leitung 19 ein Impuls, dessen Amplitude den .Schwellwert für die Aktiviprunp des FlüssipkristnlK wesentlich ühprsrhrriii'¹ In diesem Falle wird von einem mit entsprechendem Sd'wellwert ausgestatteten Schmitt-Trigger 15 ein Impuls abgegeben, der den Toggle-Füpflop 16. das ist ein Flipflop mit einem dynamischen, auf beide Felder wirkenden Eingang, umkippt Die komplementären ■\usgange A und B des Flipflops 16 können dann zur Betätigung der Steuerleiiungen eines zweiten Anzeige-Ringzählers dienen, der die Minuten aufzählt und gleichzeitig anzetgt.

In gleicher Weise kann ein weiterer Ring mit zwölf Segmenten gebildet werden, der die Stunden aufzählt und darstellt. Dabei können die entsprechenden Elektroden so geformt werden, daß Ziffern 1 — 12 nacheinander aktivier; und angezeigt werden. Wenn eine funktionsnotwendige fortdauernde oder repetitiv gepulste Beleuchtung nicht gewährleistet ist. können die Zeitimpulse zusätzlich in einer Zähleinrichtung herkömmlicher Art aufgezählt werden, und damit die Anzeigen jeweils an der geeigneten Stelle wieder neu initialisiert werden. Zu diesem Zweck können die Zählringe an geeigneten Stellen unterbrochen und von außen zur richtigen Zeit angesteuert werden.

In Fig.9 ist schließlich noch die Steuerung einer Anzeigematrix PC/LC mittels eines Schieberegisters nach Fig. 2 bildlich dargestellt. Die Anzeigematrix LC umfaßt Flüssigkristall- oder auch Elektrolumineszenz-

Zellen, die von einer Leitung V her über Photowiderstände PC angesteuert werden können, wenn diese durch Belichtung niederohmig sind. Schaltet man das Schieberegister in der erfindungsgemäßen Weise mittels wechselnder Gleichspannung auf den Steuerleitungen A, B fort, so wird entsprechend forllaufend ein Photowiderstand nach dem anderen niederohmig gemacht. Damit kann von der zugehörigen Matrix-Zelle

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ein dem jeweiligen Spannungswert auf der Leitung V entsprechender Lichtwert angezeigt werden. Die Matrix-Anzeige kann mittels digitaler Spannungswerte auf der Leitung V betrieben werden. Bei genügend linearen Photowiderständen PC können aber auch Video-Signale dargestellt werden. Die geschilderte Verwendung des Schieberegisters löst die technisch bedeutsame Aufgabe des »self-Scanning«.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Opto-elektronisches Schieberegister mit nacheinander und getrennt ansteuerbaren Zellen, welche ein zwischen zwei Elektroden befindliches, durch eine elektrische Spannung optisch aktivierbares Anzeigemedium enthalten, wobei jede Zelle mit der vorhergehenden durch einen mit einer Elektrode der Zelle verbundenen Photowiderstand photoelektrisch rückgekoppelt ist und dieser Photowiderstand von der vorhergehenden, nicht zu der Elektrode gehörenden Zelle her beleuchtbar ist und an einer Steuerleitung liegt, welche mit Schiebeimpulsen beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigemedium (1) ein Flüssigkristall υ vorgesehen ist, daß jeweils je zwei benachbarten Zellen (z.B. \b, ic) ein beide Zellen (IA, ic) übergreifender einstöckiger Photowiderstand (5b/6c) zugeordnet ist, und daß an die Photowiderstände (5a/6b, 5b/6c,...) zyklisch nacheinander eine Steuergleicfjspannung gelegt wird.

2. Schieberegister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit den Photowiderständen (5a/6b, 5b/6c...) jeweils ein Festwiderstand (4b, 4c,...) zwecks Bildung eines Spannungsteilers liegt, an dessen Abgriff (7b, 7c, ...) dann die zugehörige Elektrode (2b, 2c,...) angeschlossen ist und der Widerstandswert des Spannungsteilers (z. B. 4c, 5b/6c) in beleuchtetem Zustand klein gegenüber dem Widerstandswert einer aktivierten Zelle (z. B. IcJ ist

3. Schieberegister nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem nematischen Fliissigkris'all als Anzeigemedium (1) in dem Flüssigkristall als Wirt ρ^;cochroitische Färbstoffe als Gast eingelagert sind.

4. Schieberegister nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils sechzig bzw. zwölf Zellen (la, 1/>,...) zu einem Ring zusammengeschlossen sind und daß der zum Spannungsteiler (4a, Sxy/6a) der ersten Zelle (IaJ des Ringes gehörige Photowiderstand (Sxy) der letzten Zelle (60") derart zugeordnet wird, daß er bei optischer Aktivierung derselben von dieser beleuchtet wird.

5. Schieberegister nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vom Abgriff (7xy) des Spannungsteilers der letzten Zelle (60") des Ringes ein Flipflop (16) angesteuert wird, dessen komplementäre Ausgänge (Q, Q) die Steuerleitungen (A*, B*) eines weiteren Zählringes ansteuern. so

6. Schieberegister nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dcß der Abgriff (7a) des Spannungsteilers (4a, 5xy/6a) über eine Vorrichtung (17) angesteuert wird, welche einen Monoflop und ein diesen steuerndes UND-Glied mit dynamischem Eingang umfaßt, wobei der dynamische Eingang des UND-Gliedes mit einer Steuerleitung (z. B- B) und der statische mit dem Startschalter (18) verbunden ist.

7. Schieberegister nach Anspruch 4, dadurch eo gekennzeichnet, daß paf allel zu dem Schieberegister ein lichtunabhängiger Zähler betrieben wird, von dem aus bei einer Unterbrechung der Beleuchtung das Schieberegister an der richtigen Stelle neu initialisiert werden kann. &;

8. Verfahren zur Herstellung eines Schieberegisters nach einem der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste transparente Trägerplatte (to) mit einer zusammenhängenden, transparenten, elektrisch gut leitenden Schicht (3) als erster Elektrode versehen wird, die auf die eine Seite des Anzeigemediums (1) zu liegen kommt, und auf der anderen Seite des Anzeigemediums (1) eine zweite transparente Trägerplatte (9) angeordnet wird, auf deren dem Anzeigemedium (1) zugewandten Oberfläche in voneinander getrennten Bereichen in Kontakt mit dem Anzeigemedium (1) transparente, elektrisch gut leitende Schichten (2m, 2n) als zweite Elektroden, und, in elektrischer Verbindung damit, außerhalb des Anzeigemediums (1), elektrisch leitende Schichten (4m, 4n) größeren Widerstandes aufgebracht sind, und auf deren dem Anzeigemedium (1) abgewandten Oberfläche in elektrischer Verbindung mit den Bereichen der zweiten Elektroden (2/n, 2n) in entsprechend getrennten Bereichen Widerstandsschichten (5l/6m, SmISn) aufgetragen sind, die, bei optischer Aktivierung des Anzeigemediums, mindestens vom Bereich der Nachbarelektrode her beleuchtbar sind und bei Beleuchtung ihren elektrischen Widerstand vermindern, wobei die Schichten (4m, 4n) größeren Widerstandes an einer gemeinsamen, gleichfalls schichtförmig aufgetragenen Sammelschiene (11) liegen, und die lichtempfindlichen Schichten (5//6m, 5m/6n) jeweils abwechselnd an schachtförmig aufgetragenen Steuerleitungen (A, B).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Widerstandsschichten (SlfiSm, 5m/6n) von jeweils zwei benachbarten Elektrodenbereichen (2//2m, 2m/2n) her beleuchtbar sind.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Anzeigemedium (1) abgewandten Seite der ersten Trägerplatte (10) eine das einfallende Licht koUimierende Anordnung angebracht wird, und die Bereiche der zweiten Elektroden (21,2m, 2n) mit undurchsichtigen Masken (8/, 8m, 8n,lderart abgedeckt weiden, daß jeweils nur in der Mitte eines Elektrodenbereiches (21, 2m, 2n) ein lichtdurchlässiger Spalt (14/, 14*n, 14n) offenbleibt.