DE2556946A1 - Elektrostatisch betaetigte zeichenanzeigetafel - Google Patents

Elektrostatisch betaetigte zeichenanzeigetafel

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Description

BROSE Ka BROSE Karl AT%JT\/m\C*r' Π Karl ΠΓΙ/^OC D|Plom
Ingenieurt-
D-8023 München-Pullach. Wiener Str 2; Tel (089) 7 93 30 M. TeIe-. 5?UK'7 bros α Tables -PatertrbuS" München
255S9A6
ihr zeichen: rag 17. Dezember 1Q75
Yourref 5 27 8-A Date
vl/s t a
THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Genter, Southfield. Michigan 43075, USA
Elektrostatisch betätigte Zeichenanzeigetafel
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Sicht-Kommunikation und speziell eine passive Anzeigetafel zur Erzeugung von alphanumerischen Zeichen, und zwar durch elektrostatisches Bewegen von ausgewählten flexiblen Membranabschnitten gegen die Fläche eines durchsichtigen Fensters, wobei ein lichtundurchlässiges Fluidum verschoben wird, welches dazwischen angeordnet ist und wobei sichtbare Zeichen geformt werden.
Anzeigetafeln können grob in die Kategorie der leuchtenden oder passiven Anzeigetafeln eingeteilt werden, was davon abhängig ist, ob sie selbst leuchtend sind oder das Umgebungslicht benötigen, 'im die Informationen dem Empfänger darzubieten. Leuchtende Anzeigetafeln, wie beispielsweise Kathodenstrahlröhren, Anordnungen von lichteniittierenden Dioden und
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Prismatafeln haben sowohl in der Industrie als auch in der allgemeinen Öffentlichkeit Anklang gefunden. Der Nachteil von leuchtenden Anzeigetafeln liegt in der Tendenz, daß die dargestellten Informationen wiedergegeben werden und sogar bei intensiver Umgebungsbeleuchtung verlorengehen können. Dagegen , übertragen passive Anzeigetafeln die Informationen mit Hilfe von reflektiertem Umgebungslicht zu dem Empfänger, und die ' Sichtbarkeit nimmt mit zunehmender Umgebungsbeleuchtung zu. Passive Anzeigetafeln können praktische Verwendung finden, und zwar dort, wo das Umgebungslicht vom intensiven Tageslicht bis ! zu gedämpften Beleuchtungs zuständen variieren kann. ' ■.
Passive Anzeigetafeln rangieren hinsichtlich ihrer Form von den altbekannten Anschreibtafeln auf Fußballplätzen bis zu den neuerlichen elektronisch aktivierten Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, und es gelangen auch vielfältige Typen von Anzeigetafeln zur Anwendung, bei welchen die Informationen durch Verschieben eines lichtundurchlässigen Mediums sichtbar gemacht werden, welches den Raum zwischen einem durchsichtigen Fenster und einem Information tragenden Teil ausfüllt. Das Verschieben des lichtundurchlässigen Mediums wird gewöhnlich dadurch hervorgerufen, indem man das die Informationen tragend^ Teil in materielle Berührung mit dem Fenster bewegt. Die materielle Berührung verdrängt das Medium zwischen Fenster und dem genannten Teil, und die Informationen, die sonst durch das lichtundurchlässige Medium verdeckt sind, werden sichtbar. Gemäß dem Stand der Technik wird das Verschieben der Informationen tragenden Teile oder der Zeichen tragenden Teile mechanisch, pneumatisch, mit Hilfe eines Strömungsmittels oder durch elektromagnetische Kräfte erreicht. Gemäß den US-Patentsehriften 1 780 733 und 1 782 328 erfolgt die Verschiebung des Teiles sowohl durch mechanische als auch Strömungsmittel. Gemäß der US-Patentschrift 3 162 849 werden elektromagnetische Vorrichtungen für die Bewegung des Zeichen tragenden Teiles eingesetzt. Die'se früheren Anzeigearten be- j schränken sich lediglich auf Ein/Aus-Vorrichtungen und können somit nicht individuelle Zeichen verschiedener Formen an ir-
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gendeiner gegebenen Stelle der Fläche der Tafel erzeugen.
Bei vielen gegenwärtigen Anwendungsfällen für Anzeigetafeln werden hohe Dichten von Zeichen gefordert, die auf einen Befehl hin geändert werden müssen, wobei die einfache Ein/Aus-Möglichkeit gemäß dem Stand der Technik diesen Anforderungen nicht mehr gewachsen ist.
Ein Versuch, dieses Problem zu beseitigen, ist in dem US-Patent 3 812 490 erläutert, welches den Titel "Anzeigetafel mit flexibler Membran für die Erzeugung von sichtbaren Zeichen bei Umgebungslicht1* trägt. Bei dieser Vorrichtung gelangt eine magnetisierte flexible Membran zur Anwendung, die einen kurzen Abstand von dem Fenster entfernt in einem lichtundurchlässigen Medium angeordnet ist. Die Membran wird selektiv ausgelenkt, um die gewünschten Zeichen zu bilden, was mit Hilfe einer Matrix mit kleinen Elektromagneten geschieht, die auf einem magnetisch zugänglichen Substrat ausgebildet/feind, welches hinter der magnetisierten Membran auf der dem Fenster gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Diese elektromagnetisch betätigte Anzeigetafel stellt eine Lösungsmöglichkeit des genannten Problems dar.
Gemäß dem Stand der Technik wurden auch Versuche unternommen, elektrostatische Kräfte einzusetzen, um passive Anzeigetafeln zu aktivieren. In der US-Patentschrift 3 304 549 ist eine "zusammengesetzte Signalisiervorrichtung" beschrieben, bei welcher eine Matrix aus aneinandergelenkten Flügeln oder Schaufeln, die verschiedene Elemente eines Zeichens wiedergeben, : durch elektrostatische Kräfte aus einer horizontalen in eine vertikale Position verschoben werden, wobei diese durch ein lichtdurchlässiges Fenster sichtbar werden. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform werden die angelenkten Flügel oder Fähnchen symmetrisch zur einen oder zur anderen Seite von V-förmig gestalteten Nuten abgelenkt, um das gewünschte Zeichen zu bilden. Die gegenüberliegenden Seiten der Flügel und die gegenüberliegenden Seiten der V-förmigen Nuten besitzen
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die gleichen Kontrastfarben. Die Flügel sind derart angeordnet, daß jede Flügelfläche die gleiche Farbe wie die benachbarte Fläche der Nut aufweist, so daß dann, wenn der Flügel nach einer Seite abgelenkt wird, die freigelegte Fläche des , Flügels und die freigelegte Fläche der V-Nut die gleiche Farbe haben, und wenn der Flügel auf die andere Seite abgelenkt [ wird, so werden die gegenüberliegende Seite des Flügels und \ die andere Seite der Nut freigelegt, und es wird dadurch die Kontrastfarbe angezeigt bzw. dargestellt. Bei beiden diesen j Ausführungsformen einer Anzeige muß der Flügel über eine be— | trächtliche Strecke bewegt werden, und es sind relativ hohe elektrostatische Spannungen erforderlich. Eine elektrostati- i sehe Ablenkung einer reflektierenden Membran für Lichtmodula- j toren wur.de auch bereits für Großschirmfernsehanzeigen verwen- j det. Typische Beispiele derartiger Vorrichtungen sind in den j
US-Patentschriften 3 796 48O und 3 746 785 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatisch betätigte passive Anzeigetafel. Die Tafel enthält eine Vielzahl von elektrisch isolierten leitenden Membranabschnitten, die symmetrisch entlang der Fläche einer Abstützkonstruktion in einem vorbestimmten Muster oder Schema angeordnet sind. Ein lichtdurchlässiges Fenster mit einer inneren elektrisch leitenden Fläche ist parallel zu der Abstützkonstruk— tion und nahe den leitenden Membranabs chni tt en angeordnet, so daß das Fenster von den benachbarten Flächen der Membranäbschnitte einen Abstand von ca 0,01 cm aufweist. Der Raum zwischen dem Fenster und den Membranabschnitten ist mit einem gefärbten Medium mit niedriger Leitfähigkeit und hoher Dielektrizitätskonstante gefüllt, wobei dieses Medium in ausreichendem Maße lichtundurchlässig ist, um die Membranabschnitte zu verdecken, wenn man durch das Fenster blickt. Ein Ende jedes Membranabschnitts ist fest mit der Abstützkonstruktion verbunden, während das gegenüberliegende Ende für eine Bewegung unter dem Einfluß von intern erzeugten elektrostatischen Kräften frei ist. Unter dem Einfluß von elektrostatischen Kräften berühren die freien Enden der Membranabsphnitte die innere
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Fläche des lichtdurchlässigen Fensters. Das freie Ende jedes Membranabschnitts besitzt eine Zone, die mit einer Farbe bedruckt ist und sich kontrastreich von der Farbe des Mediums unterscheidet, so daß dann, wenn das freie Ende in Berührung mit dem Fenster steht, die Kontrastfarbe der bedruckten Zone durch das Fenster sichtbar ist. Darüber hinaus sind Mittel vorgesehen, um zwischen der elektrisch leitenden inneren Fläche des Fensters und der Abstützkonstruktion ein elektrisches Feld zu erzeugen und um individuell eine elektrische Ladung jedem elektrisch isolierten Membranabschnitt zuzuleiten. Eine selektive Ladung der einzelnen Membranabschnitte mit elektrischen Signalen, deren Polarität die gleiche ist wie diejenige, die der Abstützkonstruktion zugeführt wird, führt zu dem Entstehen eines elektrostatischen Feldes und demzufolge einer elektrostatischen Kraft zwischen dem Fenster und den aufgeladenen Membranabschnitten. Die elektrostatische Anziehungskraft drückt die freien Enden der geladenen Membranabschnitte von der Abstützkonstruktion weg in Berührung mit dem Fenster, wodurch das lichtundurchlässige Medium verdrängt wird, und die mit der Kontrastfarbe bedruckte Zone sichtbar wird. Eine Um- , kehrung der Polarität der Ladung an den einzelnen Membranab— schnitten, so daß diese die gleiche Ladung wie das Fenster aufweisen, führt dazu, daß deren freie Enden in ihre Ursprungslage entlang der Abstützkonstruktion zurückkehren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Membranabschnitte in einem aus sieben Balken bestehenden alphanumerischen Muster angeordnet, wobei auch ein achter Membranabschnitt vorhanden ist, um eine Periode oder einen Dezimalpunkt erzeugen zu können. Der Gegenstand der Erfindung kann in einer elementaren Form verwirklicht werden, bei welcher nur ein einziger l Membranabschnitt mit einer aufgedruckten Nachricht oder mit , einem, einzigen alphanumerischen Muster versehen ist. Die Anzeige oder Darstellung kann auch komplexere Formen haben, wobei mehrere derartige Muster in einer linearen oder in zweidiraen- ! sionalen Matrizen angeordnet werden. Die elektrische Leistung
! und Potentiale, die zum Aktivieren der elektrostatisch akti-
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vierten Anzeigetafel erforderlich sind, liegen gut innerhalb der Werte bei logischen Festkörpervorrichtungen und Schaltervorrichtungen, und die Stromversorgung kann entweder eine Wechselstromversorgung oder Gleichstromversorgung sein.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine passive elektrostatisch betätigbare Anzeigetafel zu schaffen, die in Verbindung mit den erhältlichen logischen Schaltungen und Komponenten verwendet werden kann und die Möglichkeit einer hohen Zeichendarstelldichte bietet. Durch die Erfindung soll auch eine passive Anzeigetafel für sehr viele Zeichen geschaffen werden, die relativ einfach und billig hergestellt werden kann. Ebenso ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine passive Anzeigetafel für sehr viele Zeichen zu schaffen, wobei keinerlei kostspielige Komponenten oder Herstellungstechniken erforderlich sein sollen. Auch soll die Anzeigetafel nach der Erfindung durch eine Matrix adressierbar oder nach dem Multiplexverfahren betrieben werden können.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen nähe.r erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer elektrostatisch betätigten Anzeigetafel, welche die einzelnen Elemente und konstruktiven Details veranschaulicht;
Figur 2 eine Draufsicht auf die Membranabschnitte, die in dem aus sieben Balken bestehenden alphanumerischen Muster oder Schema angeordnet sind;
Figur 3 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform des zusammengesetzten Basisteils, wobei die Leitungen für die einzelnen Membranabschnitte entlang einer gemeinsamen Kante verlaufen;
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Figur 4 eine Schnittdarstellung der abgewandelten Ausführungsform gemäß Figur 3»
Figur 5 eine perspektivische Ansicht, teilweise in weggebrochener Darstellung, einer Anzeigetafel zum Anzeigen von vielen Zeichen;
Figur 6 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform eines zusammengesetzten Basisteils für eine Anzeigetafel, die nach dem Multiplexverfahren betrieben werden kann;
Figur 7 eine Draufsicht auf eine noch weitere abgewandelte Ausführungeform eines zusammengesetzten Basisteils für eine Tafel, die über eine Matrix adressierbar ist;
Figur 3 eine Draufsicht auf eine zusammengesetzte Basis mit einem einzigen Membranabschnitt mit einer aufgedruckten Nachricht; und
Figur 9 eine Draufsicht auf ein zusammengesetztes Basisteil mit einer abgewandelten Gestalt für die Membranabschnitte.
Die Einzelheiten eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer elektrostatisch betätigten Membrantafel wird im folgenden un- ; ter Hinweis auf die übertriebene Schnittdarstellung gemäß Fi- I gur 1 erläutert. Diese Schnittdarstellung zeigt die Grundelemente und deren physikalische Beziehungen zueinander. Gemäß j
Figur 1 besteht die Anzeigetafel aus einem zusammengesetzten
ι lichtdurchlässigen Fenster 10, einem zusammengesetzten Membran-; abstütz-Basisteil 12 und einem Abstandsteil 14. Das zusammenge-, setzte Fenster 10, das Basisteil 12 und das Abstandsteil 14 : bilden eine Struktur mit einem inneren Hohlraum, der vollstän- i dig mit einem lichtundurchlässigen Medium 16 niedriger Leitfähigkeit gefüllt ist. Das zusammengesetzte Fenster 10 besteht \
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aus einem lichtdurchlässigen Fenster 18, wie beispielsweise aus Glas oder irgendeinem anderen lichtdurchlässigen Material und aus einem lichtdurchlässigen elektrisch leitenden überzug 20 irgendeines bekannten Typs, der auf der inneren Fläche des Fensters 10 aufgetragen ist. Der lichtdurchlässige elektrisch leitende Überzug 20 kann beispielsweise aus einem Zinn-Oxidüberzug bestehen, wie beispielsweise einem im Handel erhältlichen NESA-Überzug oder einem lichtdurchlässigen aufgedampften Metallfilm. Der elektrisch leitende Überzug 20 ist weiter mit einem Isolationsmaterial 22 überzogen. Wenn die ' Leitfähigkeit des Isolationsmaterials 22 nahezu gleich ist mit der Leitfähigkeit des lichtundurchlässigen Mediums 16, kann das Isolationsmaterial in Form einer kontinuierlichen Schicht, die über dem leitenden Überzug 20 angeordnet ist, verwendet werden. Wenn jedoch die Leitfähigkeit des Isolationsmaterials sehr viel geringer ist als diejenige des lichtundurchlässigen Mediums 16, so kann das Isolationsmaterial über dem elektrisch leitenden Überzug 20 in Form einer Vielzahl von isolierten Inseln angeordnet sein, wie diese beispielsweise durch Auf—
j; j um
dampfen von Sill / monoxid oder einem anderen Isolationsmaterial durch ein feinmaschiges Sieb oder Schirm erhalten werden können. Der Abstand zwischen den isolierten Inseln ist ausreichend klein, so daß verhindert wird, daß die elektrisch leitenden ablenkbaren Membranabschnitte 28 den elektrisch leitenden Überzug 20 zwischen den Inseln berühren.
Das zusammengesetzte Membranabstütz-Sasisteil 12 besteht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 aus einer Metallplatte 24, auf welcher ein Isolationsmaterial 26 aufgetragen ist. Wie bei dem zusammengesetzten Fenster 10 kann das Isolationsmaterial, wenn die Leitfähigkeit des Isolationsmaterials 26 nahezu gleich ist mit der Leitfähigkeit des lxchtundurchlässigen Mediums 16, in Form einer dünnen durchgehenden Schicht vorgesehen werden, die Über der, inneren Fläche der Metallplatte 24 angeordnet ist. Wenn jedoch die Leitfähigkeit des Isolationematerials 26 sehr viel geringer ist als die Leitfähigkeit des lichtundurchlässigen Mediums 16, so kann das Isolationsmate-
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rial 26 auf der Fläche der Metallplatte 24 in Form einer Vielzahl von. isolierten Inseln aufgetragen werden. Diese Ine.elkonfiguration des Isolationsraaterials auf dem Fenster 10 und auf dem Basisteil 12 ermöglicht, daß das eine höhere Leitfähigkeit besitzende Iichtundurchlässige Medium 16 elektrischen Kontakt mit den elektrisch leitenden Flächen des Fensters und dem Basisteil haben kann und unterstützt bzw. fördert das Entstehen eines gleichmäßigeren elektrischen Feldes zwischen diesen Teilen. Bei abgewandelten Ausführungsforraen, die noch an späterer Stelle erläutert werden sollen, kann das zusammengesetzte Basisteil 12 aus einem Isolationsmaterial hergestellt sein, wobei ein elektrisch leitender Überzug auf der Fläche angeordnet ist. An dem Isolationsmaterial 26 sind eine Vielzahl von elektrisch isolierten ablenkbaren Membranabschnitten 23 befestigt, die mehr im einzelnen unter Hinweis auf Figur 2 erläutert werden sollen. Durch eine gleiche Vielzahl von Leiterelementen wird ein elektrischer Kontakt mit jedem einzelnen Membranab— schnitt 28 hergestellt, wobei diese Elemente als Stifte 30 gezeigt sind, die elektrischen Kontakt mit jedem Membranab— schnitt herstellen und die durch die Metallplatte 24 und das Isolationsmaterial 26 hindurch zur äußeren Fläche der Anzeigetafel reichen. Mit Hilfe dieser Einrichtung läßt sich jeder Membranabschnitt 28 einzeln durch ein elektrisches Potential aufladen, welches dem zugeordneten Stift 30 zugeführt wird. Es sind auch isolierte Durchführungen 32 für eine elektrische Isolation zwischen jedem Stift 30 und der Metallplatte 24 vorgesehen.
Das Abstandsteil 14 besteht aus Isolationsmaterial und sorgt auch für eine umfangsmäßige Fluidum-Abdichtung zwischen dem zusammengesetzten Fenster 10 und der zusammengesetzten Abstützplatte 12. Die Dicke des Abstandsteiles 14 wird so ausgewählt, daß der Abstand zwischen der inneren Fläche 34 der Isolationsschicht 22 und der oberen Fläche 36 der Membranabschnitte 28, der als Maß ΜΑ" bezeichnet' ist, ca. 0,01 cm beträgt.
Das lichtundurchlässige Medium 16 besteht aus einem gefärbten
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Medium mit hoher Dielektrizitätskonstante und niedriger Leitfähigkeit, wie beispielsweise aus Äthylacetat, welches mit einem im Handel erhältlichen und in Öl löslichen Farbstoff gefärbt ist.
Elektrische Energie wird der lichtdurchlässigen leitenden Schicht 20 und der Metallplatte 24 von einer Stromversorgungsquelle zugeführt, die als Batterie 38 dargestellt ist. Ferner wird auch elektrische Energie jedem der Membranabschnitte 28 über die Stifte 30 und die Anschlußleitungen von einer logi- ! sehen Steuerschaltung 40 zugeführt. Die logische Steuerschaltung 40 empfängt eine Eingangsgröße, die den zu formenden : Buchstaben oder Zeichen kennzeichnet. Diese Eingangsgröße kann eine Hand-Eingangsgröße von einem Tastenfeld her sein oder kann ein elektrisches Signal von einer externen Quelle (nicht : gezeigt) sein. Die verschiedenen Typen der Eingangsgrößen und , die Art und Weise, in welcher diese erzeugt werden, sind dem Fachmann gut bekannt, und deren Erläuterung ist für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich. Die logische Steuerschaltung 40 kann von der gleichen Stromversor— gungsquelle wie die Anzeigetafel mit Strom versorgt werden oder kann von einer unabhängigen elektrischen Stromquelle aus . betrieben werden. Die logische Steuerschaltung ist in herkömmlicher Weise aufgebaut und sie gibt in Abhängigkeit von einer ein spezifisches Zeichen wiedergebenden Eingangsgröße elektri-
sehe Signale ab, die auf den zu den Stiften 30 führenden Leitungen erscheinen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel be- ; stehen die Ausgangssignale aus der logischen Steuerschaltung · aus bipolaren elektrischen Signalen mit einer Größe und einer Polarität entweder gleich derjenigen, die der lichtdurchlässi- ! gen leitenden Schicht 20 zugeführt wird, oder mit einer Größe j und einer Polarität, die gleich ist mit derjenigen, die der Metallplatte 24 von der elektrischen Stromversorgungsquelle her zugeführt wird.
Die Einzelheiten der Membranabschnitte 28 sollen nun unter Hinweis auf Figur 2 erläutert werden. Bei diesem gezeigten
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AusführungsbeiBpiel sind acht elektrisch isolierte Membranabschnitte 28 vorhanden. Sieben der Abschnitte sind so angeordnet, daß sie die Elemente eines typischen aus sieben Balken bestehenden alphanumerisehen Zeichens definieren, wobei der achte Abschnitt eine Periode oder ein Dezimalpunkt ist. Die Verwendung dieses Musters zum Erzeugen von sowohl Buchstaben als auch Ziffern ist gut bekannt und braucht nicht näher erläutert zu werden. Die Membranabschnitte 28 können aus einer dünnen Metallfolie, wie beispielsweise einer 2 um dicken Aluminiumfolie, bestehen oder können aus einem dünnen Blatt oder Film eines geeigneten Kunststoffmaterials hergestellt werden, wie beispielsweise Polyester oder Polyvinylchlorid, welches mit leitenden Teilchen/durchsetzt ist, wie beispielsweise mit Kohlenstoffteilchen, so daß jeder Abschnitt elektrisch leitend ist und bei Aufladung ein gemeinsames elektrisches Potential annimmt. Alternativ kann der Kunststoffilm auch metallisiert sein, was mit Hilfe von herkömmlichen Metallauftragsverfahren erreicht werden kann, wie beispielsweise durch Aufdampfen, um dadurch die gewünschte elektrische Leitfähigkeit zu erreichen. In Fällen, bei denen die von den einzelnen Abschnitten abfließende elektrische Ladung eine die Lebensdauer begrenzende Elektrolyse des lichtundurchlässigen Mediums 16 bewirken kann, besteht die Möglichkeit, eine dünne Isolationsschicht über die leitenden Flächen der einzelnen Membranabschnitte anzuordnen, und zwar als Barriere gegenüber einem elektrischen Ionenaustausch in dem Medium.
Jeder Membranabschnitt 28, der das alphanumerische Zeichen formt, besteht aus drei Zonen, wie dies gezeigt ist. Die erste Zone, die willkürlich durch das/schraffierte Feld definiert ist, besteht aus der elektrischen Kontaktzone 42, die fest an dem Isolationsmaterial 26 befestigt ist und mit dem zugeordneten Stift 30 in elektrischem Kontakt steht. Dies kann mit Hilfe eines leitenden Epoxymaterials oder durch Niederschlagen einer dünnen Schicht aus Indium oder einer Indiumlegierung in der Kontakt zone jedes Membranabschnitts 28 erreicht werden und durch Erzeugen einer kalten Indiumschweis-
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sunr zwischen der Schicht aus dem Isolationsmaterial 26 und der Kontaktzone 42 dea Membranabschnitts. Die zweite Zone, die durch das diagonale Schraffierung definiert ist, ist die Gelenk- oder Scharnierzone 44 und besteht aus dem Segment der Membran, welches gebogen wird, wenn der Abschnitt elektrostatischen Kräften ausgesetzt wird. Die dritte Zone ist die bedruckte Zone 46, die mit einer Farbe bedruckt ist, und zwar in : Kontrast zu der Farbe des lichtundurchlässigen Mediums 16. Wenn beispielsweise das lichtundurchlässige Medium weiß ist, so kann die bedruckte Zone schwarz sein und umgekehrt. Offensichtlich sind auch andere Kontrastfarbenkombinationen inklusive der Verwendung von fluoreszierenden Farben an den bedruckten Zonen verwendbar, wenn dies gewünscht wird. Um die Schärfe des erzeugten Zeichens zu verbessern, können die Gelenkoder Scharnierzone und die Kontaktzone 42 so gefärbt
bzw. Übereinstimmung
sein, um eine Vermischung/mit der Farbe des lichtundurchlässigen Mediums zu bewirken. Alternativ kann auch eine lichtundurchlässige Maske auf der inneren Fläche des Fensters angeordnet werden und dazu dienen, die Gelenk- und Kontaktzonen der Abschnitte zu bedecken. Die Fläche der Membranabschnitte 28 kann durchgehend oder porös sein. Eine poröse Membran gibt die Möglichkeit, daß das Medium durch die Membran hindurchströmen kann, so daß dadurch der Widerstand der Membran gegen diese Bewegung reduziert wird und somit die Ansprechzeit der Anzeigetafel erhöht wird.
Die Betriebsweise der Anzeigetafel ist wie folgt:
Eine elektrostatische Potentialdifferenz wird zwischen dem ι lichtdurchlässigen elektrisch leitenden Überzug 20, der über | der inneren Fläche des Fensters 10 angeordnet ist, und der Me- j tallplatte 24 mit Hilfe einer elektrischen Stromversorgungs- ' quelle, wie beispielsweise einer Batterie 38, aufgebaut. Die \ das darzustellende Zeichen wiedergebenden Informationen gelan- j gen als Eingangsgröße in die logische Steuerschaltung 40, die dann elektrische Signale für die jeweiligen Stifte 30 an der Anzeigetafel erzeugt. Die Stifte befinden sich in elektrischem ι
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Kontakt mit den Membranabschnitten 23, welche das gewünschte Zeichen bilden, und empfangen elektrische Signale mit nahezu der gleichen Größe und Polarität wie das Potential der Metallplatte 24. Die Membranabschnitte, welche das gewünschte Zeichen bilden, nehmen das Potential an, welches ihren jeweiligen Stiften zugeführt wird, und sie gelangen unter den Einfluß elektrostatischer Kräfte, welche die freie bedruckte Zone 46 der Membranabschnitte gegen das Fenster 10 drücken. Unter dem Einfluß dieser elektrostatischen Kräfte berührt der bedruckte Abschnitt oder Zone der Membranabschnitte das lichtdurchlässige Isolationsmaterial 22, welches über der elektrisch leitenden Schicht 20 liegt, und verdrängt das 1 chtundurchlässige Medium 16 aus diesem Bereich. Wenn das lichtundurchlässige Medium 16 auf diese Weise verdrängt wurde, wird die bedruckte Zone 46 jedes Membranabschnitts, der in Berührung mit dem lichtdurchlässigen Isolationsmaterial 22 steht, durch das Fenster 10 sichtbar, und es wurde auf diese Weise das gewünschte Zeichen gebildet.
Die verbleibenden Membranabschnitte empfangen Signale von der logischen Steuerschaltung, die nahezu die gleiche Größe und Polarität wie das Potential der elektrisch leitenden Schicht 20 besitzen, und sie werden gegen das Isolationsmaterial 26 gehalten, welches über der Metallplatte 24 liegt, und zwar durch elektrostatische Kräfte, die zwischen den Membranabschnitten und dem Abstützbasisteil 12 erzeugt werden.
Die zum Verschieben der Membranabschnitte zum Fenster hin erforderlichen elektrischen Potentiale liegen gut innerhalb der Ausgangskapazität von logischen Festkörperschaltungen. Es sind daher keine Pufferverstärker oder Kopplungsverstärker zur Erhöhung der Spannungswerte oder Stromwerte erforderlich. Die Anziehungskraft pro Flächeneinheit zwischen zwei parallelen Leitern kann mit Hilfe der in einer Kapazität gespeicherten Energie abgeleitet werdend Die elektrostatische Kraft FA wird durch folgende Gleichung definiert:
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s Ot0442 kV2 10-5 χ
Hierin bedeutet F, = die Kraft pro Flächeneinheit zwischen
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zwei parallelen Leitern (dyn/cm )
V = Potentialdifferenz zwischen zwei parallelen Leitern (Volt)
χ = Abstand zwischen den Leitern (cm), und
k = Dielektrizitätskonstante des Mediums
zwischen den Leitern (lichtundurchlässiges Medium).
Die Dielektrizitätskonstante von destilliertem Wasser beträgt 80, für Glykol (C0H^O0) 38 und für Furfurol (C1-E.O0) gleich 42. Wenn eine Dielektrizitätskonstante k = 50, V = 10 Volt und χ = 0,01 cm angenommen wird, so beträgt die elektrostati-
sehe Kraft F. = 20 dyn/cm , die höher als eine Kraft ist, welche experimentell ermittelt wurde, und ausreichend ist, den Membranabschnitt gegen das Fenster zu verschieben. Es läßt sich somit erkennen, daß eine nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaute Anzeigetafel arbeiten kann.
Obwohl die elektrische Stromversorgung als Gleichstromquelle angenommen wurde, und die Betriebsweise der Tafel auf der Grundlage eines Gleichstrombetriebes .erläutert wurde., so arbeitet die Anzeigetafel auch mit Wechselpotentialen. Die Anforderung bei einem Wechselstrombetrieb besteht darin, daß alle zugeführten Potentiale, inklusive der den Membranabschnitten zugeführten Signale, in synchroner Weise geändert werden, so daß die Richtungen der elektrostatischen Kräfte nicht verändert werden. Eine Betriebsweise der Anzeigetafel auf Wechselstrombasis ist wünschenswert, da dabei einschneidend die Elektrolyse des lichtundurchlässigen Mediums herabgesetzt wird, und die Lebensdauer der Tafel erhöht wird.
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Eine abgewandelte Ausführungsform den zusammengesetzten Basisteils 12, wobei die Stifte 30 eliminiert sind, welche durch das Basisteil reichen, tun einen elektrischen Kontakt mit den Membranabschnitten herzustellen, ist in den Figuren 3 und 4 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind elektrische Leiter 48 auf einem Isolatorsubstrat 50 aus Glas oder aus irgendeinem im Handel erhältlichen Kunststoff aufgebracht. Die Leiter gehen von einer gemeinsamen Kante des Substrats aus, die als Kante 52 bezeichnet ist, und enden einzeln an Stellen unter einer der Kontaktzonen 42 der zugeordneten Membranabschnitte 28 (die strichliert eingezeichnet sind). Die Leiter 48 können auf dem Isolatorsubstrat 50 mit Hilfe irgendeines gut bekannten Verfahrens aufgebracht werden, wie beispielsweise durch Aufdampfen, Siebdruckverfahren usw. Die Leiter 48 sind mit einem dünnen Film aus Isolationsmaterial 54»
zium
wie beispielsweise SiIx/ monoxid, überzogen, ausgenommen der Kontaktfläche 56 unter den Kontaktzonen 42 der Membranabschnitte. Der gesamte Flächenbereich des Abstützsubstrats 50 ist ebenfalls, ausgenommen die Kontaktflächen 56, mit einem leitenden Film 58 überzogen, der seinerseits mit einem Isolationsmaterial 60 bedeckt ist. Die Membranäbschnitte 28 sind in den gewünschten Positionen und in elektrischem Kontakt mit den einzelnen Leitern 48 mit Hilfe irgendwelcher bekannter Verfahren an dem zusammengesetzten Basisteil 12 befestigt. Die Membranabschnitte 28 können an dem zusammengesetzten Basisteil mit Hilfe von einem leitenden Epoxymaterial oder einer dünnen Schicht aus Indium 62 über der Fläche an dem Basisteil 12 befestigt werden, welche durch die Kontaktzone 42 jedes Membranabschnitts 28 definiert ist. ·.
Figur 9 veranschaulicht eine abgewandelte Ausführungsform der j ablenkbaren Membranabschnitte 28, die einen alphanumerischen | Buchstaben formen. Bei dieser Ausführungsform ist die Gelenkzone 72 mit den schmalen Enden der bedruckten Zone 74 verbun- j den und ist wesentlich läriger als breit, um eine erhöhte FIe- j xibilität der Gelenkverbindung zu erzielen. Die Gelenkzone kann so farbig ausgelegt sein, daß sie mit der Farbe des ,
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Ix('htu:v3urr.hläi3si£en Mediums abgestimmt ist, wie dies bereits unter Hinweis auf Figur 2 erläutert wurde, oder es kann eine Maske mit der gleichen Farbe wie das lichtundurchlässige Medium auf dem Fenster 10 aufgedruckt sein, um die Gelenkzone der einzelnen Abschnitte 23 zu bedecken bzw. unsichtbar zu machen. Die strichlierten Linien 76 zeigen die Zonen am Fenster 10 an, die maskiert werden müssen, wenn dieses letztere Konzept zur Anwendung gelangen soll. Die Zonen 73 (diagonale Linien) geben die Flächen an, auf welchen ein leitendes Epoxy— material oder ein anderes Bindungsmittel aufgetragen wird, um die Membranabschnitte an dem Basisteil 12 zu befestigen. Die Betriebsweise der Anzeigetafel ist gleich derjenigen, die unter Hinweis auf Figur 1 erläutert wurde.
Obwohl die Anzeigetafel, die anhand der Figuren 1 bis 4 erläutert wurde, nur ein einziges alphanumerisches Zeichen besitzt, ist es offensichtlich, daß dieses Konzept erweitert werden kann, und zwar auf viele Zeichen bzw. Vielfachzeichentafeln, wie dies in Figur 5 gezeigt ist. Die Bezugszeichen der Elemen te in Figur 5 sind die gleichen wie diejenigen in den Figuren 1 bis 4. .
Die Vielzeichentafel kann unter Verwendung irgendwelcher bekannter Verfahren aktiviert werden, wie beispielsweise das Multiplexverfahren oder Matrixadressiertechniken, wobei weniger Leitungen zwischen der Anzeigetafel und der logischen Steuerschaltung erforderlich sind.
Um eine Vielzeichentafel nach dem Multiplexverfahren zu betreiben, wie dies in Figur 5 gezeigt ist, kann die Struktur des Basisteiles 12 im Sinne der Figur 6 ausgeführt werden. Bei dieser Darstellung sind das Isolatorsubstrat 50 und die elektrischen Leitungen 48 gemäß Figur 3 zwar vorhanden, der Übersichtlichkeit halber aber nicht gezeigt. Der durchgehende elektrisch leitende Film 5$ ist segmentförmig gestaltet, und zwar entsprechend einer Vielzahl von elektrisch isolierten und leitenden Inseln 64, die mit Hilfe der logischen Steuerschal-
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KK-
tung 6Γ einzeln geladen ν;erden V.:.men. Tie entaprei:h'Mi-len Ibschnitte 2-1 jedes Zeichens der 7Lei sei^hen-Anzeigetafal. rsin-.l elektrisch parallel zur logischen Steuerschaltung Cr< ^eHchaltefc. Die parallelen elektrischen Verbindungen der entsprechenden Abschnitte können während der Herstellung des zusainmengesetzten Basisteiles 12 hergestellt v/erden, oder können extern, wie dies gezeigt ist, hergestellt werden. Die Betriebsweise der nach dem Multiplexbetrieb arbeitenden Tafel ist wie foLgt:
Alle Inseln 64 sind zu Beginn elektrisch auf das gleiche Potential wie dasjenige des Fensters vorgespannt, wobei die adressierte Insel, die dem Zeichen zugeordnet ist, ausgenommen ist, wobei die Position der Membranabschnitte derselben eingestellt werden muß. Das Potential der adressierten Insel ist unterschiedlich gegenüber demjenigen des Fensters, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, wie dies unter Hinweis auf Figur 1 erläutert wurde. Es werden dann alle Abschnitte für einen kurzen Teil eines Taktzyklusses mit einer Polarität geladen, die derjenigen des Fensters entgegengesetzt ist, das heißt mit dem Nennpotential, welches dem leitenden Film auf dem zusammengesetzten Basisteil 12 zugeführt wird. Da das Fenster und die nicht adressierten Inseln das gleiche elektrische Potential besitzen, werden die Abschnitte, die den nicht adressierten Inseln zugeordnet sind, an die dichteste Elektrode angezogen, sei dies nun das Fenster oder das zusammengesetzte Basisteil. Für den Rest des Taktzyklusses bleiben die zum Fenster hin zu verschiebenden Abschnitte auf dem Potential der adressierten Insel, und die Abschnitte, die gegen das zusammengesetzte Basisteil verschoben werden sollen, sind auf das Potential des Fensters vorgespannt. Die Abschnitte, die sich auf dem Potential des Fensters befinden und den nicht adressierten Inseln zugeordnet sind, werden nicht bewegt, da kein Feldgradient zwischen dem Feneter und diesen Inseln vorhanden ist, so daß die Abschnitte elektrisch "schwimmen1*. Nur die der adressierten Insel zugeordneten Abschnitte werden von dem zusammengesetzten Basisteil angezogen. Die zu dem Fenster hin zu verschiebenden Abschnitte werden auf das Potential der adreesier-
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- 13 -
2 5 5-9:5
5-9:
ten Insel aufgeladen. Die den nicht adressierten Inseln zugeordneten Abschnitte werden, wie dies zuvor erläutert wurde, zu den nächstgelegenen Elektroden hin angezogen und sie behalten daher ihre anfängliche Position bei, entweder gegenüber dem Fenster oder gegenüber dem zusammengesetzten Basisteil. Die der adressierten Insel zugeordneten Abschnitte werden gegen das Fenster durch elektrostatische Kräfte hin verschoben. Durch serienmäßige Adressierung der Inseln, die jedem Zeichen der Tafel zugeordnet sind, läßt sich ein Multiplexbetrieb erreichen. Logische Steuerschaltungen zur Durchführung der ge- ; forderten Funktion und zum Erzeugen der erforderlichen Potentiale sind gut bekannt. Die Lage der adressierten Insel kann von einem Paar von Schieberegistern her bestimmt werden, und die parallel angetriebenen Abschnitte können von einem dritten Schieberegister her bestimmt werden. Die die darzustellenden Zeichen wiedergebenden Informationen werden serienförmig erzeugt und werden in das Abschnitt-Schieberegister eingelesen. Wenn das Abschnitt-Schieberegister geladen ist, werden die Insellokalisier-Schieberegister auf die nächste sequentielle In— selstelle weitergeschaltet, und es werden beide Signale gleichzeitig der Tafel zugeführt.
Für eine Matrixbetriebsweise kann die Struktur des zusammengesetzten Basisteiles 12 gemäß Figur 7 ausgeführt werden. Auch hier ist das Substrat 50 und die Leiter 48 nicht gezeigt, um die Zeichnungen übersichtlich zu halten. Der durchgehende leitende Film 58 ist segmentförmig aufgeteilt, und. zwar in eine Vielzahl von elektrisch isolierten und leitenden Streifen 68, ■ die in mehreren Reihen angeordnet sind und die einzeln durch eine logische Steuerschaltung 70 geladen werden können. Jeder j elektrisch leitende Streifen 68 ist einer Reihe von Zeichen an · der Vielfachzeichen-Anzeigetafel zugeordnet. Die Zeichen sind ', demzufolge in Spalten aufgeteilt und entsprechende Abschnitte 28 in jedem Zeichen in jeder Spalte sind elektrisch parallelgeschaltet. Die elektrische Parallelsclialtung zwischen entsprechenden Abschnitten in jeder Spalte kann während der Fabrikation des zusammengesetzten Basisteiles 12 hergestellt !
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2 Γ- J- t-, «-. , ρ, O O O J ■'+ O
v/erden oder kann extern, wie dies gezeigt ist, durchgeführt werden. Obwohl nur vier Zeichen dargestellt sind, also zwei in jeder Reihe und zwei in jeder Spalte, so läßt sich dieses Konzept auch erweitern zu vielen Reihen und Spalten, von denen jede viele Zeichen enthält.
Die Matrixbetriebsweise der Anzeigetafel ist ähnlich dem Multiplexbetrieb. Zu Beginn werden alle Reihen 68 auf das Potential des Fensters geladen, ausgenommen diejenige Reihe, welche das Zeichen enthält, dessen Position der Abschnitte gesetzt werden soll. Die Informationen, welche die entweder zum Fenster hin oder von diesem weg darzustellenden Abschnitte wiedergeben, werden den betreffenden Leitungen in der das Zeichen enthaltenden Spalte zugeführt. Offensichtlich ändern sich die Zeichen in den nicht adressierten Spalten nicht, und aus den Gründen, die unter Hinweis auf die MuItiplex-Ausführung erläutert wurden, ändern sich nur die Abschnitte in der adressierten Spalte, die in dem Zeichen der aktivierten Reihe sind. Alle anderen Zeichen bleiben unverändert. Durch aufeinanderfolgendes Schalten der Aktivierung der einzelnen Reihen und Spalten in einer vorbestimmbaren Folge läßt,sich jedes Zeichen in Abhängigkeit von den Signalen ändern, die von der logischen Steuerschaltung erzeugt werden. Es ist somit für den Fachmann offensichtlich, daß die elektrisch leitenden Streifen 68 entlang den Spalten angeordnet werden können, und daß die parallelen Verbindungen gleicher Zeichenabschnitte entlang der Reihen vorgenommen werden können, ohne dabei von dem von der Erfindung verfolgten Ziel abzuweichen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand einer Tafel mit alphanumerischen Zeichen beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, daß andere Zeichentypen bzw. Zeichenmuster ebenfalls dargestellt werden können, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein derartiges Zeichenmuster ist die herkömmliche 5 mal 7 ' Punktmatrix (5 by 7 dot matrix), bei welcher die Zeichen durch
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Aktivierung vorbestimmter Punkte innerhalb der Matrix gebildet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der elektrisch leitende Film auf dem zusammengesetzten Basisteil segmentförmig ausgeführt, und zwar in Form einer Vielzahl von elektrisch isolierten und leitenden Streifen, und zwar ein Streifen für jede Reihe der Punkte in dem Muster. Die Membranabschnitte haben die Form mehrerer paralleler Streifen, die im Winkel zu den leitenden Streifen angeordnet sind, ein paralleler Membranabschnitt für jede Spalte in dem Punktmuster. Die Schnittpunkte zwischen den leitenden Streifen und den parallelen Membranabschnitten stellen Punkte in dem Muster dar. Aus der vor- · angegangenen Erläuterung der Figuren 6 und 7 läßt sich entnehmen, daß durch Matrixadressierung jeder Reihe von elektrisch leitenden Streifen und jeder Spalte der Membranabschnitte ent— ! sprechend einer vorbestimmbaren Folge, sich die Membranab— j schnitte an ausgewählten Schnittstellen oder Schnittpunkten in ! Berührung mit dem Fenster ablenken lassen, um das gewünschte Zeichen zu bilden.
Im Gegensatz zu den Mehrfachzeichen-Tafeln gemäß den Figuren 5, 6 und 7 lassen sich die Prinzipien der elektrostatischen Anzeigetafeln auch bei einer einfachen Ein/Aus-Anzeige realisieren, wobei eine vorbestimmte Nachricht auf einer einzigen beweglichen Membran aufgedruckt ist, wie dies beispielsweise Figur 8 zeigt. Es sei darauf hingewiesen, daß dieser Darstellungstyp mehr als nur eine bewegliche Membran enthalten kann und ebenso mehr als nur eine aufgedruckte Nachricht. Die Betriebsweise der Anzeigetafel gemäß Figur 8 ist die gleiche wie diejenige, die unter Hinweis auf die Figuren 1 und 2 erläutert wurde, so daß hier eine Wiederholung überflüssig ist. Der Fachmann erkennt jedoch auch die Möglichkeit anderer Ausführungsformen, die sich aufgrund der Prinzipien der Betriebsweise realisieren lassen. Die gewählten Ausführungsbeispiele dienen daher lediglich dazu, das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Formen zu illustrieren, und es ist Offensicht- ■ lieh, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
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Die Erfindung schafft somit eine elektrostatisch betHti Zeichen erzeugende Anzeigetafel. Die Anzeigetafel enthält einen oder mehrere flexible Membranabschnitte, die na^h einem vorbestimmten Muster oder Schema in dem Bereich einer: elektrischen Feldes angeordnet sind, welches zwifjchen einem lichtdurchlässigen bzw. durchsichtigen Fenster und einem dicht bei diesem angeordneten parallel verlaufenden Abstützsubstrat erzeugt wird Durch elektrisches Aufladen der einzelnen Merabranabschnitte werden elektrostatische Kräfte erzeugt, durch die die geladenen Abschnitte entweder zum Fenster hin oder von diesem weg gedruckt werden. Der Raum zwischen dem Fenster und
dem genannten Substrat ist mit einem kontrast farbigen
und hoch dielektrischen lichtundurchlässigen Medium gefüllt, welches normalerweise die Membranabschnitte bedeckt bzw. unsichtbar macht, wenn diese zum Substrat hin verschoben sind. Wenn die elektrostatischen Kräfte die Membranabschnitte gegen das Fenster bewegen, so verdrängt die Membran das lichtundurchlässige Medium, und der Berührungsabschnitt des Membranabschnitts wird durch das Fenster sichtbar. Eine selektive Aufladung einzelner Membranabschnitte in dem Muster oder Schema, welche das darzustellende Zeichen wiedergeben, führt zu einem selektiven Verschieben der geladenen Membranabschnitte in Richtung auf das Fenster zu, und es wird dadurch das gewünschte Zeichen sichtbar gemacht. Alternativ kann auch auf einem einzelnen Segment eine Nachricht aufgedruckt sein, die dann in ähnlicher Weise sichtbar oder unsichtbar gemacht werden kann.
Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen veranschaulichten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.
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Claims (11)

  1. Patentansprüche
    /Elektrostatisch betätigte Anzeigetafel mit einem Basisteil, einem parallel zum Basisteil angeordneten Fenster mid mit wenigstens einem Membranabschnitt zwischen dem Basisteil und dem Fenster, mit Abstützmitteln, welche das Fenster fest von dem Basisteil haltern und eine mediumsdichte Umfangsabdicht1 ng zwischen dem Basisteil und dem Fenster vorsehen, mit einem Medium niedriger leitfähigkeit und hoher Dielektrizitätskonstante, dessen Farbe zur Farbe des wenigstens einen Membranabschnitts kontrastiert, und welches den Raum zwischen dem Fenster und dem Basisteil ausfüllt, und welches eine ausreichende Undurchsichtigkeit besitzt, um den wenigstens einen Membranabschnitt zu verdecken bzw. unsichtbar zu machen, wenn dieser Membranabschnitt gegen die Fläche des Basisteils verschoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil aus einem zusammengesetzten Basisteil (12) mit wenigstens einer elektrisch leitenden ebenen Fläche (24; 58) und einer dünnen flächigen Schicht (26; 60) aus Isoliermaterial, welches über der leitenden Fläche (24; 58) angeordnet ist, besteht, daß der wenigstens eine Membranabschnitt aus einem elektrisch isolierten, jedoch elektrisch leitenden flexiblen Membranabschnitt (28) mit einer vorbestimmten Farbe besteht, daß der Membranabschnitt (28) an einem Ende eine vorbestimmte Kontakt zone (42) besitzt, die fest an dem zusammengesetzten Basisteil (12) auf der Seite befestigt ist, welche die Schicht (26; 60) aus Isoliermaterial aufweist und welche elektrisch gegenüber der leitenden Fläche (24; 58) isoliert ist, wobei das gegenüberliegende Ende des wenigstens einen Membranabschnitts (28) für eine Bewegung unter dem Einfluß elektrostatischer Kräfte frei ist; daß weiter das Fenster aus einem zusammengesetzten ebenen Fenster (10) besteht, welches von dem zusammengesetzten Basisteil (12) einen vorbestimmten Abstand getrennt angeordnet ist, der geringfügig größer ist als die Dicke des Membranabschnitts (28),
    TO 9ΤΓ87ΙΓ5 8 ? · "
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    daß weiter das zusammengesetzte Fenster (10) einen durchsichtigen Fensterabschnitt (18) enthält, und daß eine dünne Schicht (20) aus einem durchsichtigen elektrisch leitenden Material auf der Fläche des lichtdurchlässxgen Fensterabschnitts (18) auf der Seite bzw. nahe bei dem zusammengesetzten Basisteil (12) aufgebracht ist; und daß eine Einrichtung (30, 48) vorgesehen ist, um eine elektrische Ladung dem wenigstens einen Membranabschnitt (28) zu zuleiten.
  2. 2. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine elektrisch leitende und flexible Membranabschnitt (28) aus einem dünnen Blatt aus flexiblem Material besteht, wobei eine vorbestimmte Kontaktzone (42) an dem einen Ende, eine bedruckte Zone (46) an dem gegen- i überliegenden Ende und eine Gelenkzone (44) zwischen der ; elektrischen Kontakt zone (42) und der bedruckten Zone (46) besteht.
  3. 3. Anzeigetafel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn- , zeichnet, daß nur die bedruckte Zone,(46) die vorbestimm- * te Farbe aufweist, und daß die'Kontaktzone (42) und die Gelenkzone (44) eine Farbe aufweisen, die auf die Farbe des lichtundurchlässigen Mediums (16) abgestimmt ist, bzw· mit dieser Übereinstimmt.
  4. 4. Anzeigetafel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne Blatt aus flexiblem Material für das lichtundurchlässige Medium (16) porös ist.
  5. 5. Anzeigetafel nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß das dünne Blatt aus flexiblem Material nicht leitend ist, und daß der Membranäbschnitt (28) ein elektrisch leitendes ; Material enthält, welches in das dünne Blatt aus flexiblem Material eingebettet ist, um dieses Material elektrisch '
    leitend zu machen. !
  6. 6. Anzeigetafel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ;
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    ο c £ μ q / ς
    L J -j · j J 4 O
    cUs dünne Blatt" aus flexiblem Material elektrisch nicht leiten! ist, und daß der .Membranabschnitt (23) eine dünne 3':hi :ht aus elektrisch leitendem Material enthalt, der über wenigstens eine Fläche des dünnen Blattes angeordnet ist.
  7. 7. Anzeigetafel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne Blatt eine dünne Schicht aus einem Isoliermaterial enthält, welches über der wenigstens einen elektrisch leitenden Fläche des Membranabschnitts (28) angeordnet ist.
  8. 8. Anzeigetafel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Membranabschnitt (28) den einzigen Membranabschnitt darstellt, und daß die aufgedruckte Zo-
    - ne (48) eine vorbestimmte aufgedruckte Nachricht enthält.
  9. 9. Anzeigetafel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Membranabschnitte (28) vorgesehen sind und elektrisch gegeneinander isoliert sind, daß jeder der Membranabschnitte (28) eine Nachricht enthält, die auf die bedruckte Zone (46) aufgedruckt ist, und daß die Mittel (30; 48) zum Zuführen einer elektrischen Ladung unabhängig eine elektrische Ladung zu jedem der Membranab— schnitte (28) leiten kann.
  10. 10. Anzeigetafel nach den Ansprüchen -1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von elektrisch isolierten, jedoch elektrisch leitenden flexiblen Membranabschnitten (28) entlang der Fläche des zusammengesetzten Basisteils (12) in wenigstens einem vorbestimmten Zeichen bildenden Muster angeordnet sind, und daß die Mittel (30; 48) zum Zuführen einer elektrischen Ladung unabhängig eine elektrische Ladung zu federn der Membranabschnitte (28) zuführen.
    '
    !
  11. 11. Anzeigetafel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß !
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    sie folgende Einrichtungen und Merkmale aufweist, : eine elektrische ntromvernorgungsquelle ("B) mit wenigstens zwei Ausgängen unterschiedlichen elektrischen Potentials, daß einer der Ausgänge die elektrisch leitende Fläche (24; 53) den zusammengesetzten Basisteils (12) mit elektrischer Energie versorgt, und daß der andere der Ausgänge dem elektrisch leitenden Material (20), welches auf der Fläche des lichtdurchlässigen Fensterteiler; (13) angeordnet i3t, elektrische Energie zuführt; daß eine logische Steuerschaltung (40) mit den Mitteln (30; 48) zum Zrführen einer elektrischen Ladung zu jedem der llembranabschnitte (23) verbunden ist und elektrische Signale erzeugt, durch die vorbestimrate Membranabschnitte (28) in Abhängigkeit von Eingangssignalen aufgeladen werden, welche das zu erzeugende Zeichen wiedergeben.
    12. Anzeigetafel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Stromversorgungsquelle eine Wechselstromquelle ist, deren zwei Ausgangsgrößen in einer vorbestimmten Frequenz v/echseln, und daß das Potential der von der logischen Steuerschaltung (40) erzeugten Signale synchron mit den zwei Ausgangsgrößen der Wechselstromquelle wechselt, um die Beziehung zwischen den Potentialen, welche der leitenden Fläche (24; 58) des zusammengesetzten Basisteiles (12) und dem entlang der Fläche des lichtdurchlässigen Fensterteiles (18) angeordneten leitenden Material (20) zugeführt werden, und den Signalen aufrechtzuerhalten, die den Membranabschnitten (28) zugeführt werden.
    Anzeigetafel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein ein vorbestimmtes Zeichen bildendes Muster aus wenigstens sieben elektrisch leitenden flexiblen Mem branabschnitten (28) besteht, die in Form einer blockförmigen Ziffer Acht angeordnet sind, und daß ein achter ; elektrisch leitender flexibler Membranabschnitt (28) innerhalb der blockförmigen Ziffer Acht zur Bildung einer
    ! Periode vorgesehen ist.
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    14- Anzeigetafel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Zeichen formenden Mustern linear entlang einer geraden Linie angeordnet sind.
    15. Anzeigetafel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Zeichen bildenden Mustern in einer vielzelligen Matrix angeordnet sind.
    1b. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Fenster (10) weiter eine dünne, lichtdurchlässige Schicht (22) aus isolierendem Material enthält, die über dem lichtdurchlässigen elektrisch leitenden Material (20) angeordnet ist.
    17. Anzeigetafel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (22) aus Isoliermaterial, die entlang der Fläche des zusammengesetzten Fensters (10) angeordnet ist, aus einer Vielzahl von kleinen isolierten Inseln aus Isoliermaterial besteht, die systematisch auf dem lichtdurchlässigen elektrisch leitenden Material (20) angeordnet bzw. verteilt sind, und daß die Schicht (26; 60) aus dem entlang der Fläche des zusammengesetzten Basisteiles (12) aufgetragenen Isoliermaterial ebenfalls aus einer Vielzahl von kleinen isolierten Inseln aus Isoliermaterial besteht, die systematisch entlang- der leitenden Fläche angeordnet bzw. verteilt sind, und daß jede entlang dem zusammengesetzten Fenster (10) und dem zusammengesetzten Basisteil (12) angeordnete Insel aus dem Isoliermaterial von allen benachbarten Inseln entsprechend einem Abstand getrennt ist, der ausreichend klein ist, um die flexiblen Membranabschnitte (28) in elektrischer Isolation gegenüber dem leitenden Material (20) und der leitenden Fläche (24; 58) abzustützen.
    I,
    18. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Basisteil (12) aus einer steifen Metallplatte (24) besteht, deren eine Seite die leiten-
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    de Fläche (24) bildet.
    19. Anzeigetafel nach den Ansprüchen 1 und 18, dadurch gekenn-
    durchheftenden
    zeichnet, daß die Metallplatte (24) eine Vielzahl von/Bohrungen aufweist, daß eine Bohrung oder Öffnung nahe bei der Kontaktzone (42) jedes Membranabschnitts (28) angeordnet ist, daß weiter die Mittel (30) zum Zuführen einer elektrischen Ladung zu jedem Membranabschnitt (28) aus einer Vielzahl von Metalleiterdrähten (30) bestehen, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der genannten Bohrungen, und deren Länge wesentlich größer ist als die Dicke der Metallplatte (24), daß einer der metallenen Leiterdrähte (30) konzentrisch in jeder der Bohrungen angeordnet ist, wobei ein Ende der Leiterdrähte (30) mit der Fläche des Isoliermaterials (26) fluchtet und in elektrischem Kontakt mit den Kontaktzonen (42) steht, und daß zwischen der Metallplatte (24) und den Leiterdrähten (30) Isoliermaterial (32) vorgesehen ist, welches die Drähte (30) elektrisch gegenüber der Metallplatte (24) isoliert hält.
    20. Anzeigetafel nach Anspruch 1,.dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Basisteil (12) aus einer steifen Platte (50) aus Isoliermaterial besteht, und daß die elektrisch leitende Fläche (58) aus einer dünnen Schicht (58) aus elektrisch leitendem Material besteht, welche über der Fläche der steifen Platte (50) aus dem Isoliermaterial auf der dem zusammengesetzten Fenster (10) zugewandten Seite bzw. benachbarten Seite angeordnet ist.
    21. Anzeigetafel nach den Ansprüchen 1, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Basisteil (12) aus einem Basissubstrat aus Isoliermaterial und einer leitenden Fläche besteht, die aus einer Vielzahl von elektrisch leitenden Inseln (64; 68) besteht, welche über der
    .- Fläche des Basissubstrats angeordnet sind, wobei jede der j elektrisch leitenden Inseln (64; 68) wenigstens einem der
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    2 5 5 b 9 /, 6
    Ze:chen formenden Hunter zugeordnet ist.
    22. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    der vorbestiinmte Abstand in der Größenordnung von 0,01 cm
    liegt.
    23. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    das lichtundurchlässige Medium (16) aus einer Mischung aus
    Äthylacetat und einer in Öl löslichen Farbe besteht.
    24. Anzeigetafel nach den Ansprüchen 11, 15 und 21, dadurch ; gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Fläche des zu- ! eammengesetzten Basisteils (12) aus einer Vielzahl von i elektrisch isolierten, jedoch elektrisch leitenden ebenen · Inseln (64; 68) in einer vielzelligen Matrixanordnung be- [ steht, die der vielzelligen Matrixanordnung der Zeichen ί formenden Muster entspricht, daß jede der Inseln (64; 68)
    einem entsprechenden Zeichen formenden Muster zugeordnet
    ist; daß weiter entsprechende Membranabschnitte (28) in jedem der Zeichen formenden Muster elektrisch parallel zu der; logischen Steuerschaltung (40) geschaltet sind; und daß die· logische Steuerschaltung (40) folgende Einrichtungen und
    Merkmale aufweist: Mittel zum Erzeugen elektrischer Signa- ·. Ie, die das für jedes der Zeichen formenden Muster in einer vorbestimmten Folge zu erzeugende Zeichen wiedergeben; und
    Mittel, um jeder Insel (64; 68), einer zu einem Zeitpunkt ι und in der gleichen vorbestimmten Folge synchron mit den
    elektrischen Signalen die genannte eine Ausgangsgröße aus j der Stromversorgung (38) zuzuführen und um gleichzeitig al-' len anderen Inseln (64; 68) die andere Ausgangsgröße der ■ Stromversorgungsquelle (38) zuzuführen. ι
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Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US538990A US3924228A (en) 1975-01-06 1975-01-06 Electrostatically actuated display panel

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Publication Number Publication Date
DE2556946A1 true DE2556946A1 (de) 1976-07-08
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GB (1) GB1496559A (de)
IT (1) IT1054008B (de)
NL (1) NL7515238A (de)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7510103A (nl) * 1975-08-27 1977-03-01 Philips Nv Elektrostatisch bestuurde beeldweergeefinrichting.
US4420897A (en) * 1982-03-18 1983-12-20 General Electric Company Electroscopic display devices
US4794370A (en) * 1984-08-21 1988-12-27 Bos-Knox Ltd. Peristaltic electrostatic binary device
US4736202A (en) * 1984-08-21 1988-04-05 Bos-Knox, Ltd. Electrostatic binary switching and memory devices
NL8403077A (nl) * 1984-10-10 1986-05-01 Philips Nv Elektroskopische vloeistof beeldweergeefinrichting geschikt voor televisie.
NL8403536A (nl) * 1984-11-21 1986-06-16 Philips Nv Passieve weergeefinrichting.
JPH01302388A (ja) * 1988-05-31 1989-12-06 Nitto Kohki Co Ltd ディスプレイ素子、ディスプレイ方法、並びにディスプレイ装置
US5099353A (en) * 1990-06-29 1992-03-24 Texas Instruments Incorporated Architecture and process for integrating DMD with control circuit substrates
US5231532A (en) * 1992-02-05 1993-07-27 Texas Instruments Incorporated Switchable resonant filter for optical radiation
US5307082A (en) * 1992-10-28 1994-04-26 North Carolina State University Electrostatically shaped membranes
US5943033A (en) * 1994-09-06 1999-08-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Display device
US6304364B1 (en) * 1997-06-11 2001-10-16 President & Fellows Of Harvard College Elastomeric light valves
US6239777B1 (en) * 1997-07-22 2001-05-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Display device
FR2781305A1 (fr) * 1998-07-15 2000-01-21 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'affichage a tres faible consommation
US20040166966A1 (en) * 1998-09-04 2004-08-26 Niel Nielson Portable scoreboard
EA011200B1 (ru) 2004-07-14 2009-02-27 Нодар Майсурадзе Способ и устройство для регулирования светопроницаемости/прозрачности остекления или пленки
US10500770B2 (en) * 2010-03-02 2019-12-10 So-Semi Technologies, Llc LED packaging with integrated optics and methods of manufacturing the same
CN103236128A (zh) * 2013-04-26 2013-08-07 吴同 电子安防膜
US9481151B2 (en) * 2014-06-17 2016-11-01 Michael Paul Clements Method of producing an electrostatic field generator
WO2016057420A1 (en) * 2014-10-09 2016-04-14 Polyone Corporation Thermoplastic panel to shift perception of color temperature of light emitting diodes

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2770061A (en) * 1955-12-30 1956-11-13 Ibm Display apparatus
US3162849A (en) * 1961-05-10 1964-12-22 Honeywell Inc Two position visual display indicator
US3210757A (en) * 1962-01-29 1965-10-05 Carlyle W Jacob Matrix controlled light valve display apparatus
US3376092A (en) * 1964-02-13 1968-04-02 Kollsman Instr Corp Solid state display composed of an array of discrete elements having movable surfaces
US3556638A (en) * 1968-06-05 1971-01-19 Ibm Deflector plate for light deflector
US3825927A (en) * 1972-06-14 1974-07-23 R Passien Magnetic discboard
US3812490A (en) * 1972-09-18 1974-05-21 Bendix Corp Flexible membrane display panel for generating characters visible in ambient light

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