DE2556946B2

DE2556946B2 - Elektrostatisch betätigte Anzeigetafel

Info

Publication number: DE2556946B2
Application number: DE2556946A
Authority: DE
Inventors: George W. Bloomfield Hills Mich. Goodrich (V.St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1975-01-06
Filing date: 1975-12-18
Publication date: 1979-10-04
Also published as: NL7515238A; CA1039838A; JPS5187991A; US3924228A; IT1054008B; FR2296901B1; DE2556946C3; GB1496559A; FR2296901A1; DE2556946A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrostatisch betätigte Anzeigetafel mit einem Basisteil, einem parallel zum Basisteil angeordneten Fenster und mit wenigstens einem Membranabsch.iitt zwischen dem Basisteil und dem Fenster, mit Abstützmitteln, welche das Fenster fest gegenüber dem Basisteil haltern, und eine mediumsdichte Umfangsabdichtung zwischen dem Basisteil und dem Fenster vorsehen, mit einem flüssigen 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 eine ausreichende Undurchsichtigkeit besitzt, um den wenigstens einen Membranabschnitt zu verdecken bzw. unsichtbar zu machen, wenn der Membranabschnitt gegen die Fläche des Basisteils hin verschoben ist.

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, um die Informationen dem Empfänger darzubieten. Leuchtende Anzeigetafeln, wie beispielsweise Kathodenstrahlröhren, Anordnungen von lichtimitierenden Dioden und Prismatafeln haben sowohl in der Industrie als auch in der allgemeinen Öffentlichkeit Anklang gefunden. Der Nachteil von leuchtenden Anzeigetafeln liegt darin, daß die dargestellten Informationen 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 Umgebungsbeieuchtung zu. Passive Anzeigetafeln können praktische Verwendung finden, und zwar dort, wo das Umgebungslicht vom intensiven Tageslicht bis zu gedämpften Beleuchtungszuständen 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 tragende 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-Patentschriften 17 80 773 und 17 82 328 erfolgt die Verschiebung des Teiles sowohl durch mechanische als auch Strömungsmittel. Gemäß der US-Patentschrift 31 62 849 werden elektromagnetische Vorrichtungen für die Bewegung des Zeichen tragenden Teiles eingesetzt Diese früheren Anzeigearten beschränken sich lediglich auf Ein/Aus-Vorrichtungen und können somit nicht individuelle Zeichen verschiedener Formen an irgendeiner gegebenen Stelle der Fläche der Tafel erzeugen.
Bei vielen gegenwärtigen Anwendungsfällen für Anzeigetafeln werden hohe Dichten von Zeichei gefordert, die auf einen Befehl hin geändert werdei müssen, wobei die einfache Ein/Aus-Möglichkeit gemäl dem Stand der Technik diesen Anforderungen nich

•ι mehr gewachsen ist.

Ein Versuch, dieses Problem zu beseitigen, ist in den US-Patent 38 12 490 erläutert, welches den Tite »Anzeigetafel mit flexibler Membran für die Erzeugunj von sichtbaren Zeichen bei Umgebungslicht« trägt. Be

κι dieser Vorrichtung gelangt eine magnetisierte flexibli Membran zur Anwendung, die einen kurzen Abstam von dem Fenster entfernt in einem lichtundurchlässigei Medium angeordnet ist. Die Membran wird selekth ausgelenkt, um die gewünschten Zeichen zu bilden, wa:

i") mit Hilfe einer Matrix mit kleinen Elektromagnetei geschieht, die auf einem magnetisch zugänglichei Substrat ausgebildet sind, welches hinter der magneti sierten Membran auf der dem Fenster gegenüberliegen den Seite angeordnet ist. Diese elektromagnetiscl

2» betätigte Anzeigetafel stellt eine Lösungsmöglichkei des genannten Problems dar.

Gemäß dem Stand der Technik wurden aucl Versuche unternommen, elektrostatische Kräfte einzu setzen, um passive Anzeigetafeln zu aktivieren. In de;

2) US-Patentschrift 33 04 549 ist eine »zusammengesetzt« Signalisiervorrichtung« beschrieben, bei welcher ein« Matrix aus aneinandergelenkten Flügeln oder Schau fein, die verschiedene Elemente eines Zeichens wieder geben, durch elektrostatische Kräfte aus einer horizon

3» talen in eine vertikale Position verschoben werden wobei diese durch ein lichtdurchlässiges Fenste sichtbar werden. Gemäß einer abgewandelten Ausfüh rungsform werden die angelenkten Flügel odei Fähnchen symmetrisch zur einen oder zur anderen Seits

3> von V-förmig gestalteten Nuten abgelenkt, um da: gewünschte Zeichen zu bilden. Die gegenüberliegender Seiten der Flügel und die gegenüberliegenden Seitei der V-förmigen Nuten besitzen die gleichen Kontrast farben. Die Flügel sind derart angeordnet, daß jed«

4(i Flügelfläche die gleiche Farbe wie die benachbart« Fläche der Nut aufweist, so daß dann, wenn der Flüge nach einer Seite abgelenkt wird, die freigelegte Fläch« des Flügels und die freigelegte Fläche der V-Nut di« gleiche Farbe haben, und wenn der Flügel auf die ander« Seite abgelenkt wird, so werden die gegenüberliegend« Seite des Flügeis und die andere Seite der Nu freigelegt, und es wird dadurch die Kontrastfarb« angezeigt bzw. dargestellt. Bei diesen beiden Ausfüh rungsformen einer Anzeige muß der Flügel über ein« beträchtliche Strecke bewegt werden, und es sind relath hohe elektrostatische Spannungen erforderlich. Ein« elektrostatische Ablenkung einer reflektierenden Mem bran für Lichtmodulatoren wurde auch bereits fü: Großschirmfernsehanzeigen verwendet Typische Bei spiele derartiger Vorrichtungen sind in den US-Patent Schriften 37 96 480 und 37 46 785 beschrieben.

Aus der US-PS 32 10 757 ist eine Anzeigtafel bekannt bei welcher elektrische Signale, die graphische Informa tionen wiedergeben oder irgendwelche anderen sieht baren Bildinformationen wiedergeben, in elektrisch! Flächenladungen umgewandelt werden, wobei diesi Anzeigefläche so ausgebildet ist, daß sie ein Muster voi elektrischen Ladungen aufrechterhalten kann. Zwe Sätze von stationären orthogonalen Signalisierdrähtei verlaufen über die erwähnte Anzeigefläche und könnei elektrische Ladungen auf diese Fläche übertragen welche dem darzustellenden Bild entsprechen. Di« jeweiligen Drähte in dem einen Satz der Signalisier

drähte können selektiv beispielsweise durch positive Spannungsimpulse erregt werden, während die Drähte in dem zweiten Satz selektiv durch negative Spannungsimpulse erregt werden können. An der Kreuzungsstelle zweier erregter Drähte wird ein ausreichend starkes elektrisches Feld ausgebildet, um elektrische Ladungen auf die benachbarte, eine Ladung aufrechterhaltende Fläche zu übertragen. Nahe bei der die Ladung aufrechterhaltenden Fläche ist eine Matrix von Lichtröhren in paralleler Ausrichtung angeordnet, so daß diese Röhren unter dem Einfluß des elektrischen Feldes stehen, welches von den erzeugten Ladungen herrührt. Diese Lichtröhren sind derart ausgebildet, daß sie bei einem relativ starken elektrischen Feld in den einen Schaltzustand gelangen, jedoch bei Fehlen eines elektrischen Feldes oder bei Vorhandensein eines schwachen oder eines umgekehrten polarisierten elektrischen Feldes in den anderen Schaltzustand gelangen. Die Lichtröhren können auf sehr verschiedene Weise ausgebildet sein, wobei beispielsweise bei einer Ausführungsform die Lichtröhren in dem einen Schaltzustand den Durchtritt von Licht durch eine Quelle ermöglichen, während sie im anderen Schaltzustand den Lichtdurchtritt blockieren. Nach einer anderen Ausführungsform können die Lichtröhren oder Ventile den Lichtreflexionsgrad von der Anzeigetafel steuern.

Bei der aus der US-PS 27 70 061 bekannten Anzeigetafel sind mehrere Halbleiterelemente dicht zueinander angeordnet, jedoch in einem gewissen Abstand von einer Seite einer elektrisch leitenden transparenten Scheibe angeordnet, wobei das Anlegen einer elektrischen Potcntialdifferenz zwischen benachbarte Flächen einer ausgewählten Anzahl von Elementen und der transparenten Scheibe eine Sichtanzeige eines numerischen Zeichens zur Folge hat. Die Scheibe dieser bekannten Anzeigevorrichtung kann aus einer elektrisch leitenden Glasscheibe bestehen und mehrere Halbleiter-Gummielemente aufweisen, die in Matrixform auf der einen Seite der Glasscheibe angeordnet sind. Es sind weiter Steuereinrichtungen vorgesehen, um elektrische Ladungen unterschiedlicher Polaritäten an die benachbarten Flächen der ausgewählten Elemente der Matrixanordnung und die Glasscheibe anzulegen, wobei die ausgewählten Elemente zur Scheibe hin angezogen werden und dabei gedehnt werden, so daß sie Kontakt mit der Glasscheibe schließen, wodurch eine numerische Sichtanzeige realisiert wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine einfach herstellbare und einfach aufgebaute elektrostatisch betätigte Anzeigetafel der eingangs definierten Art zu schaffen, die in Verbindung mit den erhältlichen logischen Schaltungen und Komponenten verwendet werden kann und die Möglichkeit einer hohen Zeichendarstelldichte bietet.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruches 1.

Die vorliegende Erfindung schafft somit eine elektrostatisch betätigte passive Anzeigetafel, die eine Vielzahl von elektrisch isolierten gleitenden Membranabschnitten enthält, 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 Abstützkonstruktion und nahe den leitenden Membranabschnitten angeordnet, so daß das Fenster von den benachbarten Flächen der Membranabschnitte einen Abstand von ca. 0,01 cm aufweist. Der Raum zwischen dem Fenster und den Membranabschnitten ist mit einem gefärbten, flüssigen 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 Membranabschnittes ist fest mit der Abstützkonstruktion verbunden während das gegenüberliegende Ende für eine Bewegung unter

κι dem Einfluß von intern erzeugten elektrostatischen Kräften frei ist. Unter dem Einfluß von elektrostatischen Kräften berühren die freien Enden der Membranabschnitte die innere Fläche des lichtdurchlässigen Fensters. Das freie Ende jedes Membranabschnitts

■i5 besitzt eine Zone, die mit einer Farbe bedrückt 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, flüssige Medium verdrängt wird, und die mit der Kontrastfarbe bedruckte Zone sichtbar wird. Eine Umkehrung der Polarität der Ladung an den einzelnen Membranabschnitten, 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 etwa einen Dezimalpunkt darstellen zu können. Der Gegenstand der Erfindung kann in einer elementaren Form verwirklicht werden, bei welcher nur ein einziger Membranabschnitt mit einer aufgedruckten Nachricht oder mit einem einzigen alphanumerischen Muster versehen ist. Die Anzeige oder Darstellung kann auch komplexere Former, haben, wobei mehrere derartige Muster in einer linearen oder in zweidimensionaien Matrizen angeordnet werden. Die elektrische Leistung bzw. die Potentiale, die zum Aktivieren der elektrostatisch aktivierten Anzeigetafel erforderlich sind, liegen gut innerhalb der Werte bei logischen Festkörpervorrichtungen und elektronischen Schaltervorrichtungen, und die Stromversorgung kann entweder eine Wechselstromversorgung oder Gleichstromversorgung sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer elektrostatisch betätigten Anzeigetafel, welche die einzelnen Elemente und konstruktiven Details veranschaulicht,
Fig.2 eine Draufsicht auf die Membranabschnitte,

ίο

die in dem aus sieben Balken bestehenden alphanumerischen Muster oder Schema angeordnet sind,

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine abgehandelte Ausführungsform des zusammengesetzten Basisteils, wobei die Leitungen für die einzelnen Membranab- ·-. schnitte entlang einer gemeinsamen Kante verlaufen,

Fig.4 eine Schnittdarstellung der abgewandelten Ausführungsform gemäß F i g. 3,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht, teilweise in weggebrochener Darstellung, einer Anzeigetafel zum ι ο Anzeigen von vielen Zeichen,

F i g. 6 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform eines zusammengesetzten Basisteils für eine Anzeigetafel, die nach dem Multiplexverfahren betrieben werden kann, ι ·-,

F i g. 7 eine Draufsicht auf eine noch weitere abgewandelte Ausführungsform eines zusammengesetzten Basisteils für eine Tafel, die über eine Matrix adressierbar ist,

F i g. 8 eine Draufsicht auf eine zusammengesetzte Basis mit einem einzigen Membranabschnitt mit einer aufgedruckten Nachricht, und

F i g. 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 unter Hinweis auf die das Prinzip wiedergebende Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 erläutert. Diese Schnittdarstellung zeigt die Grundelemente und deren physikalische Beziehungen zueinander. Gemäß Fig. 1 besteht die Anzeigetafel aus einem zusammengesetzten lichtdurchlässigen Fenster 10, einem zusammengesetzten Membranabstütz-Basisteil 12 und einem Abstandsteil 14. Das zusammengesetzte Fenster 10, das Basisteil 12 und das Abstandsteil 14 bilden eine Struktur mit einem inneren Hohlraum, der vollständig mit einem lichtundurchlässigen Medium 16 niedriger Leitfähigkeit gefüllt ist. Das zusammengesetzte Fenster 10 besteht aus einem lichtdurchlässigen 4» 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 4": 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 einer Isolationsschicht 22 überzogen. Wenn die Leitfähigkeit der Isolationsschicht 22 nahezu gleich ist mit der Leitfähigkeit des lichtundurchlässigen Mediums 16, kann das Isolationsmaterial in Form einer kontinuierlichen Schicht, die über dem leitenden Oberzug 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 Oberzug 20 in Form einer Vielzahl von ω isolierten Inseln angeordnet sein, wie diese beispielsweise durch Aufdampfen von Siliziummonoxid 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-Basisteil 12 besteht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 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 lichtundurchlässigen 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 Isolationsmaterials 26 sehr viel geringer ist als die Leitfähigkeit des lichtundurchlässigen Mediums 16, so kann das Isolationsmaterial 26 auf der Fläche der Metallplatte 24 in Form einer Vielzahl von isolierten Inseln aufgetragen werden. Diese Inselkonfiguration des Isolationsmaterials auf dem Fenster 10 und auf dem Basisteil 12 ermöglicht, daß das eine höhere Leitfähigkeit besitzende lichtundurchlässige 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 Ausführungsformen, 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 F i g. 2 erläutert werden sollen. Durch eine gleiche Vielzahl von Leiterelementen wird ein elektrischer Kontakt mit jedem einzelnen Membranabschnitt '28 hergestellt, wobei diese Elemente als Stifte 30 gezeigt sind, die elektrischen Kontakt mit jedem Membranabschnitt 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 Abstandstei! 14 besteht aus isolationsrnaicria! und sorgt auch für eine entsprechende Fhndum-ADdichtung 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 »A« bezeichnet ist, ca. 0,01 cm beträgt.

Das lichtundurchlässige Medium 16 besteht aus einem gefärbten 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 logischen 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 Stromversorgungsquelle 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 elektrische Signale ab, die auf den zu den Stiften 30 führenden Leitungen erscheinen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die Ausgangssignale aus der logischen Steuerschaltung aus bipolaren elektrischen Signalen mit einer Größe und einer Polarität entweder gleich derjenigen, die der lichtdurchlässigen leitenden Schicht 20 zugeführt wird, oder mit einer Größe 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 F i g. 2 erläutert werden. Bei diesem gezeigten Ausführungsbeispiel sind acht elektrisch isolierte Membranabschnitte 28 vorhanden. Sieben der Abschnitte sind so angeordnet, daß sie die Elemente eines typischen aus sieben Balken bestehenden alphanumerischen 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 μιτι 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 hochgradig 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 Hiife 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 kreuzweise 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 Kontaktzone jedes Membranabschnitts 28 erreicht werden und durch Erzeugen einer kalten Indiumschweißung zwischen der Schicht aus dem Isolationsmaterial 26 und der Kontaktzcne 42 des Membranabschnitts. Die zweite Zone, die durch die diagonale Schraffierung definiert ist, ist die Gelenkoder Scharnierzone 44 und besteht aus dem Segment der Membran, welches gebogen wird, wenn der τ 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

κι 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

i-> erzeugten Zeichens zu verbessern, können die Gelenkoder Scharnierzone und die Kontaktzone 42 so gefärbt sein, um eine Vermischung bzw. Übereinstimmung 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:

jo Eine elektrostatische Potentialdifferenz wird zwischen dem lichtdurchlässigen elektrisch leitenden Überzug 20, der über der innerer. Fläche des Fensters 10 angeordnet ist, und der Metallplatte 24 mit Hilfe einer elektrischen Stromversorgungsquelle, wie beispielswei-

Vj se einer Batterie 38, aufgebaut. Die das darzustellende Zeichen wiedergebenden Informationen gelangen 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 Kontakt mit den Membranabschnitten 28. 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 lichtundurchlässige 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 aas 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 erzeuet werden.

Die zum Verschieben der Membranabschnitte zum Fenster hin erforderlichen elektrischen Potentiale liegen dabei gut innerhalb der Ausgangswerte 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 werdtn. Die elektrostatische Kraft Fa wird durch folgende Glei- m chung definiert:

₌ W>4

.Y"

Hierin bedeutet

Fa = die Kraft pro Flächeneinheit zwischen zwei

parallelen Leitern (dyn/cm²) V = Potentialdifferenz zwischen zwei parallelen

Leitern (Volt)

a = Abstand zwischen den Leitern (cm), und
k = Dielektrizitätskonstante des Mediums zwischen den Leitern (lichtundurchlässiges Medium).

Die Dielektrizitätskonstante von destilliertem Wasser beträgt 80, für Glykol (C₂H₆O₂) 38 und für Furfurol (CiH₄O₃) gleich 42. Wenn eine Dielektrizitätskonstante Ar= 50, V= 10 Volt und *= 0,01 cm angenommen wird, so beträgt die elektrostatische Kraft /-λ = 20 dyn/cm², 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.

Eine abgewandelte Ausführungsform des zusammengesetzten Basisteils 12, wobei die Stifte 30 nicht dargestellt sind, welche durch das Basisteil reichen, um einen elektrischen Kontakt mit den Membranabschnitten herzustellen, ist in den Fig. 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, Tiebdruckverfahren usw. Die Leiter 48 sind mit einem dünnen Film aus Isolalionsmaterial 54, wie beispielsweise Siliziummonoxid, überzogen, ausgenommen der Kontaktfläche 56 unter den Kontaktzonen 42 der Membranabschnitte.

20

in Isoliersubstrats 50 ist ebenfalls, ausgenommen die Kontaktflächen 56, mit einem leitenden Film 58 überzogen, der seinerseits mit einem Isolationsmaterial 60 bedeckt ist Die Membranabschnitte 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.

Fig.9 veranschaulicht eine abgewandelte Ausführungsform der ablenkbaren Membranabschnitte 28, die einen alphanumerischen Buchstaben formen. Bei dieser Ausführungsform ist die Gelenkzone 72 mit den schmalen Enden der bedruckten Zone 74 verbunden und ist wesentlich langer als breit, um eine erhöhte Flexibilität der Gelenkverbindung zu erzielen. Die Gelenkzone kann so farbig ausgelegt sein, daß sie mit der Farbe des lichtundurchlässigen Mediums abgestimmt :st, wie dies bereits unter Hinweis auf F i g. 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 28 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 78 (diagonale Linien) geben die Flächen an, auf welchen ein leitendes Epoxymaterial 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 Fig. 1 erläutert wurde.

Obwohl die Anzeigetafel, die anhand der Fig. 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 F i g. 5 gezeigt ist. Die Bezugszeichen der Elemente in F i g. 5 sind die gleichen wie diejenigen in den F i g. 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 iind.

Um eine Vielzeichentafel nach dem Multiplexverfahren zu betreiben, wie dies in F i g. 5 angedeutet ist, kann die Struktur des Basisteiles 12 im Sinne der Fig.6 ausgeführt werden. Bei dieser Darstellung sind das Isoliersubstrat 50 und die elektrischen Leitungen 48 gemäß Fig.3 zwar vorhanden, der Übersichtlichkeit halber aber nicht gezeigt. Der durchgehende elektrisch leitende Film 58 ist segmentförmig gestaltet, und zwar entsprechend einer Vielzahl von elektrisch isolierten und leitenden Inseln 64, die mit Hilfe der logischen Steuerschaltung 66 einzeln geladen werden können. Die entsprechenden Abschnitte 28 jedes Zeichens der Vielzeichen-Anzeigetafel sind elektrisch parallel zur logischen Steuerschaltung 66 geschaltet. Die parallelen elektrischen Verbindungen der entsprechenden Abschnitte können während der Herstellung des zusammengesetzten Basisteiles 12 hergestellt werden, oder können extern, wie dies ¹⁷CZC!⁰* ist, hcr^pestc!M werHen

Die Betriebsweise der nach dem Multiplexbetrieb arbeitenden Tafel ist wie folgt:

AUe 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 Posititon der Membranabschnitte derselben eingestellt werden muß. Das Potential der adressierten Insel ist untei-schiedlich gegenüber demjenigen des Fensters, um ein elektrischem Feld zu erzeugen, wie dies unter Hinweis auf F i g. 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 Fenster und diesen Inseln vorhanden ist, so daß die Abschnitte elektrisch »schwimmen«. 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 adressierten 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 Posititon 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 geforderten 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 wiedergehenden 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 Inselstelle weitergeschaltet, und es werden beide Signale gleichzeitig der Tafel zugeführt.

Für eine Matrixbetriebsweise kann die Struktur des zusammengesetzten Basisteiles 12 gemäß F i g. 7 ausgeführt werden. Auch hier sind 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 7ö gciadcn werden können. Jeder 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 Parallelschaltung zwischen entsprechenden Abschnitten in jeder Spalte kann während der Fabrikation des zusammengesetzten Basisteiles 12 hergestellt werden oder kann extern, wie dies gezeigt

ίο 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 Streifen 68 auf das Potential des Fensters geladen, ausgenommen derjenige Streifen, welcher das anzuzeigende Zeichen enthält Die Informationen, welche die entwe- der zum Fenster hin oder von diesem weg darzustellen den 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 Multiplex-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

ίο 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

3> 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

4> verlassen.

Ein derartiges Zeichenmuster ist die herkömmliche 5 mal 7 Punktmatrix (5 by 7 dot matrix), bei welcher die Zeichen durch Aktivierung vorbestimmter Punkte innerhalb der Matrix gebildet werden. Bei diesem

so 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

>5 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

bo Membranabschnitten stellen Punkte in dem Muster dar. Aus der vorangegangenen Erläuterung der F i g. 6 und 7 läßt sich entnehmen, daß durch Matrixadressierung jeder Reihe von elektrisch leitenden Streifen und jeder Spalte der Membranabschnitte entsprechend einer

hi vorbestimmbaren Folge, sich die Membranabschnitte an ausgewählten Schnittstellen oder Schnittpunkten in Berührung mit dem Fenster ablenken lassen, um das gewünschte Zeichen zn bilden.

Im Gegensatz zu den Mehrfachzeichen-Tafeln gemäß den Fig.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 F i g. 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 F i g. 8 ist die gleiche wie diejenige, die unter Hinweis auf die F i g. 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 lasssn. Die gewählten Ausführungsbeispiele dienen daher lediglich dazu, das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Formen zu illustrieren, und es ist offensichtlich, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist

Die Erfindung schafft somit eine elektrostatisch betätigbare Zeichen erzeugende Anzeigetafel. Die Anzeigetafel enthält einen oder mehrere flexible Membranabschnitte, die nach einem vorbestimmten Muster oder Schema in dem Bereich eines elektrischen Feldes angeordnet sind, welches zwischen einem lichtdurchlässigen bzw. durchsichtigen Fenster und einem dicht bei diesem angeordneten parallel verlaufenden Abstütz- bzw. Isoliersubstrat erzeugt wird. Durch elektrisches Aufladen der einzelnen Membranabschnitte werden elektrostatische Kräfte erzeugt, durch die die geladenen Abschnitte entweder zum Fenster hin oder von diesem weg gedrückt werden. Der Raum zwischen dem Fenster und dem genannten Substrat ist mit einem kontrastfarbigen 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 iichtundurchlässige flüssige 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.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrostatisch betätigte Anzeigetafel mit einem Basisteil, einem parallel zum Basisteil 5 angeordneten Fenster und mit wenigstens einem Membranabschnitt zwischen dem Basisteil und dem Fenster, mit Abstützmitteln, welche das Fenster fest gegenüber dem Basisteil haltern und eine mediumsdichte Umfangsabdichtung zwischen dem Basisteil und dem Fenster vorsehen, mit einem flüssigen 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 eine ausreichende Undurchsichiigkeit besitzt, um den wenigstens einen Membranabschnitt zu verdecken bzw. unsichtbar zu machen, wenn der Membranabschnitt gegen die Fläche des Basisteils hin 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 gegenüber der leitenden Fläche (24; 58) isolierten, jedoch elektrisch leitenden flexiblen Membranabschnitt (28) mit einer vorbestimmten Farbe besteht, daß der ju Membranabschnitt (28) an einem Ende eine vorbestimmte Kontaktzone (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, und daß das gegenüberliegende Ende als bedeckte Zone (46) 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) durch einen vorbestimmten Abstand getrennt angeordnet ist, der geringfügig größer ist als die Dicke des Membranabschnitts (28), daß weiter das zusammengesetzte Fenster (10) einen durchsichtigen Fensterabschnitt (18) enthält, daß ein dünner Überzug (20) aus einem durchsichtigen elektrisch leitenden Material auf der Fläche des lichtdurchlässigen Fensterabschnitts (18) gegenüber dem zusammengesetzten Basisteil (12) aufgebracht ist und daß eine Einrichtung (30, 48) vorgesehen ist, um eine elektrische Ladung dem wenigstens einen Membranabschnitt (28) zuzuleiten (F i g. 1 bis 4).

2. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch γ, gekennzeichnet, daß der wenigstens eine elektrisch leitende und ablenkbare Membranabschnitt (28) aus einem dünnen Blatt aus f'exiblem Material besteht, wobei eine vorbestimmte elektrische Kontaktzone (42) an dem einen Ende, eine bedruckte Zone (46) an bo dem gegenüberliegenden Ende und eine Gelenkzone (44) zwischen der elektrischen Kontaktzone (42) und der bedruckten Zone (46) besteht (F i g. 2).

3. Anzeigetafel nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die bedruckte μ Zone (46) die vorbestimmte Farbe aufweist und daß die Kontaktzone (42) und die Gelenkzone (44) eine Farbe aufweisen, die auf die Farbe des lichtundurch lässigen Mediums (16) abgestimmt ist, bzw. mit dieser übereinstimmt

4. Anzeigetafel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne Blatt des aus flexiblem Material bestehenden ablenkbaren Membranabschnittes (28) selbst für das lichtundurchlässige Medium (16) porös ist

5. Anzeigetafel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne Blatt des aus flexiblem Material bestehenden ablenkbaren Membranabschnittes (28) selbst nicht leitend ist, und daß der Membranabschnitt (28) ein elektrisch leitendes Material enthält, welches in das dünne Blatt aus flexiblem Material eingebettet ist, um dieses Material elektrisch leitend zu machen.

6. Anzeigetafel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne Blatt aus flexiblem Material elektrisch nicht leitend ist, und daß der Membranabschnitt (28) eine dünne Schicht aus elektrisch leitendem Material enthält, der über wenigstens eine Fläche des dünnen Blattes angeordnet ist.

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. Anzeigetafel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Membranabschnitt (28) vorgesehen ist und daß die aufgedruckte Zone (46) eine vorbestimmte aufgedruckte Nachricht enthält (F i g. 2,8).

9. Anzeigetafel nach den Ansprüchen 1 oder 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 unabhängigen Zuführen einer elektrischen Ladung zu jedem der Membranabschnitte (28) vorgesehen sind.

10. Anzeigetafel nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von elektrisch voneinander isolierten, jedoch elektrisch leitenden flexiblen Membranabschnitten (28) entlang der Fläche des zusammengesetzten Basisteils (12) in wenigstens einem vorbestimmten, Zeichen bildenden Muster angeordnet sind.

11. Anzeigetafel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Einrichtungen und Merkmale aufweist: eine elektrische Stromversorgungsquelle (38) mit wenigstens zwei Ausgängen unterschiedlichen elektrischen Potentials, von denen einer an die elektrisch leitende Fläche (24; 58) des zusammengesetzten Basisteils (12) und der andere an den elektrisch leitenden Überzug (20) auf der Fläche des lichtdurchlässigen Fensterabschnittes (18) angeschlossen ist; daß eine logische Steuerschaltung (40; 66; 70) mit den Mitteln (30; 48) zum Zuführen einer elektrischen Ladung zu jedem der Membranabschnitte (28) verbunden ist und elektrische Signale erzeugt, durch die vorbestimmte Membranabschnitte (28) in Abhängigkeit von Eingangssignalen aufgeladen werden, welche das zu erzeugende Zeichen wiedergeben (Fig. 1,3,4,6, 7).

12. Anzeigetafel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Stromversor-

Ausgangsgröße in einer vorbestimmten Frequenz wechselt, und daß das Potential der von der logischen Steuerschaltung (40; 66; 70) erzeugten Signale synchron mit der Ausgangsgröße der Wechselstromquelle wechselt, um uie Beziehung zwischen den Potentialen, welche der leitenden Fläche (24; 58) des zusammengesetzten Basisteiles (12) und dem entlang der Fläche des lichtdurchlässigen Fensterabschnittes (18) angeordneten leitenden Überzug (20) zugeführt werden, und den Signalen iü aufrechtzuerhalten, die den Membranabschnitten (28) zugeführt werden.

13. Anzeigetafel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein ein vorbestimmtes Zeichen bildendes Muster aus wenigstens sieben elektrisch leitenden flexiblen Membranabschnitten (28) besteht, die in Form einer blockförmigen Ziffer Acht angeordnet sind, und daß ein achter elektrisch leitender flexibler Membranabschnitt innerhalb der blockförmigen Ziffer Acht zur Bildung etwa eines Dezimalpunktes vorgesehen ist

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.

16. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch jo 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 (F i g. 1). _J5

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 Überzug (20) und der leitenden Fläche (24; 58) abzustützen.

18. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Basisteil (12) eine steife Metallplatte (24) aufweist, deren eine Seite die leitende Fläche bildet. bo

19. Anzeigetafel nach den Ansprüchen 1 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (24) eine Vielzahl von durchgehenden Bohrungen aufweist, daß eine Bohrung oder öffnung nahe bei der elektrischen Kontaktzone (42) jedes Membranab- ti Schnitts (28) angeordnet ist, daß weiter Stifte (30) zum Zuführen einer elektrischen Ladung zu jedem Meiilbraiiabsuhniti (28) aus einer Vielzahl von Metalleiterdrähten 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 Stifte (30) konzentrisch in jeder der Bohrungen angeordnet ist, wobei ein Ende der Stifte (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 Stiften (30) isolierte Durchführungen (32) vorgesehen sind, welche die Stifte (30) elektrisch gegenüber der Metallplatte (24) isoliert halten (Fig. 1).

20. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Basisteil (12) aus einem steifen Abstützsubstrat (50) aus Isoliermaterial besteht und daß die elektrisch leitende Fläche (58) aus einer dünnen Schicht elektrisch leitenden Materials besteht, welche über der Fläche des steifen Abstützsubstrats (50) aus dem Isoliermaterial auf der dem zusammengesetzten Fenster (10) zugewandten Seite bzw. benachbarten Seite angeordnet ist (F i g. 3,4).

21. Anzeigetafel nach den Ansprüchen 1,13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Basisteil (12) aus einem Basissubstrat aus Isoliermaterial und einer leitenden Fläche besteht, die sich aus einer Vielzahl von elektrisch leitenden Inseln (64) zusammensetzt, welche über der Fläche des Basissubstrats angeordnc-i sind und deren jede wenigstens einem der Zeichen formenden Muster zugeordnet ist(Fig. 1,6,7).

22. Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Abstand zwischen Fenster (10) und Basisteil (12) 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 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Fläche des zusammengesetzten Basisteils (12) aus einer Vielzahl von elektrisch isolierten, jedoch elektrisch leitenden ebenen Inseln (64; 68) in einer vielzelligen Matrixanordnung besteht, die der vielzelligen Matrixanordnung des Zeichen formenden Musters 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 Signale, die das für jedes der Zeichen formenden Muster in einer vorbestimmten Folge zu erzeugende Zeichen wiedergeben; und Mittel, um bestimmten Inseln (64; 68) vorbestimmter Folge synchron mit den elektrischen Signalen das entsprechende eine Ausgangspotential aus der StromversorfcUngsquelle (38) zuzuführen und um gleichzeitig allen anderen Inseln (64; 68) das andere Ausgangs potential der Stromversorgungsquelle (38) zuzuführen (Fi g. 6, 7).