DE2743907A1 - Passives elektrooptisches display - Google Patents

Passives elektrooptisches display

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Description

SIEMEES AKTIENGESELLSCHAPT Unser Zeichen Berlin und München VPA JfP f t 4 8 BRD Passives elektrooptisches Display
Die Erfindung betrifft ein passives elektrooptisches Display zur Darstellung von optischen Informationen wie Ziffern, Zeichen oder dergl., mit einer Vorderplatte und einer Ruckplatte, die auf ihren einander zugewandten Seiten jeweils mit getrennt ansteuerbaren Elektroden (Segmentelektroden auf der Vorderplatte, Rückelektroden auf der Rückplatte) versehen sind und ein bereichsweise zwischen optisch verschiedenen Zuständen schaltbares Medium, insb. eine Flüssigkristall-Substanz, zwischen sich einschließen. Derartige Anzeigen, die im Gegen satz zu aktiven Displays kein eigenes Licht erzeugen sondern lediglich Fremdlicht modulleren, lassen sich auf verschiedene Weise realisieren und sind bereits seit Jahren in einer Vielzahl von Ausführungen im Handel. Einen Überblick über die dabei möglichen Anzeigeprinzipien geben beispielsweise H.-E. Bergt und r.-H. Walter in "Elektronik" £, 1976, S. 36-42; eine Übersicht in sehr gedrängter Form ist in "NTZ" 28_, 1975, S. Σ62 und K63 zu finden.
Auch bei sorgfältiger Displayfertigung kann man nicht verhindern, daß einzelne Segmente im Laufe des Betriebs ausfallen oder fälschlicherweise aktiviert werden» Solche Defekte, die ver-
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schledene Ursachen haben können (Unterbrechungen der Leiterbahnen, Ausfall einzelner Ansteuerleitungen, Kurzschlüsse im Bereich des Mediums), führen häufig zu einer für den Betrachter nicht erkennbaren Fehlanzeige, die in einer Reihe von An-Wendungen, beispielsweise bei Eichinstrumenten oder Meßgeräten, nicht zugelassen werden kann.
Bei aktiven Displays, etwa LED-Anzeigen, kann man die Darstellung auf relativ einfache Weise kontrollieren: Man mist die Segmentströme und vergleicht sie mit der angebotenen (codierten) Information; ggf. wird ein Fehlersignal ausgelöst. Eine solche überwachung kommt allerdings für passive Anzeigen, insb. Flüssigkristallanzeigen, mit ihren um Größenordnungen geringeren, relativ stark streuenden Segmentströmen nicht infrage. Hier hat man sich bisher mit redundanten Darstellungen (D(T-OS 24 02 749) oder noch we It er gehenden Segmentierungen (DT-OS 24 59 488) beholfen, Maßnahmen, die zweifellos einen erheblichen Herstellungs- und/oder Schaltungsmehraufwand bedeuten.
Um diesen unbefriedigenden Zustand zu beseitigen, wird bei einer Anzeige der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Vorderplatte zusätzliche Elektroden (Kontrollelektroden) trägt, die jeweils mit einer derjenigen Seg- mentelektroden ("gefährdete Segmentelektroden") elektrisch verbunden sind, bei deren Ausfall oder Fehlansteuerung ein andereβ mögliches Zeichen aus dem Zeichenvorrat des Displays dargestellt wird, und daß die Rückplatte eine Rückelektrode ("Kontrollrückelektrode") enthält, die nur den Kontrollelek troden gegenüberliegt.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß bei praktisch jeder Art von Segmentierung ein mehr oder weniger großer Teil aller vorhandenen Segmente im Falle eines Defekte zu Darstellungen führt, die sofort als fehlerhaft erkannt werden können.
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Wenn man also nur für die verbliebenen, wirklich kritischen Segmentelektroden iontrollvorkehrungen trifft, dann kann man mit einer relativ geringen Mehrbelastung eine im Grunde ausreichende Überwachung erzielen. Dabei läßt sich der Prüfauf- wand vorallem dann in Grenzen halten, wenn, wie erfindungsgemäß vorgeschrieben, die Eontrolle mittels zusätzlicher Elektroden auf den beiden Trägerplatten geschieht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
Die Erfindung wird nun anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Pig. 1 ein erfindungsgemäßes FK-Display, im Seitenschnitt,
und
Pig. 2 vom FK-Display der Fig. 1 die Elektrodenanordnung.
In den sehr' schematisch gehaltenen Figuren sind Displayteile, die für ein Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erforderlich sind, beispielsweise die elektrischen Zuleitungen oder Anschlüsse, unbezeichnet geblieben oder ganz weggelassen.
Die Fig. 1 zeigt eine einstellige Ziffernanzeige auf Flüssigkristallbasis. Das dargestellte Display arbeitet nach dem Prinzip einer sog. "Drehzelle" und enthält im Einzelnen einen vorderen Linearpolarisator 1, eine vordere Trägerplatte 2, eine hintere Trägerplatte 3 und einen hinteren, zum vorderen parallelen Linearpolarisator 4. Die beiden Trägerplatten sind über einen Rahmen 6 voneinander beabstandet. Die vom Rahmen und den beiden Platten begrenzte Kammer ist mit einer FK-Substanz 7 gefüllt. Nähere Angaben über Herstellung und Betrieb einer Drehzelle sind in der DT-OS 21 58 563 enthalten.
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Die beiden Trägerplatten 2 und 3 sind auf ihren einander zugewandten flächen jeweils mit getrennt ansteuerbaren, leitfähigen Belägen versehen. Wie aus der Fig. 2 am deutlichsten hervorgeht, trägt die !Trägerplatte 3 zwei Rückelektroden (Ziffernrückelektrode 8, Eontrollrückelektrode 9). Auf der Vorderplatte 2 sind zunächst sieben Segmentelektroden 11 angebracht, die sich in an sich bekannter Weise zu einer "8n ergänzen. Es handelt sich dabei um eine obere Querelektrode a, eine mittlere Querelektrode g, eine untere Querelektrode d, eine linke obere Längselektrode f, eine rechte obere Längselektrode b, eine linke untere Längselektrode e und eine rechte untere Längselektrode c. Jede dieser Segmentelektroden ist mit einer eigenen Zuleitung versehen.
Eine Analyse der in üblicher Weise aufgebauten Sieben-Segment-Ziffern 0 bis 9 ergibt, daß bei Ausfall oder Fehlansteuerung der in der Figur schraffiert eingezeichneten Segmentelektroden a,b,e,f und g andere mögliche Ziffern entstehen; beispielsweise zeigt das Display ohne die Segmentelektrode f statt einer 9 eine 3 an. In allen diesen Fällen kann ein Betrachter die Falschanzeige nicht sofort als solche erkennen. Die aufgezählten Segmentelektroden werden daher überwacht. Zu diesem Zweck sind auf der Trägerplatte 2 unterhalb des eigentlichen Ziffernbereiches Eontrollelektroden 12,13,14,16 und 17 vorgesehen. Jede Eontrollelektrode ist mit einer der gefährdeten Segmentelektroden elektrisch verbunden. Von den beiden Rückelektroden liegt die Zlffernrückelektrode 8 den Ziffernsegmenten gegenüber, während sich die Eontrollrückelektrode 9 in Blickrichtung hinter den Eontrollelektroden befindet.
Das Display wird folgendermaßen betrieben:
In einem ersten Schritt werden die sieben Segmente entsprechend der anzuzeigenden Information angesteuert, wobei die Rückelektrode 8 aktiv ist. In einem zweiten Schritt werden die
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Kontrollelektroden und die Rückelektrode 9 angesteuert. Zweckmäßigerweise werden dabei auch noch alle Eontrollelektroden periodisch, beispielsweise im Sekundentakt, ein- und ausgeschaltet.
Gegenüber einem PK-Display ohne jede Kontrollmöglichkeit ist bei dem geschilderten Ausführungsbeispiel ein gewisser, rom Ergebnis her jedoch vollauf gerechtfertigter Zusatzaufwand erforderlich: Bas Display benötigt eine Klemme mehr, hat eine etwas komplexere Leitungsführung und ist mit einer FK-Substanz zu versehen, die einen Zwei-Schritt-Multiplexbetrieb zuläßt. Außerdem verlangt die zweite Rückelektrode einen weiteren Treiber. Schließlich muß das Ansteuerteil für den Zwei-Schritt-Multlplexbetrieb ausgelegt sein und eine Zusatzlogik zur An- steuerung der zu kontrollierenden Segmente sowie eine Blinkeinrichtung zum Ein- und Ausschalten der Kontrollelektroden enthalten.
Ein erfindungsgemäßes Display wird folgendermaßen überwacht: Im Betrieb müssen alle dargestellten Symbole zum Zeichenvorrat der Anzeige gehören. An keiner Stelle darf ein nichtgültiges Zeichen wiedergegeben werden. Die Kontrollelemente sind alle entweder ein- oder ausgeschaltet. Zeigt nur eine Kontrollelektrode falsch an, so ist auch die dargestellte Information fehlerhaft.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. So kommen neben einer FK-Anzeige auch andere passive elektrooptisch« Displays und unter Umständen sogar auch Anzeigen infrage, die eine Segmentstromkontrolle zulassen würden, denn wenn ein Teil der Kontrollfunktion dem Betrachter übertragen wird, verringert sich der Aufwand in jedem Falle. Auch kann man die darzustellenden Ziffern auf andere Weise segmentleren (DT-OS 25 20 650) oder zu gänzlich anderen Symbolen bis hin zu Matrixdarstellungen übergehen. Daneben könnte es sich
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im Einzelfall auch empfehlen, die optische Eontrolle durch eine zusätzliche elektronische Kontrolle innerhalb des Ansteuerteils zu ergänzen. Dies kann beispielsweise durch Registrierung der kapazitiven Segmentströme geschehen, die sich bei Bedarf etwa durch Zuschalten von Kondensatoren problemlos erhöhen lassen. Im übrigen bleibt es dem Fachmann unbenommen, den Multiplex-Schritt zur Kontrolle der gefährdeten Segmente mit einem Mehrschritt-Multiplex-Betrieb für die Informationsdarstellung (DT-OS 21 63 634·) zu kombinieren.
7 Patentansprüche 2 Figuren
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Claims (7)

- * - 77 P t t 4 8 BRD Patentansprüche
1.'Passives elektrooptisches Display zur Darstellung von Informationen wie Ziffern, Zeichen oder dergl., mit einer Vorderplatte und einer Rückplatte, die auf ihren einander zugewandten Seiten jeweils mit getrennt ansteuerbaren Elektroden (Segmentelektroden auf der Vorderplatte, Rückelektroden auf der Rückplatte) versehen sind und ein bereichsweise zwischen optisch verschiedenen Zuständen schaltbares Medium, insb. eine Flüssigkristall-Substanz, zwischen sich einschließen, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorderplatte (2) zusätzliche Elektroden (Zontrollelektroden 12,13,14,16 und 17) trägt, die jeweils mit einer derjenigen Segmentelektroden ("gefährdete Segmentelektroden" a,b,e,f und g) elektrisch verbunden ist, bei deren Ausfall oder Fehlansteuerung ein anderes mögliches Zeichen aus dem Zeichenvorrat des Displays dargestellt wird, und daß die Rückplatte (3) eine Rückelektrode (Kontrollrückelektrode 9) enthält, die nur den Kontrollelektroden (12,13,14,16 und 17) gegenüberliegt.
2. Display nach Anspruch 1, mit sieben, zusammen eine "8" bildenden Ziffernsegmentelektroden (obere, mittlere und untere Querelektrode a bzw. g bzw. d, linke obere, rechte obere, linke untere und rechte untere Längselektrode f bzw. d bzw. e bzw. c), dadurch gekennzeichnet , daß fünf Kontrollelektroden (12,13,14,16 und 17) vorgesehen sind, und zwar jeweils in elektrischer Verbindung mit den Ziffernelektroden a,b, e,f und g.
3. Display nach Anspruch 1 oder 2, zur Darstellung von mehrstelligen Zahlen, mit Kommasegmentelektroden zwischen den einzelnen Stellen, dadurch gekennzeichnet, daß auch für die Kommasegmentelektroden jeweils elektrisch mit diesen verbundene Kontrollelektroden vorgesehen sind.
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4. Display nach einem der Ansprüche 1 bis 3, g e k e η η -zeichnet durch seine Verwendung für Eichinstrutnente oder Meßgeräte, insb. Waagen.
5. Display nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn -zeichnet durch seine Verwendung für Registrier« kassen oder Benzinpumpen, insb. in Tankstellen-Zapfsäulen.
6. Verfahren zur Ansteuerung eines Displays gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontrollelektroden und die Kontrollrückelektrode zu gewissen Zeiten automatisch angesteuert, insb. periodisch ein- und ausgeschaltet werden.
7. Verfahren zur Ansteuerung eines Displays nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Rückplatte eine weitere, den Segmentelektroden gegenüberliegende Rückelektrode (Bildrückelektrode) trägt, dadurch ge kennzeich -net , daß in einem ersten Schritt eines Zwei-Schritt-Multiplexbetriebs die Segmentelektroden und die Bildrückelektrode entsprechend der darzustellenden Information angesteuert werden und daß in einem zweiten Schritt alle Kontrollelektroden und die Kontrollrückelektrode angesteuert werden.
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