DE2931327A1 - Anzeigesystem, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Anzeigesystem, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

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DE2931327A1
DE2931327A1 DE19792931327 DE2931327A DE2931327A1 DE 2931327 A1 DE2931327 A1 DE 2931327A1 DE 19792931327 DE19792931327 DE 19792931327 DE 2931327 A DE2931327 A DE 2931327A DE 2931327 A1 DE2931327 A1 DE 2931327A1
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electrodes
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scale
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Hans Prohaska
Horst Rachner
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SWF Auto Electric GmbH
Original Assignee
SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
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Description

A T2 589 - -4 -
Anteigeayatem, inabesondere für Kraftfahrzeuge
Di· Erfindung geht aus von einem Anzeigesystem gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Es wird derzeit verstärkt an sogenannten Displays gearbeitet, die die bisher üblichen Einzelinstrumente wie Drehzahlmesser,. Tachometer usw. in Kraftfahrzeugen ersetzen sollen. In Kraftfahrzeugen werden derzeit Zeigerinstrumente bevorzugt, wobei dem Zeiger eine Skala mit Zahlen und Strichmarken derart zugeordnet ist, daß auch der tatsächliche Wert der Messgröße erkennbar wird. Damit die Skala auch bei Dunkelheit gut sichtbar ist, wird sie von einer Lichtquelle von der Vorderseite her beleuchtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte elektrooptische Zellen mit einem möglichst geringen fertigungstechnischen Aufwand so weiterzubilden, daß der für den Fährer wahrnehmbare Gesamteindruck demjenigen herkömmlicher Instrumente entspricht. Dazu muß die Skala - aber natürlich auch der Zeiger oder das Lichtband - auch bei Dunkelheit ausreichend scharf abgebildet und gut erkennbar sein.
Diese Aufgabe wird bei einem Änzeigesystem der eingangs erwähnten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Wesentlich ist dabei, daß zur Darstellung der Skala das Hinterlicht der elektrooptischen Zelle ausgenutzt und daher auf das bei bekannten Instrumenten notwendige Auflicht verzichtet werden kann. Wesentlich ist weiter, daß nur einer der beiden lichtdurchlässigen Bereiche in der Folie oder zwischen den lichtdurchlässigen Platten entsprechend der Kontur der Skala ausgebildet 1st, so dafi ein geringer seitlicher Versatz der einzelnen lichtdurchlässigen Bereiche, der in der Fertigung auch mit größerem Aufwand vermutlich nicht ausgeschlossen werden kann, keine erhebliche Rolle spielt. Die Skala mit ihren Strichmarken und Zahlen ist auch bei einem solchen geringen Versatz ausreichend deutlich erkennbar.
Besonders bevorzugt wird eine Ausführung, bei der die lichtdurchlässigen Bereiche zwischen den Platten durch Verdrängung der Flüssigkeit geschaffen
sind, ■ ■ ."■-■".
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A 12 589 - 5 - -
Dabei wird die Skala mit ihren Zahlen und Strichmarken auf rein optischem Wege abgebildet, ohne daß dazu die elektroopitschen Eigenschaften der mit einer Flüssigkeit gefüllten Zelle ausgenutzt werden. Die Flüssigkeit kann beispielsweise dadurch verdrängt werden, daß man zwischen den Platten lichtdurchlässige Einsätze anordnet, die gemäß einer vorteilhaften 1Ö Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise einstückig mit dem Distanzrahmen ausgebildet sind. Dabei werden diese Einsätze vorzugsweise eine größere flächenmäßige Ausdehnung aufweisen und die Fenster in der Folie werden eine Kontur entsprechend der anzuzeigenden Skala haben. Es wird angenommen, daß eine solche Ausführung fertigungstechnisch einfacher herstellbar ist als die Alternative, bei der die Einsätze eine Kontur entsprechend der anzuzeigenden Skala mit ihren Ziffern und Striehmarken aufweist und die Fenster in der Folie größer sind.
Natürlich können die lichtdurchlässigen Bereiche zwischen den Platten auch durch Ansteuerung entsprechender Elektroden realisiert werden. Dann läßt sich durch entsprechende Auslegung der ^steuerschaltung dieses Anzeigesystems erreichen, daß beispielsweise nur jeweils die Zahl der Skala angezeigt wird, die der Anzeigestellung des Lichtbandes bzw. Zeigers entspricht.
Bei einem Anzeigeelement mit einem schwenkbaren Zeiger bereitet die _, Anordnung der einzelnen Segmente Schwierigkeiten. Die Breite der Segmente und damit auch der Winkel zwischen zwei Segmenten kann nämlich nicht beliebig reduziert werden. Daraus resultiert bei den bekannten Systemen, daß der Beobachter einen springenden, und nicht einen sich annähernd kontinuierlich bewegbaren Zeiger wahrnimmt. Um diesen Mangel zu vermeiden wird vorgeschlagen, daß die elektroopische Zelle sieh teilweise überlappende Elektroden in/mehreren Ebenen aufweist, die jeweils durch eine dielektrische Schicht voneinander getrennt sind.
Eine Reihe der bekannten elektrooptischen Zellen, insbesondere die sogenannten Kolloid-Displays, sind bei tieferen Temperaturen nicht mehr vo 1-1 funktionsfähig. Es muß deshalb eine Heizung vorgesehen werden. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, die Flüssigkeit durch die Strahlung
-0 der ohnehin vorgesehenen Beleuchtungseinrichtung stellenweise zu erwärmen, so daß diese zwischen den durchsichtigen Platten umgewälzt wird.
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A 12 589 - 6 -
Dies läßt sich sehr einfach dadurch ereichen, daß man in den Strahlengang 5 der Beleuchtungseinrichtung einzelne Sammellinsen einbringt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 Eine Teilansicht auf die Vorderseite einer
elektrooptischen Zelle,
Fig. 2 einen nicht maßstabsgerechten Schnitt entlang
der Schnittlinie II - II in Fig. 1,
eine Ansicht und einen Schnitt bei einem anderen Ausfuhrungsbeispiel mit rein optischer Darstellung der Skala,
Ansichten und Schnitte anderer Ausfuhrungsbeispiele mit einer Ansteuerung bestimmter Elektroden zur Darstellung der Skala,
Ansichten auf die lichtdurchlässige Platte mit den aufgedampften Elektroden,
Ansicht und Schnitt durch ein Anzeigeelement mit einem Zeiger und
Fig. 14 einen stark vereinfachten Gesamtschnitt durch
. ein Anzeigesystem.
Die elektrooptisehe Zelle nach den Fig. 1 und 2 besteht aus zwei Glasplatten 10 und 11, auf die jeweils eine leitfähige, mehrere Elektroden
aufweisende Schicht 12 bzw. 13 aufgedampft ist. Darüber befindet sich
^j jeweils eine isolationsschicht 14 bzw. 15, die ebenfalls durchsichtig sind.
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ORIGINAL INSPECTED
Fig. 3 und 4
20
- ". "- Fig. 5 bis 8
25
Fig. 9 bis 11
30 Fig. 12 und 13
A 12 589 - 7 -
Die beiden Glasplatten 10 und 11 mit den darauf befindlichen Schichten c werden durch einen Distanzrahmen 16 auf Abstand gehalten, von dem in Fig. nur ein Teil, nämlich der Einsatz 17 sichtbar ist. Im übrigen ist der Raum zwischen derr Glasplatten durch eine Flüssigkeit aufgefüllt, deren optischen Eigenschaften durch Ansteuerung der Elektroden 12 und 13 veränderbar sind. 1jj Auf der Rückseite der Zelle befindet sich eine Beleuchtungseinrichtung 18. In Blickrichtung vor der Glasplatte 10 befindet sich eine lichtundurchlässige Folie 19, in die Fenster 20 eingearbeitet sind.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt in Blickrichtung des Pfeiles A auf die Folie ^ 19, wobei der schraffierte Bereich lichtundurchlässig ist. Die Fenster 20 haben eine Kontur, die den Strichmarken 21 bzw. den Zahlen 22 entsprechen.
Diese Marken und Zahlen kann man zusammenfassend als Skala bezeichnen. Dieser Skala ist ein Anzeigeelement mit einem verschwenkbarem Zeiger 23
zugeordnet. Die Folie 19 hat eine kreisringförmige Aussparung 2M in dem 2Q Bereich, in dem der Zeiger 23 wandern kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 wird die Skala mit den Zahlen und Strichmarken allein auf optischer Basis dargestellt. Dazu ist die Flüssigkeit zwischen den Platten 10 und 11 durch einen
je lichtdurchlässigen Einsatz 17 verdrängt. Da im übrigen alle Schichten der Zelle lichtdurchlässig sind, werden also diese Zahlen und Ziffern in Blickrichtung A sichtbar, sobald die Beleuchtungseinrichtung 18 eingeschaltet ist. Die elektrooptischen Eigenschaften der Zelle werden dabei nicht ausgenutzt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der
^, lichtdurchlässige Bereich zwischen den Platten, der durch den Einsatz 17 gebildet ist,· größer ist als die Außenkontur der Fenster 20 in der Druckfolie 19 auf der vorderen Glasplatte. Dies ist - wie eingangs schon erwähnt - aus fertigungstechnischen Gründen zweckmäßig.
nc Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 stellt praktisch eine Umkehrung dar, wobei aber ebenfalls die elektrooptischen Eigenschaften der Zelle nicht ausgenutzt werden. Bei diesem System sind die Einsätze 17 zwischen den Glasplatten so geformt, daß ihre Kontur derjenigen der ; anzuzeigenden Symbole entspricht. Der lichtdurchlässige Bereich in der
_Λ Druckfolie, z-z? durch das Fenster 20 gebildet ist, hat dagegen eine flächenmäßigs grüPere Ausdehnung. Wie Fig. 3 seigt, kann dieses Fenster 20
-- ■ " . -- . .-■ 13Ö-008/0328 ■ -: - :- "V
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ebenfalls als kreisringförmige Aussparungen alle Einsätze zur Bildung der verschiedenen Ziffern und Strichmarken überdecken. Bei den bisher beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen ist die gesamte Skala sichtbar, sobald die Beleuchtungseinrichtung eingeschaltet ist. Bei ausgeschalteter Beleuchtung und einem genügend starken Auflicht bleibt die Skala aufgrund verschiedener Reflektieren aohwach sichtbar.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen Ausführungen, bei denen die elektrooptischen Eigenschaften der Zelle autgenutzt werden. Wiederum sind zwei lichtdurchlässige Bereiche unterschiedlicher Ausdehnung vorgesehen. Bei der Ausführung nach Fig. 6 entsprechen die Fenster 20 in der Folie 19 den darzustellenden Zeichen und Ziffern. Bei Ansteuerung der Elektrode 30 und der Gegenelektrode 13 wird die Flüssigkeit im Bereich unterhalb dieser Elektrode 30 lichtdurchlässig, so daß hiermit der zweite lichtdurchlässige Bereich mit einer größeren flächenmäßigen Ausdehnung geschaffen wird. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ufid 8 entspricht im wesentlichen dem nach den Fig. 3 und 4 insofern, als nun wieder das Fenster 20 in der Druckfolie 19 eine flächenattßige größere Ausdehnung hat, dagegen aber nun mehrere Elektroden 30, 30* angesteuert werden, so daß lichtdurchlässige Bereiche in der Flüssigkeit geschaffen werden, deren Kontur derjenigen der abzubildenden Zeichen entspricht.
Bei allen Ausführungsbeispielen sind also zwei lichtdurchlässige Bereiche vorgesehen, von denen der eine eine Kontur entsprechend den abzubildenden Zeichen und der andere eine flächenmäßig größere Ausdehnung aufweist. Die den Zeichen entsprechenden Bereiche können entweder in der Druckfolie oder zwischen den Glasplatten vorgesehen sein. Die lichtdurchlässigen Bereiche zwischen den Glasplatten körnten entweder durch Verdrängung der elektrooptischen Flüssigkeit oder durch Ausnutzung des elektrooptischen Effektes der Zelle gebildet werden.
* _ Fig. 9 zeigt eine Teilansicht auf eine der Glasplatten mit den verschiedenen einzeln ansteuerbaren Elektroden 30. Die Zahlen der Skala werden ebenfalls durch Ansteuerung von entsprechend ausgebildeten Elektroden angezeigt. Aus Fig. 9 ist ersichtlich, daß einzelne Segmente des Lichtbandes elektrisch leitend direkt mit den Elektroden der Zahlen verbunden sind und von diesen Zahlen Anschlußdrähte 31 zum Rand der Zelle führen.
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Das bedeutet, daß beispielsweise bei Anzeige eines Geschwindigkeitswertes von 10 km/h die ersten Elektroden des Lichtbandes und zusätzlich die Zahl 10 aufleuchtet. Die übrigen Elektroden sowie die Zahl 20 und die folgenden Zahlen bleiben dagegen dunkel oder sind nur schwach sichtbar. Erhöht sich ^iie Geschwindigkeit auf einen Wert größer 20, leuchtet dagegen zusätzlich auch die Zahl 20 der Skala auf. Insgesamt läßt sich feststellen, daß jeweils nur die Zahlen angesteuert werden, die kleiner als der momentane Meßwert sind. Bei anderen nicht mehr dargestellten Ausführungen könnte man auch daran denken, daß jeweils nur gerade die Zahl angesteuert wird, die dem Meßwert am nächsten liegt. .
Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 die Zahlen zwischen dem Anzeigeelement 27 und den Anschlußdrähten 31 liegen, zeigt Fig. 10 eine Ausführung, bei der die Zahlen auf der gegenüberliegenden Seite des Anzeigeelementes 27 angebracht sind. Dies hat sich als zweckmäßig
herausgestellt, weil bei einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Elementen 20
innerhalb des Anzeigeelementes 27 unter Umständen Schwierigkeiten bezüglich der Leitungsführung der Anschlußdrähte bei der Ausführung nach Fig. 9 bestehen. Ein Unterschied zwischen Fig. 9 und 10 besteht auch insoweit, als im ersten Fall die Elektroden eine Kontur entsprechend der darzustellenden Zahlen aufweisen, während im zweiten Falle die Elektroden etwa quadratische
Felder sind und in der Druckfolie Fenster mit einer Kontur entsprechend den Zahlen vorgesehen sind. Das eine Ausführungsbeispiel entspricht also im wesentlichen dem nach den Fig. 5 und 6, das andere dem nach den Fig. 7 •und 8.
Fig. 11 zeigt eine Ausführung ähnlich Fig. 1Q, wobei aber nun die einzelnen Zahlen alle .miteinander verbunden und an eine Elektrode des Anzeigeelementes angeschlossen sind, die bei einem geringen Meßwert aufleuchtet. Sobald dieser Meßwert erreicht ist, leuchten alle Zahlen der Skala auf. _ " ; . ; .
.. '
Die Fig. 12 und 13 beziehen sich auf eine zweckmäßige Ausführung eines Anzeigeelementes mit einem wandernden Zeiger. Dabei sind in den Ebenen _ E1J-E , E jeweils Elektroden 30, 30', 30" entsprechend der Kontur des abzubildenden Zeigers angeordnet. Diese Elektroden überlappen sich
""' teilweise und werden bei zunehmender Meßgröße entsprechend Fig. 12 in alphabetischer Reihenfolge jangesteuert. - _.
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Der Zeiger 23 bewegt sich daher nur in ganz kleinen Schritten vorwärts, so daß nicht der Eindruck eines springenden Zeigers entsteht.
In Fig. 14 ist schematisch ein Schnitt durch das gesamte Display dargestellt, daß mehrere Anzeigeelemente zur Darstellung der
ΙΟ Geschwindigkeit und der Drehzahl und der Uhrzeit und ähnlichem aufweist. Die Beleuchtungseinrichtung 18 besteht aus der Glühlampe UO und einem zugeordneten Reflektor 41. In den Strahlengang dieser Beleuchtungseinrichtung sind Linsen 42 eingebracht, die das Licht der Beleuchtungseinrichtung sammeln. Die Lichtenergie wird daher gezielt an bestimmte Stellen innerhalb der Flüssigkeitsschicht geführt, so daß aufgrund der örtlichen Erwärmung eine Umwälzung der Flüssigkeit gewährleistet ist. Dabei wird man darauf achten, daß die Lichtenergie an solche Stellen herangeführt wird, die von der Folie lichtundurchlässig abgedeckt sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß die elektrooptische Zelle auch noch bei tieferen Temperaturen funktionsfähig bleibt.
Abschließend wird darauf hingewiesen, daß die beschriebenen Vorschläge bei den unterschiedlichsten elektrooptischen Zellen verwirklicht werden können. Insbesondere gilt dies für sogenannte Kolloid-Displays, Flüssigkeitskristall-Displays und Elektrofluoreszenz-Displays.
Abschließend wird darauf hingewiesen, daß die Vorschläge bezüglich der Darstellung eines wandernden Zeigers mit sich überlappenden Elektroden in mehreren Ebenen und bezüglich der örtlichen Erwärmung der Flüssigkeit auch ■q unabhängig von den zuvor beschriebenen Gedanken verwirklicht werden können.
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Claims (1)

  1. SWF-SPEZIALFABRIK FÜR AUTOZUBEHÖR GUSTAV RAU GMBH 7120 Bietigheim-Bissingen
    • PAL/A 12 589
    Kübler/kl 26. Juli 1979 10
    Anzeigesystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge
    j 1J Anzeigesystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem Anzeigeelement, beispielsweise in.Form eines Lichtbandes oder eines verschwenkbaren Zeigers, zur Anzeige·eines sich ändernden Meßwertes, wobei diesem Anzeigeelement eine Skala mit·Zahlen und gegebenenfalls Strichmarken derart zugeordnet ist, daß die tatsächliche Gruft« das durch das Anzeigeelement dargestellten Meßwertes erkennbar wird, wobei dieses Anzeigeelement durch eine mit einer Flüssigkeit gefüllte elektrooptische Zelle realisiert ist, die zwei lichtdurchlässig·, durch einen Distanzrahmen getrennte und mit durchsichtigen Elektroden versehene Platten aufweist und der auf der Rückseite eine Beleuchtungseinrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung der Skala eine der Platten (10) eine lichtundurchlässige Folie (19) mit ausgesparten Fenstern (20) und damit lichtdurchlässigen Bereichen trägt, und daß zwischen den Platten (10, 11} ebenfalls lichtdurchlässige Bereiche geschaffen sind, wobei die einen Bereichen entsprechend der Kontur der Skala ausgebildet sind und die anderen Bereich« «ine gröÄer« flächenma'Äige Ausdehnung aufweisen.
    2. Anzeigesystera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (20) in d«r Foil« (19) «in« Kontur entsprechend der anzuzeigenden
    Skala aufweisen.
    3. Anzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässigen Bereiche zwischen den Platten (10, 11) eine Kontur entsprechend der anzuzeigenden Skala aufweisen.
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    A 12 589 - 2 -
    4. Anzeigesystem nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch
    gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässigen Bereiche zwischen den Platten (10,11) durch Verdrängung der Flüssigkeit geschaffen sind.
    5. Anzeigesystem nach Anspruoh H, dadurch gekennzeichnet, daß zur Φ Bildung der lichtdurchlässigen Bereiche zwischen den Platten (10, 11) lichtdurchlässige Einsätze (17) angeordnet sind.
    6. Anzeigesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätz· (17) einstückig mit den Distanzrahmen (16) ausgebildet und vorzugsweise durch eine im Siebdruckverfahren hergestellte Folie realisiert werden.
    7. Anzeigesystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daft die lichtdurchlässigen Bereiche zwischen den Platten (10, 11) durch
    2Q Ansteuerung entsprechender Elektroden (30) realisiert sind.
    8. Anzeigesystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da* die Skala mit ihren Zahlen undStrichmarken dauernd sichtbar 1st,
    9. Anzeigesystem nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur die der Anzeigestellung des Lichtbandes bzw. Zeigers entsprechende nächstliegende Zahl angesteuert ist.
    £ 10. Anseigesystea nach Anspruoh 7, dadurch gekennzeichnet, da· jeweils nur die Zahlen angesteuert sind, die kleiner al· der aoatentan· KtAwert sind.
    11. Anzeigesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dai die tür Darstellung der einseinen Zahlen aktivierbaren Ilefcfcroden mit den
    Elektroden der entsprechenden Segmente des Aneeigeeiewentea verbunden sind.
    12« Anzeigesyate« nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Elektroden, die zur Darstellung der Zahlen aktiviert werden müssen, mit einer llektrod* 4·» Anzeigeelement·« elektrisch leittnd verbunden sind, die ^3 bei einem niedrigen Mtlwert aktiviert wird.
    ORIGINAL INSPECTED
    A 12 589 : ■'"■"- 3 -
    13. Anzeigesystem nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden für die Zahlen zwischen den Elektroden des Lichtbandes oder Zeigers und den zum Zellenrad führenden Anschlußleitungen (31) angeordnet sind.
    1Ö 14. Anzeigesystem nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden für die Zahlen auf den den Anschlußleitungen gegenüberliegenden Seiten der Elektroden des Lichtbandes angeordnet sind.
    15. Anzeigesystem, insbesondere nach wenigestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung eines sich ändernden Lichtbandes oder eines sich bewegenden Zeigers die elektroptische Zelle sich teilweise überlappende Elektroden (30, 30', 30") in mehreren Ebenen (E", E , E_) aufweist, die jeweils durch eine dielektrische Schicht voneinander'getrennt und einzeln ansteuerbar sind.
    16. Anzeigesystem, insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Strahlung von der Beleuchtungseinrichtung (18) die Flüssigkeit in der elektrooptischen Zelle stellenweise erwärmt wird.
    "■IT* Anzeigesystera nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnetr.daß in dem Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung einzelne Sammellinsen (42) angeordnet sind und damit die Intensität der Strahlung der
    3Q Beleuchtungseinrichtung an bestimmten Stellen «wischen den Platten CiO, 11) verstärkt wircF.
    130008/0328
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