CH531239A - Opto-elektronisches Schieberegister mit einem Flüssigkristall als Anzeigemedium - Google Patents

Description

  
 



  Opto-elektronisches Schieberegister mit einem Flüssigkristall als Anzeigemedium
Die Erfindung betrifft ein opto-elektronisches Schieberegister mit einem Flüssigkristall als Anzeigemedium, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schieberegisters in Dünnschichttechnik und die Verwendung eines solchen Schieberegisters als Ringzähler.



   Elektronische Schieberegister sind für Mess- und Steueraufgaben !der   tDigitaltechnik      unentbehrlich.    Ist der Mess- oder Steuerzustand sichtbar zu machen, so sind anzeigende Schieberegister erforderlich.



   Die Ausführung solcher anzeigender Schieberegister oder auch Zähler mit   selbstleuchtenden    Elementen,   beispielsweise    Lumineszenzdioden, bedingt einen nicht unbeträchtlichen Aufwand an elektrischer Energie. In einem bekannten Zähler (Electronics July 6, 1970, S. 64 ff) werden daher als Segmente siebensegmentiger Ziffernanzeiger Zellen mit Flüssigkristallschichten verwendet, die durch das Anlegen einer elektrischen Spannung derart aktiviert werden, dass sie vom transparenten in einen lichtstreuenden Zustand übergehen. Da die Steuerelektronik hier die Energie für die Lichtemission nicht liefern muss, ist der Bedarf an elektrischer Energie sehr viel geringer.



   Die bekannten Zähler haben aber den Nachteil, dass zur Ansteuerung der richtigen Segmente der anzuzeigenden Ziffer eine komplexe Dekodierung erforderlich ist, wodurch der   materiell    Aufwand steigt.



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen elektronischen Zähler bzw. ein Schieberegister mit einem Flüssigkristall als Anzeigemedium zu schaffen, dessen materieller und energetischer Aufwand minimal ist.



   Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei dem opto-elektronischen Schieberegister mit einem Flüssigkristall als Anzeigemedium eine Mehrzahl von Elektroden vorgesehen ist, mittels welcher einzelne Zellen des Anzeigemediums separat aktivierbar sind, und die Elektroden jeweils mit mindestens   einem    Photowiderstand verbunden sind, welcher von einer nicht zu der Elektrode gehörenden Zelle her beleuchtbar ist und an einer Steuerleitung liegt, welche mit Schiebe-Impulsen beaufschlagt   wird.   



   Zweckmässigerweise sind mindestens zwei Steuerleitungen vorgesehen,   die    abwechselnd mit einer Steuergleichspannung beaufschlagt werden.



   Man kann als Anzeigemedium einen nematischen Flüssigkristall verwenden, dessen Streuaktivität bekanntlich relativ rasch abklingt, wenn die aktivierende Spannung abgeschaltet wird. Dann liegen   zweckmässigerwei    se parallel zu den genannten, ersten Photowiderständen jeweils zweite Photowiderstände, die von der zu der jeweiligen Elektrode zugehörigen Zelle her beleuchtbar sind.



   Man kann aber auch eine Mischung aus einem nematischen und einem cholesterinischen Flüssigkristall vorsehen. Dann braucht keine ständige Beleuchtung vorhanden zu sein, wie dies bei der erstgenannten Ausführungsform notwendig ist, sondern es genügt eine mit dem Beginn eines Schiebe-Impulses auf einer der Steuerleitungen gezündete Beleuchtungsquelle, da die Streuaktivität der genannten Mischungen bekanntlich nur ausserordentlich   langsam      abklingt.    Zur Lösung der Streuaktivität der zuletzt aktivierten Zelle kann diese mit einem Hochfrequenzimpuls, beispielsweise einigen kHz,   beaufschl;agt    werden.



   Nach der Erfindung werden also in einem zweck   mässigerweise    zusammenhängenden   Flüssligkristall-An-    zeigemedium zur Zählanzeige dienende Zellen gebildet, die photoelektrisch derart verknüpft sind, dass mit einer sehr einfachen Ansteuerung über die Steuerleitungen die Zellen praktisch fehlerfrei fortgeschaltet werden und die Zahl der aufgetretenen Steuerimpulse bzw. Spannungswechsel   angezeigt    wird. Der letzte   Zählzustand    bleibt je  weils gespeichert, bis weitere Zählimpulse folgen. Pro Anzeigezelle ist vorzugsweise ein einziger Photowiderstand erforderlich.



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



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



   Das Schieberegister kann vorteilhaft auch als integriertes Bauteil in Dünnschicht-Technik ausgeführt werden. Hierzu wird eine erste transparente Trägerplatte mit einer zusammenhängenden, transparenten, elektrisch gut leitenden Schicht als erster Elektrode versehen, die auf die eine Seite des Anzeigemediums zu liegen kommt, und auf der anderen Seite des Anzeigemediums eine zweite transparente Trägerplatte angeordnet, auf deren   dem    Anzeigemedium zugewandten Oberfläche im voneinander getrennten Bereichen in Kontakt mit dem Anzeigemedium transparente, elektrisch gut leitende Schichten als zweite Elektroden, und, in elektrischer Verbindung damit, ausserhalb des Anzeigemediums elektrisch leitende Schichten grösseren Widerstandes aufgebracht sind,

   und auf deren dem Anzeigemedium abgewandten Oberfläche in elektrischer Verbindung mit den Bereichen der zweiten Elektroden   on    entsprechend getrennten Bereichen Widerstands schichten aufgetragen sind, die, bei optischer Aktivierung des Anzeigemediums, mindestens vom Bereich der Nachbarelektrode her beleuchtbar sind und bei Beleuchtung ihren elektrischen Widerstand vermindern, wobei die Schichten grösseren Widerstandes an einer gemeinsamen, gleichfalls schichtförmig aufgetragenen Sammelschiene, und die lichtempfindlichen Schichten jeweils abwechselnd an schichtförmig aufgetragenen Steuerleitungen liegen.



   Weitere Einzelheiten Ider Erfindung werden nachstehend an Hand von in Figuren dargestellten Ausfüh   rungsheispielen    des Erfindungsgegenstandes erläutert.



  Hierbei zeigt:
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemässen Schieberegisters in seiner einfachsten Ausführungsform,
Fig. 2 ein Prinzipschaltbild des Schieberegisters in einer anderen Ausführungsform,
Fig. 3 den zeitlichen Ablauf von Steuerimpulsen auf zwei Steuerleitungen und den Verlauf der Streulicht Intensitäten zweier aufeinanderfolgender Zellen, wobei die Anzeige von der einen auf die andere überspringt,
Fig. 4 den zeitlichen Ablauf von Steuerimpulsen auf drei Steuerleitungen,
Fig. 5 eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in Dünnschichttechnik als integriertes Bauteil,
Fig. 6 eine   Ausfülirungsform    des Erfindungsgegenstandes als Ringzähler,
Fig. 7 die mögliche Lage und Länge eines Startimpulses im Verhältnis zu den Steuerimpulsen auf zwei Steuerleitungen,
Fig.

   8 die Impulsfolgen auf zwei Steuerleitungen, wenn eine speichernd wirkende Mischung aus einem nematischen und einem cholesterinischen Flüssigkristall als   Anzeigemedium    verwendet wird, zusammen mit den Emissionsdauern einer pulsförmig gezündeten Lichtquelle, und
Fig. 9 das Prinzipschaltbild einer Anordnung, bei welcher das Schieberegister gemäss Fig. 2 zur Steuerung einer Anzeigematrix verwendet wird.



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



   Die Steuerleitungen A, B werden von einem Oszillator 20 mit einer abwechselnden Gleichspannung versorgt, wie in Fig. 3 angedeutet.   ZDie    Photowiderstände 5a-5d sind so angeordnet, dass sie unbeleuchtet und   damit    hochohmig sind, solange keine der Zellen   la-ld    optisch aktiviert ist.



   Zum Start wird der Schalter 18 betätigt.   Über die    in der Vorrichtung 17 angedeutete und im wesentlichen ein   UND > Glied    und einem Verstärker umfassende Schaltung wird daraufhin über den Entkopplungswiderstand 23 Aktivierungsspannung an die Zelle   1a    gelegt, wenn die Spannung auf der Leitung A auf logisch Eins geht.



   Der in der Figur 1 symbolisch dargestellte Schalter 18 ist ein elektronischer Schalter und umfasst einen Monoflop, -der bei Betätigung des Schalters für eine Zeitdauer kippt, die im Falle der Figur 4 grösser als T aber kleiner als 2T, und im Falle der Figuren 3 und 7 gleich oder kleiner als T ist. Der Monoflop gibt dann den Impuls S auf das   UND-Glied der    Vorrichtung 17 und dieser den Impuls St auf die Elektrode 2a   Ider    Zelle   Ta,    deren mögliche zeitliche Lagen in Fig. 7 angedeutet sind. Der Widerstand 23 bewirkt, dass, wenn der Impuls St bereits auf Null ist, die Zelle la aber noch aktiviert gehalten werden muss, die Spannung an der Elektrode 2a nicht zusammenbricht.

 

   Bei der Ausführung in Fig. 1 ist angenommen, dass ein speicherndes Anzeigemedium, also eine Mischung aus einem nematischen und einem cholesterinischen Flüssigkristall, verwendet wird. In diesem Fall bewirkt ein   Lichtblitz    aus einer geeignet angeordneten und über einen Monoflop 21 gesteuerten Lichtquelle 22, dass mit dem Beginn eines Schiebeimpulses auf den Leitungen A  oder B von den Zellen la... her Licht auf die Photowiderstände   5a...    gestreut wird und diese niede   rohruig    werden. Wenn z. B. die Zelle la gezündet ist, wird dann mittels der Spannung auf Leitung B über den Photowiderstand 5a die Zelle   1b    aktiviert. Auf Leitung A wird dann ein Hochfrequenzimpuls von etwa 1 kHz erzeugt, der die Streuaktivität der Zelle la über die Kapazität 24 wieder löscht.

  Dies ist in Fig. 8 dargestellt.



   Die Quelle für die   Hochfrequenzimpulse    ist nicht eigens dargestellt und im Oszillator 20 inkorporiert zu denken. Wenn die Spannung B wieder abfällt und die Spannung A wieder ansteigt, wird ein geeigneter Licht   bs'sitz    erzeugt, wodurch jetzt der Photowiderstand Sb niederohmig wird und Zelle 1c aktiviert wird. Die Streuaktivität der Zelle   1b    wird dann durch einen   Hochfrequenzimpuls    auf Leitung B gelöscht.



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



   Der zur Betätigung der Lichtquelle 22, beispielsweise einer   Lumineszenzdiode,    vorgesehene Monoflop 21 wird über zwei auf ein Feld wirkende dynamische Eingänge zur Abgabe eines Impulses angestossen.



   In Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, die besonders dann zweckmässig ist, wenn ein   nematischer    Flüssigkristall vorgesehen ist. Dessen Streuvermögen kann in etwa 1 Sekunde, nachdem die aktivierende Spannung abgeschaltet ist, zum Abklingen gebracht werden. Ausser den aus Fig. 1 bekannten   Photowiderständen    5a-5c sind hier zusätzlich parallele Photowiderstände 6b-6d sowie serielle Festwiderstände   4a-4d    vorgesehen. Die diskret gezeichneten Photowiderstände 5a/6b, 5b/6c, 5c/6d werden   zweckmässigerweise    einstückig zwei Zellen übergreifend ausgeführt, wie dies auch in der Ausführung nach Fig. 5 der Fall ist.

  In   Ider    dargestellten Ausführung ist angenommen, dass eine ständig tätige Lichtquelle vorgesehen ist derart, dass nur die Photowiderstände beleuchtet werden, die einer optisch aktivierten Zelle zugeordnet sind   (z.    B. 6c und 5c bei Zelle 1c).



  Die Festwiderstände   4a 4d    liegen am einen Ende auf Masse, sodass aus den Widerständen 5/6 und 4 für jede Zelle   la-ld    ein Spannungsteiler entsteht, dessen Potential im Abgriff 7a, 7b, 7c und 7d von der Beleuchtung der Photowiderstände 5/6 abhängt. Die Widerstände 4 dienen zur besseren Definition des Spannungsteilerverhältnisses, da der Widerstand   feder    Anzeige-Zelle zu wenig genau kontrolliert werden kann. Mit den Abgriff Potentialen werden die Zellen   1a-1d    gesteuert.



   Es sei angenommen, dass die Zelle 1c optisch aktiviert   baw.    angeregt ist. Dann liegt die Steuerleitung A auf Maximalspannung,   sodass    durch den Spannungsteiler 5b/6c, 4c ein Strom fliesst. Die Widerstände der Spannungsteiler sind so dimensioniert, dass bei Beleuchtung eines Widerstandes 6 durch die zugehörige Zelle die durch den Abgriff 7 bestimmte Zellen-Spannung oberhalb des Schwell-Wertes liegt, bei dem der   Flüssig-    kristall lichtstreuend wird. Demgemäss bleibt also Zelle
1c im lichtstreuenden Zustand, solange auf Leitung A   M,aximalspannung    steht. Der Photowiderstand 6c, oder allgemeiner die Photowiderstände 6, dienen also dazu, den   lichtstreuenden    Zustand zu halten bzw. dem   jeweils    gen Zählerzustand zu speichern.



   Wie in Fig. 1 dienen die   Photowiderstände    5 wieder zur Fortschaltnng der optischen Aktivierung von einer Zelle auf die nächste. Im dargestellten Fall ist beispielsweise Photowiderstand 5c von der Zelle 1c her beleuchtet und damit niederohmig. Dadurch gelangt an die Elektrode 2d der Zelle   1d    in dem Moment eine Spannung, wo die Spannung auf Leitung A auf Null und stattdessen die Spannung auf Leitung B auf Maximum   geschaltet    wird. Die beiden Leitungen arbeiten im Gegentakt bzw. zyklisch zueinander. Der Übergang der Steuerspannung von Leitung A auf Leitung B ist in Fig.



  3 dargestellt und dort mit   t1    bezeichnet.



   Durch das Umschalten der Leitungen fällt die Intensität des von Zelle 1c gestreuten Lichtes wie dargestellt vom Wert Io auf Null ab. Gleichzeitig steigt die Intensität des von Zelle 1d gestreuten Lichtes nach einer Verzögerung   z    auf einen Wert oberhalb   1o    an, da zunächst die Photowiderstände 5c und 6d gleichzeitig   niederohmig    sind und damit das Potential bei 7d hoch ist. Erst wenn die   Lichtintensftät    der Zelle 1c zum Zeitpunkt   ts    hin   ausreichend    stark abgeklungen ist, und Widerstand 5c wieder hochohmig ist, stellt sich die Intensität der Zelle   1d    auf den Wert   Io    ein.



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



   Wenn die Zeit zwischen zwei Steuerimpulsen auf derselben Leitung zu klein ist, als dass die zuletzt aktivierte Zelle ausreichend abklingen könnte, kann durch Ansteuerung   über    mehr als zwei Leitungen diese Zeit praktisch beliebig gross gemacht werden. Dies ist für drei Leitungen in Fig. 4 dargestellt: Der mit dem ersten Impuls auf Leitung A angesteuerte Spannungstei   ler    einer Zelle wird demnach erst dann wieder angesteuert, wenn auf den beiden anderen Leitungen B und C jeweils ein Impuls der Dauer T +   T      durehgelaufen    ist.



  Der Zelle verbleibt dann eine Abklingzeit 2T.   r    ist der Wert der Zeit, während welcher sich die Impulse überlappen (Fig. 3, 4).



   Die Anzeigewirkung kann auch durch Farbsteuerung in Kombination mit geeigneten Farbfiltern erreicht werden, wenn in bekannter Weise dem nematischen   Wirt-Flüssigkristall    pleochroitische   Farbmolekül;e    als Gast beigemischt werden.



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



   In Fig. 5 ist dargestellt, wie eine Anordnung nach Fig. 2 in Dünnschichttechnik, als Schichtstruktur, hergestellt werden kann. Das dargestellte Bauteil ist aus einem längeren Element im Bereich der Zellen   ll-ln    herausgeschnitten zu denken. Die Glasplatten 9 und 10 werden   durch    Distanzierleisten 12 so positioniert, dass eine Flüssigkristallschicht 1 von möglichst konstanter Dicke, z. B.   25all,    entsteht. 

  Auf der Glasplatte 10 wird zwischen den Distanzierleisten 12 eine durchgehende, transparente Zinnidioxyd-Elektrode 3   laufgebracht.    Auf der gegen   die      Flüssigkristalischicht    1 gerichteten Seite der Glasplatte 9 werden zuerst schwarze   Maskenstreifen    81, 8m, 8n und danach voneinander getrennte. transparente   SnOe-Streifenelektroden    21, 2m, 2n erstellt derart, dass nur die nicht von den schwarzen Balken in Fig. 5   übergriffenen Spalte 141, 14m, 14n jeweils etwa in der Mitte der Elektroden 21, 2m, 2n transparent bleiben.



   Die Elektroden 21, 2m, 2n,   werden    einerseits über die Stirnseite der Glasplatte 9 bis zu den Photowiderständen 51/6m,   5m/6n,    andererseits bis zu den Festwi   Iderständen    41, 4m, 4n geführt und   ,mitldiesen    elektrisch verbunden. Die   Widerstände    41,   4ohm,    4n   werden    auf der anderen Seite durch eine gut leitende vorzugsweise auf Masse liegende   SnOrSchiene    11 verbunden.



   Die Steuerleitungen A und B werden auch als   SnOr    Schichten ausgeführt, wobei eine elektrische Isolation der Kreuzungspunkte durch örtliche Isolatorschichten 13 erreicht wird. Wie ersichtlich ist damit elektrisch die in Fig. 2   dargestellte    Ausführungsform hergestellt.



   Die in Fig. 5 dargestellte   Ausführungsforim    ist in drei Bereiche K, D und F (Kopplung, Display und Festwiderstände) eingeteilt. Die Unterseite ist transparent für das Licht einer Lichtquelle L, die Oberseite ist abgedunkelt im Bereich K, transparent im Bereich D, und transparent oder abgedunkelt im Bereich F.



   Die Vorrichtung kann in Transmission, aber auch in Reflexion betrieben werden. Im   Reflexionsbetrieb    wird die Elektrode3 im   Bereich    D verspiegelt, so dass für den Beobachter O das von oben einfallende Umgebungslicht von der jeweils aktivierten Zelle gestreut wird. Für die optische Kopplung zwischen streuender Zelle und Photowiderständen wird im Bereich K von unten Licht von der Lichtquelle L über den Kollimator 7, z. B. eine Fiber-Optik-Frontplatte, zugeführt. Der Kollimator 7, zusammen mit den !Masken 81, 8m, 8n bewirkt, dass bei nicht   flaktivierter    Anzeige möglichst wenig Licht auf die Photowiderstände 51/6m,   5m,16n    fällt. Erst wenn im Bereich z.

  B. der Elektrode   2m      Lichtstreuung    auftritt, soll wenigstens ein Teil des gestreuten Lichtes durch Spalt 14m auf die   Photowirderstände    6m und 5m fallen.



  Für diesen Zweck sind die   Photowiderstände    51/6m, 5m/6n etwa mittig über den Masken 8 angeordnet,   sodass    sie von den beiderseits der Masken befindlichen transparenten Spalten 141, 14m,   14n    her beleuchtet werden können.



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



   Das Schieberegister kann auch als Ringzähler verwendet werden. Dazu wird die Anordnung der Fig. 2 z. B.auf sechzig Segmente erweitert und die Kopplung mit den Nachbar-Elementen so durchgeführt, dass ein geschlossener Ring entsteht. Als Ring muss dabei nicht die geometrische Figur verstanden werden. Es genügt selbstverständlich auch, wenn das erste und das letzte Segment elektrisch gekoppelt werden und damit ein Ring nur im elektrischen Sinne entsteht. Die entstehende Anordnung ist in Fig. 6 dargestellt.

  Die erste Zelle la ist mit der letzten Zelle 60" des Ringes über den Photowiderstand   5xy/6a    gekoppelt, sodass bei Ansteuerung der Leitung A die Elektrode 2a der Zelle la vom Abgriff 7a her das nötige Aktivierungspotential erhält, da der Teilwiderstand Sxy des Photowiderstandes   5xy/6a    wegen der Beleuchtung von der Zelle 60" her niederohmig ist.   Die    Elektrode der vorletzten Zelle 59" ist mit 2xx, die der letzten Zelle 60" mit 2xy bezeichnet. Entsprechend ist der Festwiderstand des zur letzten Zelle 60" gehörigen Spannungsteilers mit 4xy bezeichnet.



   Die Steuerleitungen A, B werden im dargestellten Fall mit einer Frequenz von 0,5 Hz geschaltet, sodass sich eine Impulsdauer und damit eine Aktivierungsdauer von T = 1 Sekunde ergibt.



   Für den Start der Zähleinrichtung wird, wie zu Fig.



  1 beschrieben, über die Vorrichtung 17 ein   Sbartimpuls    St zugeführt. Nach 59 Sekunden-Intervallen wechselt die Aktivierung von Segment 59" auf Segment 60". Dabei entsteht auf der Leitung 19 ein Impuls, dessen Amplitude den Schwellwert für die Aktivierung des Flüssigkristalls wesentlich überschreitet.   Intdiesem    Falle   wird    von einem mit entsprechendem   Schweliwert    ausgestatteten   Sclunitt-Trigger    15 ein Impuls abgegeben, der den   Toggle-Flipflop    16, das ist ein Flipflop mit einem dynamischen, auf beide Felder wirkenden Eingang, umkippt. Die komplementären Ausgänge A* und B* des Flipflops 16 können dann zur Betätigung der Steuerleitungen eines zweiten Anzeige-Ringzählers dienen.



   Wenn   eine    funktionsnotwendige fortdauernde oder   repetitiv    gepulste Beleuchtung nicht gewährleistet ist, können die   Zeitimpulse    zusätzlich in einer Zähleinrichtung herkömmlicher Art aufgezählt werden, und damit die Anzeigen jeweils an der geeigneten Stelle wieder neu initialisiert werden. Zu diesem Zweck können die Zählringe an geeigneten Stellen unterbrochen und von aussen zur richtigen Zeit angesteuert werden. Die Zahl der zu kontaktierenden und nach aussen zu führenden Anschlussstellen ist bei der beschriebenen Einrichtung klein, es genügen etwa fünf Anschlüsse je Ring.



   In Fig. 9 ist schliesslich noch die Steuerung einer Anzeigematrix PC/LC mittels eines Schieberegisters nach Fig. 2 bildlich dargestellt. Die   Anzeigematrix    LC umfasst Flüssigkristall- oder auch Elektrolumineszenz Zellen, die von einer Leitung V her über   Photowider-    stände PC angesteuert werden können, wenn diese durch Belichtung niederohmig sind. Schaltet man das Schieberegister mittels wechselnder Spannung auf den Steuerleitungen A, B fort, so wird entsprechend fortlaufend ein Photowiderstand nach dem anderen niederohmig gemacht. Damit kann von der zugehörigen Matrix-Zelle ein   zudem    jeweiligen Spannungswert auf   Ider    Leitung V entsprechender Lichtwert angezeigt werden. Die Matrix Anzeige kann mittels digitaler Spannungswerte auf der Leitung V betrieben werden.

  Bei genügend linearen Photowiderständen PC können aber auch Bideo-Signale dargestellt werden. Die geschilderte Verwendung des Schieberegisters löst die technisch bedeutsame Aufgabe des Selbstrücklaufs.



   PATENTANSPRUCH 1
Opto-elektronisches Schieberegister mit einem Flüs   sigkristall    als Anzeigemedium, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Elektroden (2a, 2b... 2m,   2n ...    2xx, 2xy) vorgesehen ist, mittels welcher einzelne Zellen   (1a,      ob. . .      lm,      In. . .    59", 60") Ides   Anzeigeme-    diums (1) separat aktivierbar sind, und die Elektroden jeweils mit mindestens einem Photowiderstand (5a,   Sb 51, 5m .... 5xx, 5xy) verbunden sind,    welcher von einer nicht zu der Elektrode   (z.B.    2d) gehörenden Zelle (z. 

  B.   lc)    her beleuchtbar ist und an einer Steuerleitung   (A,    B) liegt, welche mit Schiebe Impulsen beaufschlagt wird. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. übergriffenen Spalte 141, 14m, 14n jeweils etwa in der Mitte der Elektroden 21, 2m, 2n transparent bleiben.

   Die Elektroden 21, 2m, 2n, werden einerseits über die Stirnseite der Glasplatte 9 bis zu den Photowiderständen 51/6m, 5m/6n, andererseits bis zu den Festwi Iderständen 41, 4m, 4n geführt und ,mitldiesen elektrisch verbunden. Die Widerstände 41, 4ohm, 4n werden auf der anderen Seite durch eine gut leitende vorzugsweise auf Masse liegende SnOrSchiene 11 verbunden.

   Die Steuerleitungen A und B werden auch als SnOr Schichten ausgeführt, wobei eine elektrische Isolation der Kreuzungspunkte durch örtliche Isolatorschichten 13 erreicht wird. Wie ersichtlich ist damit elektrisch die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform hergestellt.

   Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsforim ist in drei Bereiche K, D und F (Kopplung, Display und Festwiderstände) eingeteilt. Die Unterseite ist transparent für das Licht einer Lichtquelle L, die Oberseite ist abgedunkelt im Bereich K, transparent im Bereich D, und transparent oder abgedunkelt im Bereich F.

   Die Vorrichtung kann in Transmission, aber auch in Reflexion betrieben werden. Im Reflexionsbetrieb wird die Elektrode3 im Bereich D verspiegelt, so dass für den Beobachter O das von oben einfallende Umgebungslicht von der jeweils aktivierten Zelle gestreut wird. Für die optische Kopplung zwischen streuender Zelle und Photowiderständen wird im Bereich K von unten Licht von der Lichtquelle L über den Kollimator 7, z. B. eine Fiber-Optik-Frontplatte, zugeführt. Der Kollimator 7, zusammen mit den !Masken 81, 8m, 8n bewirkt, dass bei nicht flaktivierter Anzeige möglichst wenig Licht auf die Photowiderstände 51/6m, 5m,16n fällt. Erst wenn im Bereich z.

   B. der Elektrode 2m Lichtstreuung auftritt, soll wenigstens ein Teil des gestreuten Lichtes durch Spalt 14m auf die Photowirderstände 6m und 5m fallen.

   Für diesen Zweck sind die Photowiderstände 51/6m, 5m/6n etwa mittig über den Masken 8 angeordnet, sodass sie von den beiderseits der Masken befindlichen transparenten Spalten 141, 14m, 14n her beleuchtet werden können.

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

   Das Schieberegister kann auch als Ringzähler verwendet werden. Dazu wird die Anordnung der Fig. 2 z. B.auf sechzig Segmente erweitert und die Kopplung mit den Nachbar-Elementen so durchgeführt, dass ein geschlossener Ring entsteht. Als Ring muss dabei nicht die geometrische Figur verstanden werden. Es genügt selbstverständlich auch, wenn das erste und das letzte Segment elektrisch gekoppelt werden und damit ein Ring nur im elektrischen Sinne entsteht. Die entstehende Anordnung ist in Fig. 6 dargestellt.

   Die erste Zelle la ist mit der letzten Zelle 60" des Ringes über den Photowiderstand 5xy/6a gekoppelt, sodass bei Ansteuerung der Leitung A die Elektrode 2a der Zelle la vom Abgriff 7a her das nötige Aktivierungspotential erhält, da der Teilwiderstand Sxy des Photowiderstandes 5xy/6a wegen der Beleuchtung von der Zelle 60" her niederohmig ist. Die Elektrode der vorletzten Zelle 59" ist mit 2xx, die der letzten Zelle 60" mit 2xy bezeichnet. Entsprechend ist der Festwiderstand des zur letzten Zelle 60" gehörigen Spannungsteilers mit 4xy bezeichnet.

   Die Steuerleitungen A, B werden im dargestellten Fall mit einer Frequenz von 0,5 Hz geschaltet, sodass sich eine Impulsdauer und damit eine Aktivierungsdauer von T = 1 Sekunde ergibt.

   Für den Start der Zähleinrichtung wird, wie zu Fig.

   1 beschrieben, über die Vorrichtung 17 ein Sbartimpuls St zugeführt. Nach 59 Sekunden-Intervallen wechselt die Aktivierung von Segment 59" auf Segment 60". Dabei entsteht auf der Leitung 19 ein Impuls, dessen Amplitude den Schwellwert für die Aktivierung des Flüssigkristalls wesentlich überschreitet. Intdiesem Falle wird von einem mit entsprechendem Schweliwert ausgestatteten Sclunitt-Trigger 15 ein Impuls abgegeben, der den Toggle-Flipflop 16, das ist ein Flipflop mit einem dynamischen, auf beide Felder wirkenden Eingang, umkippt. Die komplementären Ausgänge A* und B* des Flipflops 16 können dann zur Betätigung der Steuerleitungen eines zweiten Anzeige-Ringzählers dienen.

   Wenn eine funktionsnotwendige fortdauernde oder repetitiv gepulste Beleuchtung nicht gewährleistet ist, können die Zeitimpulse zusätzlich in einer Zähleinrichtung herkömmlicher Art aufgezählt werden, und damit die Anzeigen jeweils an der geeigneten Stelle wieder neu initialisiert werden. Zu diesem Zweck können die Zählringe an geeigneten Stellen unterbrochen und von aussen zur richtigen Zeit angesteuert werden. Die Zahl der zu kontaktierenden und nach aussen zu führenden Anschlussstellen ist bei der beschriebenen Einrichtung klein, es genügen etwa fünf Anschlüsse je Ring.

   In Fig. 9 ist schliesslich noch die Steuerung einer Anzeigematrix PC/LC mittels eines Schieberegisters nach Fig. 2 bildlich dargestellt. Die Anzeigematrix LC umfasst Flüssigkristall- oder auch Elektrolumineszenz Zellen, die von einer Leitung V her über Photowider- stände PC angesteuert werden können, wenn diese durch Belichtung niederohmig sind. Schaltet man das Schieberegister mittels wechselnder Spannung auf den Steuerleitungen A, B fort, so wird entsprechend fortlaufend ein Photowiderstand nach dem anderen niederohmig gemacht. Damit kann von der zugehörigen Matrix-Zelle ein zudem jeweiligen Spannungswert auf Ider Leitung V entsprechender Lichtwert angezeigt werden. Die Matrix Anzeige kann mittels digitaler Spannungswerte auf der Leitung V betrieben werden.

   Bei genügend linearen Photowiderständen PC können aber auch Bideo-Signale dargestellt werden. Die geschilderte Verwendung des Schieberegisters löst die technisch bedeutsame Aufgabe des Selbstrücklaufs.

   PATENTANSPRUCH 1 Opto-elektronisches Schieberegister mit einem Flüs sigkristall als Anzeigemedium, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Elektroden (2a, 2b... 2m, 2n ... 2xx, 2xy) vorgesehen ist, mittels welcher einzelne Zellen (1a, ob. . . lm, In. . . 59", 60") Ides Anzeigeme- diums (1) separat aktivierbar sind, und die Elektroden jeweils mit mindestens einem Photowiderstand (5a, Sb 51, 5m .... 5xx, 5xy) verbunden sind, welcher von einer nicht zu der Elektrode (z.B. 2d) gehörenden Zelle (z.

   B. lc) her beleuchtbar ist und an einer Steuerleitung (A, B) liegt, welche mit Schiebe Impulsen beaufschlagt wird.

   UNTERANSPRÜCHE

   1. Schieberegister nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Photowiderstände (5a, 5b....

   51, 5m.... 5xx, 5xy) zyklisch nacheinander an zyklisch mit Schiebe-Impulsen beaufschlagte Steuerleitungen (A, B, C) gelegt sind.

   2. Schieberegister nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Steuerleitungen i(A, B) vorgesehen sind, die abwechselnd mit einer Steuergleichspannung beaufschlagbar sind.

   3. Schieberegister nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Anzeigemedium eine Mischung aus einem nematischen und einem cholesterinischen Flüssigkristall vorgesehen ist, sowie eine mit dem Beginn eines Schiebe-Impulses auf einer der Steuerleitungen gezündete Beleuchtungsquelle für das Anzeigemeidium, wobei die zuletzt aktivierte Zelle nach Beendigung der Aktivierung zwecks Löschung der Streuaktivität mit einem Hochfrequenz Impuls beaufschlagbar ist.

   4. Schieberegister nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Anzeigemedium ein nematischer Flüssigkristall vorgesehen ist und zu den genann ten, ersten Photowiderständen (5a, Sb 51, 5m ..... Sxx, 5xy) parallel jeweils zweite Photowiderstände (6b, 6c.... 6m, 6n.... 6xy, 6a) liegen, die von der zu der jeweiligen Elektrode (z.B. 2c) zugehörigen Zelle (z. B. lc) her beleuchtbar sind.

   5. Schieberegister nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie mit den Photowiderstän den (5 bzw. 5, 6) jeweils ein Festwiderstand (4) zwecks Bildung eines Spannungsteiles liegt, an dessen Abgriff (7) dann die zugehörige Elektrode (2) angeschlossen ist.

   6. Schieberegister nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Flüssigkristall als Wirt pleochroitische Farbmoleküle als Gast eingelagert sind.

   7. Schieberegister nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert eines Spannungsteilers (z. B. 4c, 5b/6c) in beleuchtetem Zustand klein gegenüber dem Widerstandswert einer aktivierten Zelle (z. B. 1c) ist.

   8. Schieberegister nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden (z. B. 2b, 3) einer Zelle (z. B. 1b) für den Widerstandswert des zugehörigen Spannungsteilers (z. B. 4b, 5a/6b) in unbeleuchtetem Zustand und bei maximaler Spannung auf der mit diesen verbundenen Steuerleitung (z. B. B) kleiner ist als der Schwellwert für die optische Aktivierung des Anzeigemediums (1).

   9. Schieberegister nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden (z. B. 2c, 3) einerZelle (z.13. 1c) für den Widerstandswert des zugehörigen Spannungsteilers (4c, 5b/6c) im beleuchtetem Zustand und bei maximaler Spannung auf der mit diesem verbundenen Steuerleitung (z. B. A) grösser ist als der Schwellwert für die optische Aktivierung des Anzeigemediums (1).

   10. Schieberegister nach Unteranspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Steuerleitun gen l(A, B, C) so gross ist, dass beim Beaufschlagen einer Steuerleitung (z. B. B) mit Maximalspannung die opti sche Streuaktivität der zuletzt von dieser Steuerleitung angesteuerten Zelle (z. B. 1b) stark genug abgeklungen ist, dass der von dieser Zelle (lb) beleuchtete Photowiderstand (6b) ein Elektrodenpotential der Zelle unterhalb des Schwellwertes für die optische Aktivierung erzeugt.

   11. Schieberegister nach Unteranspruch 4 und 5 zur Steuerung eines Anzeigematrix, ,dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeelemente (LC) der Matrix mit der Steuerleitung (V) für das anzuzeigende Signal über jeweils eigene Photowiderstände (PC) verbunden sind, die wiederum jeweils den einzelnen Zellen t(la, lb, lc ....) des Schieberegisters optisch zugeordnet sind.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung eines Schieberegisters nach Unteranspruch 5 in Dünnschichttechnik, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste transparente Trägerplatte (10) mit einer zusammenhängenden, transparenten, elektrisch gut leitenden Schicht (3) als erster Elektrode versehen wird, qdie auf die eine Seite des Anzeigemediums l(1) zu liegen kommt, und auf der anderen Seite des Anzeigemediums (1) eine zweite transparente Trägerplatte (9) angeordnet wird, auf deren dem Anzeigemedium (1) zugewandten Oberfläche in voneinander getrennten Bereichen in Kontakt mit dem Anzeigeme dinm 1(1) transparente, elektrisch gut leitende Schichten (2m, 2n) als zweite Elektroden, und,

   in elektrischer Verbindung damit, ausserhalb des Anzeigemediums (1), elektrisch leitende Schichten (4m, 4n) grösseren Widerstandes aufgebracht sind, und auf deren dem Anzeigemedium (1) abgewandten Oberfläche in elektrischer Verbindung mit den Bereichen der zweiten Elektroden (2m, 2n) in entsprechend getrennten Bereichen Widerstandsschichten (51/6m, 5m/6n) aufgetragen sind,;

   ;die, bei optischer Aktivierung des Anzeigemediums, mindestens vom Bereich der .Nachbarelektrode her beleuchtbar sind und bei Beleuchtung ihren elektrischen Widerstand vermindern, wobei die Schichten (4m, 4n) grösseren Widerstandes an einer gemeinsamen, gleichfalls schichtförmig aufgetragenen Sammelschiene (11), und die lichtempfindlicln Schichten (51/6m, 5m/6n) jeweils abwechselnd an schichtförmig aufgetragenen Steuerleitungen (A, B) liegen.

   UNTERANSPRÜCHE 12. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindlichen Widerstandsschichten (5@@6m, 5m/6n) von jeweils zwei benachbarten Elektrodenbereichen (21/2m, 2m/2n) her beleuchtbar sind.

   13. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Anzeigemedium (1) abgewandten Seite der ersten Trägerplatte l(10) eine das einfallende Licht kollionierendle Anordnung angebracht wird, und die Bereiche der zweiten Elektrodlen 1(21, 2m, 2n3 mit undurchsichtigen Masken (81, 8m, 8n) derart abgedeckt werden, dass jeweils nur in wider Mitte eines Elektrodenbereiches (21, 2m, 2n) e,n lichtdurchlässiger Spalt .(141, 14m, 14n) offen bleibt.

   PATENTANSPRUCH III Verwendung eines Schieberegisters nach Unteranspruch 4 und 5 als Ringzähler, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils sechzig bzw. zwölf Elektrodenbereiche (2a, 2b... 2xx, 2xy) zu einem Ring zusammengeschlossen werden, und der zum Spannungsteiler (4a, 5xy/6a) der ersten Zelle (Ta) des Ringes gehörige Photowiderstand (5xy) der letzten Zelle (60") derart zugeordnet wird, dass er bei optischer Aktivierung derselben von dieser beleuchtet wird.

   UNTERANSPRÜCHE 14. Verwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass vom Abgriff (7xy) des Spannungsteilers der letzten Zelle (60") des Ringes ein Flipflop (16) angesteuert wird, dessen komplementäre Ausgänge (Q, Q) die Steuerleitungen (A*, B:) eines weiteren Zählringes ansteuern.

   15. Verwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass zum Start der Abgriff (7a) des ersten Spannungsteilers (4a, Sxy/6a) über eine Vorrichtung (17) angesteuert wird, welche einen Monoflop und ein diesen steuerndes UND-Glied mit dynamischem Eingang umfasst, wobei der dynamische Eingang des UND-Gliedes mit einer Steuerleitung (z. B. B) und der statische mit dem Startschalter (18) verbunden ist.