WO2002058042A2 - Method for operating a bistable display - Google Patents

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WO2002058042A2
WO2002058042A2 PCT/DE2002/000071 DE0200071W WO02058042A2 WO 2002058042 A2 WO2002058042 A2 WO 2002058042A2 DE 0200071 W DE0200071 W DE 0200071W WO 02058042 A2 WO02058042 A2 WO 02058042A2
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cell
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Klaus Budde
Markus Hermsen
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G09G2320/041Temperature compensation

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a bistable display.
  • the invention relates to a corresponding control device for controlling a bistable display and a device with a bistable display and such a control device.
  • bistable displays are displays whose individual cells which form the image pixels are brought from a first to a second state by applying a writing voltage and are thus stabilized in the second state by maintaining the writing voltage over a certain switching time that the respective cells remain in the second state even without the write voltage. This means that the individual cells are "frozen", so to speak. So far, only a few prototypes of such bistable displays have been available. These are various displays with liquid crystal cells made of cholesteric, ferroelectric, nematic or antiferroelectric materials. In principle, these bistable displays work in a similar way to previously known LCDs.
  • the different states of the cells which are associated with a different optical behavior, for example in which the cells are transmissive or blocked, depend on the orientation of the crystals in the cell.
  • the write voltage By applying the write voltage, the crystals in the respective cell are gradually aligned in a preferred direction. This alignment takes time. After the crystals are largely completely aligned, a stable state is reached, so that the cell remains in this state even after the writing voltage has been removed. If, on the other hand, the write voltage is removed before the crystals are sufficiently fully aligned, they tilt back into the initial state, that means that the respective cell does not stabilize in the desired second state.
  • bistable displays currently available have two major disadvantages compared to the conventional known displays.
  • a disadvantage is that all image information has to be transferred to the display in a single operation step.
  • Such displays can therefore only be used to display static information, since it is not possible to edit the content shown, which is necessary, for example, for entering and changing a text.
  • a cursor or the like highlighted area on the display.
  • this means that the groove zen of such displays is restricted to a few areas, for example electronic books or magazines, and the associated advantage of energy saving cannot be used in most applications.
  • a second disadvantage is that if new information is to be displayed, the old content must first be completely deleted. An erase pulse is applied to the cells. This is usually a short-term, higher counter-voltage, which ensures that the aligned crystals tilt back into the original basic state. Unfortunately, this deletion process is a visible process. During the deletion After the display and the subsequent writing of new information, a black area, which is characteristic of the deletion process, runs over the display. Since the deletion is usually carried out line by line, this is usually a black bar that runs from top to bottom on the display.
  • a write voltage is applied to at least some of the cells in an unstable mode only in such a way that the respective cell is essentially kept unstable in the second state and changes back to the first state after removal of the write voltage.
  • the respective cell is preferably controlled in such a way that the write voltage is maintained continuously for a maximum of a period of time that is shorter than the switchover time of the cell. So that the image continues for the user remains visible, the write voltage must be applied repeatedly, i.e. the write voltage is not applied over a longer period in which the cell is brought into the stable state, but only for a short time, but with a correspondingly higher frequency. Since the switchover time also depends on the voltage, the level of the write voltage can also be varied.
  • a corresponding control according to the invention must, in addition to the usual means for operating the cells of the display in stable mode, additional means for alternative operation of the
  • These means for alternative operation of the cells in the unstable mode preferably comprise a device for setting parameters of the write voltage. These parameters can be, for example, the level of the write voltage. However, this is preferably the length of the period of time over which the write voltage at the respective cell is maintained at a maximum uninterrupted, or the frequency with which frequency the write voltage is applied to the cell in an unstable mode, the information make visible without reaching the stable state.
  • the device for parameter setting or the other means for alternative operation of the cells can be implemented in hardware or software, for example within a microcontroller, preferably directly in the display controller. In the simplest case, it is an additional time control that regulates how long and at what intervals a specific, fixedly specified write voltage is applied to a specific cell. The production of such a special control, which allows the alternative operation of a bistable display in stable mode and in unstable mode, consequently requires only little additional effort compared to the production of a conventional control device for a bistable display, which operates the display only in stable mode.
  • the write voltage in the unstable mode is maintained uninterrupted for a maximum of a previously precisely defined write time, then interrupted and then re-applied, and vice versa, the write voltage for operation in stable mode is at least one previously defined writing time is maintained.
  • the switchover time is approx. 1000 ⁇ s at approx. 0 ° C and below 50 ⁇ s at 60 ° C. At room temperature, the switchover time is approx. 200 ⁇ s. So that a bistable display can still be operated reliably in both modes even with large temperature fluctuations, the maximum uninterrupted write time in the unstable mode should always be less than 50 ⁇ s and stable in the stable state when setting fixed write times for the stable and unstable state over 1000 ⁇ s. In both cases, this leads to unnecessary power consumption.
  • the relatively short, uninterrupted writing time means that an unnecessarily high frequency has to be used in order to make the respective information visible to the user in the unstable state. Due to the short writing times in which the crystals are aligned, a reduced contrast and thus poorer legibility can be expected.
  • the control device therefore preferably comprises a device for determining an ambient temperature of the respective cell or the display, as well as means for determining the parameters of the write voltage as a function of this ambient temperature, that is to say the respective
  • Write times or frequencies in the unstable mode and possibly also in the stable mode, and possibly also the amount of the write voltage or other parameters, are selected as a function of the ambient temperature.
  • control device preferably has means for selecting whether a cell or a region of neighboring cells, in extreme cases even the entire display, is operated in the stable or in the unstable mode.
  • This selection can be made explicitly by the user, for example by using a cursor or other control commands via the usual user interface of the respective device Area of the display selected. However, the selection can also be made automatically, for example depending on a specific behavior of the user.
  • the cell or the area of cells of the display which is to be unlocked and / or operated in the unstable mode is based on a position and / or a position sequence and / or a movement of a display symbol, for example a cursor or an arrow selected on the display.
  • a display symbol for example a cursor or an arrow selected on the display.
  • An example of this is a method in which it is automatically recognized when the user moves the cursor against the writing direction into a higher line when writing to a display. As soon as the cursor remains on an upper line for a longer period of time, it is assumed that the user wants to insert something here, and the relevant line is unlocked and at least temporarily operated in unstable mode.
  • this area operated in the unstable mode comprises at least an entire row and / or an entire column of the display, so that rows or columns can be set whether the display is operated in the stable or in the unstable mode becomes.
  • the display can be operated completely in unstable mode during a write process. After the writing process is complete, the display is then completely or partially in the
  • the method according to the invention makes it possible to use bistable displays in a practical manner similar to conventional LCDs. If the times and frequencies with which the
  • the single figure shows a schematic representation of a bistable display with an area operated in the unstable mode and an area operated in the stable mode, and with a control device according to the invention.
  • the structure shown in the figure is a bistable display 1, the upper area 2, consisting of several lines, is operated in the unstable mode.
  • the entire area 3 of the display 1 underneath is in the operated stable mode.
  • the text shown there is displayed statically. In contrast to this, the information displayed there is constantly changed in the unstable area 2. This is indicated in the figure by the display of the current time.
  • This display 1 is operated by means of a control device 4, which contains a display controller 5, which controls the individual cells of the display 1.
  • This is a display controller 5, which is constructed similarly to a conventional display controller for a bistable display 1.
  • an essential modification to such a conventional display controller is that the display controller 5 used for the control device according to the invention has options which it is possible to vary the write time in which a write voltage is continuously present at a specific point and the repetition frequency. This parameter controls whether a cell is operated in the unstable mode as in area 2 or in the stable mode as in area 3.
  • control device 4 has a temperature measuring device 7 with which the ambient temperature of the display 1 or of the individual cells is determined. This value is used by the display controller 5 to set the optimum write time and repetition frequencies, so that the longest possible write time and low frequency are selected in the unstable mode without the respective cell being stably frozen in the second state and on the other hand during operation In the stable mode, the shortest possible write time is selected so that the respective cell is brought into the stable state safely and does not accidentally return to its initial state after the write voltage has been removed.
  • control device 4 has a memory 6 in which the information shown in the display 1 is stored. be stored in parallel to prevent the information being lost during the necessary deletion process when unlocking cells or areas of cells that are in stable mode but should be operated in unstable mode.
  • This can be the memory 6 shown in the figure.
  • the memory can also be part of the display controller 5, ie it does not have to be a separate memory.
  • This memory can also be part of a general memory of the device which has the display according to the invention. This is inexpensive insofar as a special separate memory can be dispensed with and the display controller itself only has to have a normal graphical “frame buffer” in a size corresponding to the screen.
  • the operating mode of the display is explained in more detail below using two example situations.
  • the first example is a text-only entry, for example the entry of a daily schedule, a calendar, an email, a text document or an electronic worksheet, for example for spreadsheets etc.
  • the unstable mode could be limited to only one line. This means that if the cursor is moved to the next line after entering a line, the cells of the previous line are only continuously subjected to the write voltage for a longer period of time, as a result of which the content of this line is "frozen" on the display
  • Modus is particularly suitable for text input devices that are supposed to have a low energy consumption. To show clocks on the display, the area can even be applied to a few cells or pi in unstable mode. xel or segments, which are responsible for the representation of the seconds, are limited. All other segments can be operated in a stable state.
  • a special user-controllable function is required.
  • This function can be implemented, for example, in software within the display controller. Since the control device 4 for the display 1 - in the present exemplary embodiment via a bus 8 - is connected to the other components in the device, this function can also be implemented in these other components of the device. A CPU of the device is particularly suitable for this. If the user wants to unlock a single line in such a text-based representation, for example to make corrections there, the system can automatically recognize this by moving the cursor upward in the opposite direction to the writing direction. As soon as the cursor stops in a certain row, the respective row can then be unlocked by applying a delete pulse to the cells of this row. The information in this line, which is stored in parallel in the memory 6, is then rewritten, this rewriting initially taking place in the unstable mode.
  • the entire screen is first deleted and the writing continues in the unstable mode.
  • a certain line for example in the line in which the cursor remains while other actions, for example a text entry, are being carried out on the screen
  • all other lines are returned to the brought stable mode.
  • only the lines above the selected line can be brought into stable mode immediately, whereby the lines below the line continue operated in unstable mode. This makes sense because it is not unlikely that the user will make a correction in the text over several lines from the relevant line.
  • the special line it is automatically "frozen” again. This can be controlled, for example, by automatically detecting when the user moves the cursor down line by line.
  • the second exemplary embodiment is a graphic-oriented input, for example using a bistable display as a so-called “touchscreen”, in which inputs can be made simultaneously by touching the display with a finger or with special input aids. Examples of this are painting programs, navigation system maps, so-called imaging programs or use as a viewfinder for cameras etc.
  • the entire screen must be operated in unstable mode until work on the image has ended. This depends on the individual user himself and he must therefore be given the opportunity to freeze the entire image content or to leave it in an unstable state. This can be done, for example, by entering an explicit lock command.
  • a simple display controller suitable for such an application is relatively similar to a conventional display controller for conventional LCDs, but it only has to have the additional function of stabilizing the information on the screen by applying a writing voltage over a longer writing time. This can be done, for example, by a relatively slow scan over the area to be operated in stable mode.
  • the user can unlock the display here, where either the entire display is unlocked at the request of the user or only these areas are unlocked, for example by entering or otherwise marking certain areas.
  • unlocking - as in previous bistable display applications the user first sees a black bar that moves across the display, with the same image as before on the black bar. This time, however, the image is actively displayed from the memory at a high frequency so that the display does not switch to stable mode in these areas. The user then has full access to change the content of these areas again.
  • a memory of the control device This can be any type of memory, for example a RAM, a DRAM, a flash EEPROM or the like. act. With this graphically oriented use, it makes sense, due to the logical connection between the image content of the stored information, to place this memory within the display controller or to use the graphical “frame buffer” there.
  • the invention enables a significant expansion of
  • bistable displays can be used in particular in mobile radio devices, PDAs (Personal Digital Assistants) or organizers with large-area displays for text input, table calculations, database functions, maps for GPS navigation systems, daily plans, calendars etc.
  • PDAs Personal Digital Assistants
  • organizers with large-area displays for text input, table calculations, database functions, maps for GPS navigation systems, daily plans, calendars etc.

Abstract

The invention relates to a method for operating a bistable display, whose individual cells are transferred from a first state to a second state by applying a write voltage and can be stabilized in the second state by maintaining the write voltage over a prescribed period of time whereby causing the cells to remain in the second state without the write voltage. The cells can be operated according to choice in an unstable mode, in which only one write voltage is applied in such a manner that the cells are unstably held in the second state and transfer back to the first state when the write voltage is removed.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zum Betreiben eines bistabilen DisplaysMethod for operating a bistable display
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines bistabilen Displays. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine entsprechende Steuereinrichtung zur Steuerung eines bistabilen Displays sowie ein Gerät mit einem bistabilen Display und einer solchen Steuereinrichtung.The invention relates to a method for operating a bistable display. In addition, the invention relates to a corresponding control device for controlling a bistable display and a device with a bistable display and such a control device.
Bei sogenannten „bistabilen Displays" handelt es sich um Displays, deren einzelne Zellen, welche die Bildpixel bilden, durch Anlegen einer Schreibspannung von einem ersten in einen zweiten Zustand gebracht werden und durch Aufrechterhaltung der Schreibspannung über eine bestimmte Umschaltzeit hinweg in dem zweiten Zustand so stabilisiert werden, dass die jeweiligen Zellen auch ohne die Schreibspannung in dem zweiten Zustand verbleiben. Das heißt, die einzelnen Zellen werden hierbei sozusagen „eingefroren". Bisher sind nur wenige Pro- totypen derartiger bistabiler Displays erhältlich. Hierbei handelt es sich um verschiedene Displays mit Flüssigkeitskristallzellen aus cholesterischen, ferroelektrischen, nema- tischen oder antiferroelektrischen Materialien. Im Prinzip funktionieren diese bistabilen Displays auf ähnliche Weise wie bisher bekannte LCDs. Die verschiedenen Zustände der Zellen, die mit einem unterschiedlichen optischen Verhalten einhergehen, indem die Zellen beispielsweise transmissiv oder gesperrt sind, hängen von der Ausrichtung der Kristalle in der Zelle ab. Durch Anlegen der Schreibspannung werden die Kristalle in der jeweiligen Zelle nach und nach in einer Vorzugsrichtung ausgerichtet. Diese Ausrichtung benötigt Zeit. Nachdem die Kristalle weitgehend vollständig ausgerichtet sind, wird ein stabiler Zustand erreicht, so dass die Zelle auch nach dem Entfernen der Schreibspannung in diesem Zustand verbleibt. Wird die Schreibspannung dagegen bereits entfernt, bevor die Kristalle ausreichend vollständig ausgerichtet sind, so kippen sie wieder in den Ausgangszustand zurück, das heißt, die jeweilige Zelle stabilisiert sich nicht in dem gewünschten zweiten Zustand. Die Zeit, die benötigt wird, um die Kristalle soweit auszurichten, dass der stabile Zustand erreicht ist, die sogenannte „Umschaltzeit", ist dabei sowohl von der Höhe der Schreibspannung als auch vom Material und vom Aufbau der jeweiligen Zellen abhängig.So-called “bistable displays” are displays whose individual cells which form the image pixels are brought from a first to a second state by applying a writing voltage and are thus stabilized in the second state by maintaining the writing voltage over a certain switching time that the respective cells remain in the second state even without the write voltage. This means that the individual cells are "frozen", so to speak. So far, only a few prototypes of such bistable displays have been available. These are various displays with liquid crystal cells made of cholesteric, ferroelectric, nematic or antiferroelectric materials. In principle, these bistable displays work in a similar way to previously known LCDs. The different states of the cells, which are associated with a different optical behavior, for example in which the cells are transmissive or blocked, depend on the orientation of the crystals in the cell. By applying the write voltage, the crystals in the respective cell are gradually aligned in a preferred direction. This alignment takes time. After the crystals are largely completely aligned, a stable state is reached, so that the cell remains in this state even after the writing voltage has been removed. If, on the other hand, the write voltage is removed before the crystals are sufficiently fully aligned, they tilt back into the initial state, that means that the respective cell does not stabilize in the desired second state. The time required to align the crystals to such an extent that the stable state is reached, the so-called “switchover time”, depends on the level of the writing voltage as well as on the material and the structure of the respective cells.
Die derzeit zur Verfügung stehenden bistabilen Displays haben jedoch zwei große Nachteile im Vergleich zu den herkömmlichen bekannten Displays.However, the bistable displays currently available have two major disadvantages compared to the conventional known displays.
Ein Nachteil besteht darin, dass sämtliche Bildinformationen in einem einzelnen Operationsschritt auf das Display transferiert werden müssen. Derartige Displays können folglich nur dazu genutzt werden, um statische Informationen darzustellen, da es nicht möglich ist, den dargestellten Inhalt zu editieren, was beispielsweise zur Eingabe und Veränderung eines Textes notwendig ist. Des Weiteren ist es nicht möglich, einen von einem Benutzer mittels eines Cursors o. Ä. hervorge- hobenen Bereich auf dem Display darzustellen. Ebenso ist es nicht möglich, derartige Displays als „Touchscreen" zum Eingeben von Skizzen o. Ä. wie bei einem Palmtop zu verwenden, da die Punkte, auf die ein Eingabestift zeigt, nicht dargestellt werden können. Insgesamt bedeutet dies, dass der Nut- zen derartiger Displays auf wenige Bereiche, beispielsweise elektronische Bücher oder Zeitschriften, eingeschränkt ist und der damit verbundene Vorteil der Energieersparnis in den meisten Anwendungen nicht genutzt werden kann.A disadvantage is that all image information has to be transferred to the display in a single operation step. Such displays can therefore only be used to display static information, since it is not possible to edit the content shown, which is necessary, for example, for entering and changing a text. Furthermore, it is not possible for a user to use a cursor or the like. highlighted area on the display. Likewise, it is not possible to use such displays as a “touchscreen” for entering sketches or the like, as with a palm top, since the points to which a stylus points cannot be shown. Overall, this means that the groove zen of such displays is restricted to a few areas, for example electronic books or magazines, and the associated advantage of energy saving cannot be used in most applications.
Ein zweiter Nachteil besteht darin, dass dann, wenn neue Informationen dargestellt werden sollen, zunächst der alte Inhalt vollständig gelöscht werden uss. Hierbei wird an die Zellen ein Löschimpuls angelegt. Es handelt sich dabei in der Regel um eine kurzzeitig angelegte, höhere Gegenspannung, die dafür sorgt, dass die ausgerichteten Kristalle wieder in den ursprünglichen Grundzustand zurückkippen. Dieser Löschprozess ist ungünstigerweise ein sichtbarer Prozess. Während des Lö- schens des Displays und des nachfolgenden Einschreibens neuer Informationen läuft ein schwarzer Bereich, welcher charakteristisch für den Löschprozess ist, über das Display. Da das Löschen in der Regel zeilenweise durchgeführt wird, handelt es sich hierbei üblicherweise um einen schwarzen Balken, der von oben nach unten über das Display läuft.A second disadvantage is that if new information is to be displayed, the old content must first be completely deleted. An erase pulse is applied to the cells. This is usually a short-term, higher counter-voltage, which ensures that the aligned crystals tilt back into the original basic state. Unfortunately, this deletion process is a visible process. During the deletion After the display and the subsequent writing of new information, a black area, which is characteristic of the deletion process, runs over the display. Since the deletion is usually carried out line by line, this is usually a black bar that runs from top to bottom on the display.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, bistabile Displays ohne die zuvor genannten Nachteile für einen weiten Bereich von Anwendungen nutzbar zu machen.It is an object of the present invention to provide a way to make bistable displays usable for a wide range of applications without the disadvantages mentioned above.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Steuereinrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst .This object is achieved by a method according to claim 1 and a control device according to claim 11.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zumindest an einen Teil der Zellen in einem instabilen Modus nur derart eine Schreibspannung angelegt, dass die jeweilige Zelle instabil im Wesentlichen im zweiten Zustand gehalten wird und nach dem Entfernen der Schreibspannung wieder in den ersten Zustand übergeht. Hierbei handelt es sich sinnvollerweise um die Zellen, die schnell veränderbare Informationen darstellen sollen, wobei dieser im instabilen Modus betriebene Teil des Displays im Extremfall auch nur eine einzige Zelle umfassen kann. Zum Betrieb im instabilen Modus gibt es prinzipiell verschiedene Möglichkeiten. Wesentlich ist, dass zwar für den Benutzer die jeweilige Information auf dem Display gut sichtbar dargestellt wird, dass aber andererseits verhindert wird, dass die jeweilige Zelle in den stabilen Zustand gerät, d.h. dass die Kristalle der Zelle ausreichend vollständig ausgerichtet werden. Das heißt, die Ausrichtung der Kristalle muss rechtzeitig vorher unterbrochen oder gestört werden.According to the method according to the invention, a write voltage is applied to at least some of the cells in an unstable mode only in such a way that the respective cell is essentially kept unstable in the second state and changes back to the first state after removal of the write voltage. These are expediently the cells which are intended to represent information which can be changed quickly, and in extreme cases this part of the display which is operated in the unstable mode can also comprise only a single cell. In principle, there are various options for operating in unstable mode. It is essential that the respective information is clearly visible to the user on the display, but on the other hand it prevents the respective cell from getting into the stable state, i.e. that the crystals of the cell are sufficiently fully aligned. This means that the alignment of the crystals must be interrupted or disrupted in good time.
Vorzugsweise wird hierbei die jeweilige Zelle so angesteuert, dass die Schreibspannung maximal über einen Zeitraum ununterbrochen aufrechterhalten wird, der kürzer ist als die Umschaltzeit der Zelle. Damit für den Nutzer weiterhin das Bild sichtbar bleibt, muss die Schreibspannung wiederholt angelegt werden, das heißt, es wird die Schreibspannung nicht über einen längeren Zeitraum angelegt, in dem die Zelle in den stabilen Zustand gebracht wird, sondern nur kurzzeitig, dafür aber mit entsprechend höherer Frequenz. Da die Umschaltzeit auch abhängig von der Spannung ist, kann ebenso die Höhe der Schreibspannung variiert werden. So kann durch Einstellung der Höhe, der Dauer und der Frequenz der Schreibspannung ein Optimum gesucht werden, welches einerseits eine möglichst gu- te Lesbarkeit der Informationen für den Nutzer auch in dem instabil betriebenen Displaybereich gewährleistet, andererseits aber den Stromverbrauch möglichst gering hält und ausreichende Sicherheit gewährt, dass die jeweiligen Zellen nicht versehentlich in den stabilen Zustand gelangen. Hierbei ist auch zu berücksichtigen, dass sinnvollerweise auch die Zellen, die in dem stabilen Modus betrieben werden sollen, d.h. die im zweiten Zustand festgefroren werden sollen, ebenfalls mit einer möglichst geringen Spannung betrieben werden. Dadurch werden die Variationsmöglichkeiten bezüglich der Schreibdauer in der Praxis häufig größer sein als bezüglich der Höhe der Schreibspannung.In this case, the respective cell is preferably controlled in such a way that the write voltage is maintained continuously for a maximum of a period of time that is shorter than the switchover time of the cell. So that the image continues for the user remains visible, the write voltage must be applied repeatedly, i.e. the write voltage is not applied over a longer period in which the cell is brought into the stable state, but only for a short time, but with a correspondingly higher frequency. Since the switchover time also depends on the voltage, the level of the write voltage can also be varied. By adjusting the height, duration and frequency of the write voltage, an optimum can be sought which, on the one hand, guarantees the best possible legibility of the information for the user even in the unstable display area, but on the other hand keeps the power consumption as low as possible and provides sufficient security ensures that the respective cells do not accidentally get into the stable state. It should also be taken into account here that the cells which are to be operated in the stable mode, ie which are to be frozen in the second state, are also usefully operated with the lowest possible voltage. As a result, the possible variations with regard to the write duration will in practice often be greater than with regard to the level of the write voltage.
Eine entsprechende erfindungsgemäße Steuerung muss neben den üblichen Mitteln zum Betrieb der Zellen des Displays im sta- bilen Modus zusätzliche Mittel zum alternativen Betrieb derA corresponding control according to the invention must, in addition to the usual means for operating the cells of the display in stable mode, additional means for alternative operation of the
Zellen im instabilen Modus aufweisen. Diese Mittel zum alternativen Betrieb der Zellen im instabilen Modus umfassen vorzugsweise eine Einrichtung zur Einstellung von Parametern der Schreibspannung. Bei diesen Parametern kann es sich bei- spielsweise um die Höhe der Schreibspannung handeln. Vorzugsweise handelt es sich hierbei aber um die Länge des Zeitraums, über den die Schreibspannung an der jeweiligen Zelle maximal ununterbrochen aufrechterhalten wird, bzw. um die Frequenz, mit welcher Häufigkeit jeweils die Schreibspannung in einem instabilen Modus an die Zelle angelegt wird, um die Information sichtbar zu machen, ohne dass der stabile Zustand erreicht wird. Die Einrichtung zur Parametereinstellung bzw. die sonstigen Mittel zum alternativen Betrieb der Zellen können hardwaremäßig oder softwaremäßig, beispielsweise innerhalb eines Mikro- Controllers, vorzugsweise direkt im Displaycontroller, realisiert werden. Im einfachsten Fall handelt es sich um eine zusätzliche ZeitSteuerung, welche regelt, wie lange und in welchen Abständen eine bestimmte, fest vorgegebene Schreibspannung an eine bestimmte Zelle angelegt wird. Die Herstellung einer solchen speziellen Steuerung, die den alternativen Betrieb eines bistabilen Displays im stabilen Modus und im instabilen Modus erlaubt, erfordert folglich nur geringen Mehraufwand gegenüber der Herstellung einer konventionellen Steuereinrichtung für ein bistabiles Display, welche das Display lediglich im stabilen Modus betreibt.Have cells in unstable mode. These means for alternative operation of the cells in the unstable mode preferably comprise a device for setting parameters of the write voltage. These parameters can be, for example, the level of the write voltage. However, this is preferably the length of the period of time over which the write voltage at the respective cell is maintained at a maximum uninterrupted, or the frequency with which frequency the write voltage is applied to the cell in an unstable mode, the information make visible without reaching the stable state. The device for parameter setting or the other means for alternative operation of the cells can be implemented in hardware or software, for example within a microcontroller, preferably directly in the display controller. In the simplest case, it is an additional time control that regulates how long and at what intervals a specific, fixedly specified write voltage is applied to a specific cell. The production of such a special control, which allows the alternative operation of a bistable display in stable mode and in unstable mode, consequently requires only little additional effort compared to the production of a conventional control device for a bistable display, which operates the display only in stable mode.
Im einfachsten Fall reicht es hierbei aus, wenn zuvor festgelegt wird, dass die Schreibspannung im instabilen Betrieb maximal über eine zuvor genau festgelegte Schreibzeit ununter- brochen aufrechterhalten, dann unterbrochen und wieder neu angelegt wird und andersherum zum Betrieb im stabilen Modus die Schreibspannung mindestens über eine zuvor genau festgelegte Schreibzeit aufrechterhalten wird.In the simplest case, it is sufficient if it is determined beforehand that the write voltage in the unstable mode is maintained uninterrupted for a maximum of a previously precisely defined write time, then interrupted and then re-applied, and vice versa, the write voltage for operation in stable mode is at least one previously defined writing time is maintained.
Bei den bisher bekannten bistabilen Displays ist diese Umschaltzeit jedoch stark temperaturabhängig. Bei ferroelektri- schen Zellen liegt die Umschaltzeit bei ca. 0° C ungefähr bei 1000 μs und bei 60° C unterhalb von 50 μs. Bei Zimmertemperatur liegt die Umschaltzeit bei ca. 200 μs. Damit ein bistabi- les Display auch bei größeren TemperaturSchwankungen noch sicher in den beiden Modi betrieben werden kann, müsste daher bei Einstellung fester Schreibzeiten für den stabilen und instabilen Zustand die maximale ununterbrochene Schreibzeit im instabilen Modus immer unter 50 μs liegen und im stabilen Zu- stand über 1000 μs. In beiden Fällen führt dies zu einem unnötigen Stromverbrauch. Im stabilen Zustand ist dies offensichtlich, da beispielsweise bei Zimmertemperatur ein Be- schreiben über eine Dauer von 200 μs ausreichen würde und somit nahezu 800 μs lang völlig unnötig eine Spannung an den Zellen angelegt wird. Im instabilen Zustand führt die relativ kurze, ununterbrochene Schreibzeit dazu, dass mit einer unnö- tig hohen Frequenz gearbeitet werden muss, um die jeweilige Information für den Benutzer im instabilen Zustand sichtbar zu machen. Dabei ist durch die geringen Schreibzeiten, in denen die Kristalle ausgerichtet werden, unter Umständen auch ein verminderter Kontrast und somit eine schlechtere Lesbar- keit zu erwarten.In the bistable displays known to date, however, this switching time is strongly temperature-dependent. In ferroelectric cells, the switchover time is approx. 1000 μs at approx. 0 ° C and below 50 μs at 60 ° C. At room temperature, the switchover time is approx. 200 μs. So that a bistable display can still be operated reliably in both modes even with large temperature fluctuations, the maximum uninterrupted write time in the unstable mode should always be less than 50 μs and stable in the stable state when setting fixed write times for the stable and unstable state over 1000 μs. In both cases, this leads to unnecessary power consumption. This is obvious in the stable state, because, for example, at room temperature write over a duration of 200 μs would suffice and thus voltage is applied to the cells completely unnecessarily for almost 800 μs. In the unstable state, the relatively short, uninterrupted writing time means that an unnecessarily high frequency has to be used in order to make the respective information visible to the user in the unstable state. Due to the short writing times in which the crystals are aligned, a reduced contrast and thus poorer legibility can be expected.
Optimal ist daher eine Anpassung der Schreibzeiten im stabilen und im instabilen Modus jeweils derart, dass im stabilen Modus die Schreibzeit nur geringfügig oberhalb der jeweiligen Umschaltzeit liegt und im instabilen Modus nur geringfügig unterhalb der Umschaltzeit. Andererseits muss im stabilen Modus die zuvor festgelegte Schreibzeit mit Sicherheit oberhalb der Umschaltzeit liegen, im instabilen Zustand mit Sicherheit unterhalb der Umschaltzeit.It is therefore optimal to adapt the write times in the stable and in the unstable mode in such a way that in the stable mode the write time is only slightly above the respective switchover time and in the unstable mode only slightly below the switchover time. On the other hand, in the stable mode the previously defined write time must surely be above the switchover time, in the unstable state it must surely be below the switchover time.
Vorzugsweise umfasst daher die Steuereinrichtung eine Einrichtung zur Ermittlung einer Umgebungstemperatur der jeweiligen Zelle bzw. des Displays sowie Mittel zur Bestimmung der Parameter der Schreibspannung in Abhängigkeit von dieser Um- gebungstemperatur, das heißt, es werden die jeweiligenThe control device therefore preferably comprises a device for determining an ambient temperature of the respective cell or the display, as well as means for determining the parameters of the write voltage as a function of this ambient temperature, that is to say the respective
Schreibzeiten bzw. Frequenzen im instabilen Modus und gegebenenfalls auch im stabilen Modus, sowie eventuell auch die Höhe der Schreibspannung oder andere Parameter, in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur gewählt.Write times or frequencies in the unstable mode and possibly also in the stable mode, and possibly also the amount of the write voltage or other parameters, are selected as a function of the ambient temperature.
Außerdem weist die Steuereinrichtung vorzugsweise Mittel zur Auswahl auf, ob eine Zelle bzw. ein Bereich von benachbarten Zellen, im Extremfall sogar das ganze Display, im stabilen oder im instabilen Modus betrieben wird. Diese Auswahl kann explizit durch den Benutzer erfolgen, indem dieser beispielsweise mit einem Cursor oder durch sonstige Steuerbefehle über die übliche Benutzerschnittstelle des jeweiligen Geräts einen Bereich des Displays selektiert . Die Auswahl kann aber auch automatisch, beispielsweise in Abhängigkeit von einer bestimmten Verhaltensweise des Benutzers, erfolgen.In addition, the control device preferably has means for selecting whether a cell or a region of neighboring cells, in extreme cases even the entire display, is operated in the stable or in the unstable mode. This selection can be made explicitly by the user, for example by using a cursor or other control commands via the usual user interface of the respective device Area of the display selected. However, the selection can also be made automatically, for example depending on a specific behavior of the user.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Zelle bzw. der Bereich von Zellen des Displays, welcher ent- sperrt und/oder im instabilen Modus betrieben werden soll, anhand einer Stellung und/oder einer Stellungsabfolgen und/oder einer Bewegung eines Anzeigesymbols, beispielsweise eines Cursors oder eines Pfeils, auf dem Display selektiert. Ein Beispiel hierfür ist ein Verfahren, bei dem automatisch erkannt wird, wenn beim Beschreiben eines Displays durch den Benutzer der Cursor gegen die Schreibrichtung in eine höhere Zeile gefahren wird. Sobald der Cursor in einer oberen Zeile längere Zeit stehen bleibt, wird davon ausgegangen, dass hier der Benutzer etwas einfügen möchte, und die betreffende Zeile wird entsperrt und zumindest vorübergehend im instabilen Modus betrieben.In a particularly preferred exemplary embodiment, the cell or the area of cells of the display which is to be unlocked and / or operated in the unstable mode is based on a position and / or a position sequence and / or a movement of a display symbol, for example a cursor or an arrow selected on the display. An example of this is a method in which it is automatically recognized when the user moves the cursor against the writing direction into a higher line when writing to a display. As soon as the cursor remains on an upper line for a longer period of time, it is assumed that the user wants to insert something here, and the relevant line is unlocked and at least temporarily operated in unstable mode.
Vorzugsweise wird nicht nur eine einzelne Zelle, sondern ein ganzer Bereich von benachbarten Zellen des Displays im instabilen Modus betrieben. In diesem Bereich können dann ständig veränderliche Informationen, beispielsweise die Uhrzeit, angezeigt werden, wobei der Rest des Displays eine im Verhält- nis dazu statische Information, beispielsweise eine Zeitungsoder Buchseite, anzeigt. Ansteuerungstechnisch ist es besonders vorteilhaft, wenn dieser im instabilen Modus betriebene Bereich zumindest eine gesamte Zeile und/oder eine gesamte Spalte des Displays umfasst, so dass Zeilen- bzw. spaltenwei- se eingestellt werden kann, ob das Display im stabilen oder im instabilen Modus betrieben wird.Preferably, not only a single cell, but an entire area of neighboring cells of the display is operated in the unstable mode. In this area, constantly changing information, for example the time, can then be displayed, the rest of the display showing information which is static in relation thereto, for example a newspaper or book page. In terms of control technology, it is particularly advantageous if this area operated in the unstable mode comprises at least an entire row and / or an entire column of the display, so that rows or columns can be set whether the display is operated in the stable or in the unstable mode becomes.
Für die Verwendung eines solchen Displays zum Schreiben und Editieren bestehen verschiedene Möglichkeiten. Zum einen kann das Display während eines Schreibvorgangs vollständig im instabilen Modus betrieben werden. Nach Beenden des Schreibvorgangs wird das Display dann ganz oder bereichsweise in den
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There are various options for using such a display for writing and editing. On the one hand, the display can be operated completely in unstable mode during a write process. After the writing process is complete, the display is then completely or partially in the
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Dies ist insofern günstig, als dass ohne großen schaltungs- technischen Aufwand das gesamte Display wie bei einer herkömmlichen Neubeschreibung einmal gelöscht wird, ohne dass in einem zusätzlichen Speicher vermerkt werden muss, welche Zel- len bisher im stabilen oder im instabilen Zustand betrieben werden.This is advantageous in that the entire display is deleted once, as with a conventional rewriting, without great circuitry outlay, without having to note in an additional memory which cells have previously been operated in a stable or unstable state.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, bistabile Displays in praktischer Weise ähnlich zu konventionellen LCDs zu verwenden. Wenn die Zeiten und Frequenzen, mit der dieThe method according to the invention makes it possible to use bistable displays in a practical manner similar to conventional LCDs. If the times and frequencies with which the
Schreibspannung an die Zellen im instabilen Zustand angelegt wird, geeignet an das jeweilige Zellmaterial und die Umgebungstemperatur angepasst werden, ist davon auszugehen, dass kein sichtbar schwächerer Kontrast und somit Qualitätsverlust bei der Darstellung auftritt.Write voltage is applied to the cells in the unstable state, suitably adapted to the respective cell material and the ambient temperature, it can be assumed that there is no visibly weaker contrast and thus a loss of quality in the display.
Bei einer Langzeitbenutzung verbrauchen derartige Displays erheblich weniger Energie als konventionelle, reflektive LCDs. Lediglich wenn das Display im instabilen Zustand be- trieben wird, beispielsweise während Operationen wie Texteditionen, Uhr-Aktualisierungen oder Ähnlichem, verbraucht es aufgrund der etwas komplizierteren Ansteuerungsmethode geringfügig mehr Energie als ein herkömmliches LCD.With long-term use, such displays consume considerably less energy than conventional, reflective LCDs. Only when the display is operated in an unstable state, for example during operations such as text editions, clock updates or the like, does it use slightly more energy than a conventional LCD due to the somewhat more complicated control method.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the attached figure using exemplary embodiments.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines bistabilen Displays mit einem im instabilen Modus betriebenen Bereich und einem im stabilen Modus betriebenen Bereich sowie mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.The single figure shows a schematic representation of a bistable display with an area operated in the unstable mode and an area operated in the stable mode, and with a control device according to the invention.
Bei dem in der Figur dargestellten Aufbau handelt es sich um ein bistabiles Display 1, dessen oberer Bereich 2, bestehend aus mehreren Zeilen, im instabilen Modus betrieben wird. Der gesamte darunter liegende Bereich 3 des Displays 1 wird im stabilen Modus betrieben. Der dort dargestellte Text wird statisch dargestellt. Im Gegensatz dazu wird in dem instabil betriebenen Bereich 2 die dort angezeigte Information ständig verändert. In der Figur ist das durch die Darstellung der ak- tuellen Uhrzeit angedeutet.The structure shown in the figure is a bistable display 1, the upper area 2, consisting of several lines, is operated in the unstable mode. The entire area 3 of the display 1 underneath is in the operated stable mode. The text shown there is displayed statically. In contrast to this, the information displayed there is constantly changed in the unstable area 2. This is indicated in the figure by the display of the current time.
Dieses Display 1 wird mittels einer Steuereinrichtung 4 betrieben, welche einen Displaycontroller 5 enthält, der die einzelnen Zellen des Displays 1 ansteuert. Hierbei handelt es sich um einen Displaycontroller 5, der ähnlich aufgebaut ist wie ein konventioneller Displaycontroller für ein bistabiles Display 1. Eine wesentliche Modifikation gegenüber einem solchen herkömmlichen Displaycontroller besteht jedoch darin, dass der für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung verwende- te Displaycontroller 5 Möglichkeiten aufweist, die es erlauben, die Schreibzeit, in der eine Schreibspannung ununterbrochen an einer bestimmten Stelle anliegt, und die Wiederhol- frequenz zu variieren. Über diesen Parameter wird gesteuert, ob eine Zelle im instabilen Modus wie im Bereich 2 oder im stabilen Modus wie im Bereich 3 betrieben wird.This display 1 is operated by means of a control device 4, which contains a display controller 5, which controls the individual cells of the display 1. This is a display controller 5, which is constructed similarly to a conventional display controller for a bistable display 1. However, an essential modification to such a conventional display controller is that the display controller 5 used for the control device according to the invention has options which it is possible to vary the write time in which a write voltage is continuously present at a specific point and the repetition frequency. This parameter controls whether a cell is operated in the unstable mode as in area 2 or in the stable mode as in area 3.
Außerdem weist die Steuereinrichtung 4 eine Temperaturmess- einrichtung 7 auf, mit der die Umgebungstemperatur des Displays 1 bzw. der einzelnen Zellen ermittelt wird. Dieser Wert wird vom Displaycontroller 5 dazu benutzt, um die optimalen schreibzeit- und Wiederholfrequenzen einzustellen, so dass im instabilen Modus eine möglichst lange Schreibzeit und kleine Frequenz gewählt wird, ohne dass die jeweilige Zelle im zweiten Zustand stabil eingefroren wird und andererseits beim Be- trieb im stabilen Modus eine möglichst kurze Schreibzeit gewählt wird, so dass die jeweilige Zelle sicher in den stabilen Zustand gebracht wird und nach Entfernen der Schreibspannung nicht wieder versehentlich in ihren Ausgangszustand zurückfällt.In addition, the control device 4 has a temperature measuring device 7 with which the ambient temperature of the display 1 or of the individual cells is determined. This value is used by the display controller 5 to set the optimum write time and repetition frequencies, so that the longest possible write time and low frequency are selected in the unstable mode without the respective cell being stably frozen in the second state and on the other hand during operation In the stable mode, the shortest possible write time is selected so that the respective cell is brought into the stable state safely and does not accidentally return to its initial state after the write voltage has been removed.
Außerdem weist die Steuereinrichtung 4 einen Speicher 6 auf, in welchem die im Display 1 dargestellten Informationen pa- rallel gespeichert werden, um so zu verhindern, dass bei einem Entsperren von Zellen oder Bereichen von Zellen, die sich im stabilen Modus befinden, aber im instabilen Modus betrieben werden sollen, während des dazu notwendigen Löschvorgangs die Informationen verloren gehen. Hierbei kann es sich um den in der Figur dargestellten Speicher 6 handeln. Der Speicher kann aber auch Teil des Displaycontrollers 5 sein, d.h. es muss sich nicht um einen separaten Speicher handeln. Ebenso kann dieser Speicher auch Teil eines allgemeinen Speichers des Geräts sein, welches das erfindungsgemäße Display aufweist. Dies ist insofern kostengünstig, als auf einen speziellen separaten Speicher verzichtet werden kann und auch der Displaycontroller selbst lediglich einen normalen grafischen „Framebuffer" in einer dem Bildschirm entsprechenden Größe aufweisen muss.In addition, the control device 4 has a memory 6 in which the information shown in the display 1 is stored. be stored in parallel to prevent the information being lost during the necessary deletion process when unlocking cells or areas of cells that are in stable mode but should be operated in unstable mode. This can be the memory 6 shown in the figure. However, the memory can also be part of the display controller 5, ie it does not have to be a separate memory. This memory can also be part of a general memory of the device which has the display according to the invention. This is inexpensive insofar as a special separate memory can be dispensed with and the display controller itself only has to have a normal graphical “frame buffer” in a size corresponding to the screen.
Im Folgenden wird die Betriebsweise des Displays anhand von zwei Beispielsituationen näher erläutert.The operating mode of the display is explained in more detail below using two example situations.
Im ersten Beispiel handelt es sich um eine rein textorientierte Eingabe, beispielsweise die Eingabe eines Tagesablauf- plans, eines Kalenders, einer Mail, eines Textdokuments oder eines elektronischen Arbeitsblatts, zum Beispiel zur Tabellenkalkulation etc.The first example is a text-only entry, for example the entry of a daily schedule, a calendar, an email, a text document or an electronic worksheet, for example for spreadsheets etc.
In der Regel ist es hierbei lediglich erforderlich, eine geringe Anzahl von Zeilen in einem instabilen Modus zu halten. Beispielsweise könnte der instabile Modus auf lediglich eine Zeile begrenzt werden. Dies bedeutet, dass, wenn der Cursor nach der Eingabe einer Zeile in die nächste Zeile verschoben wird, an die Zellen der vorhergehenden Zeile lediglich eine längere Zeitlang die Schreibspannung ununterbrochen angelegt wird, wodurch der Inhalt dieser Zeile auf dem Display „eingefroren" wird. Dieser Modus eignet sich besonders für Textein- gabegeräte, die nur einen geringen Energiebedarf aufweisen sollen. Zur Darstellung von Uhren auf dem Display kann der Bereich im instabilen Modus sogar auf einige Zellen bzw. Pi- xel oder Segmente, welche für die Darstellung der Sekunden verantwortlich sind, begrenzt werden. Alle übrigen Segmente können im stabilen Zustand betrieben werden.As a rule, it is only necessary to keep a small number of lines in an unstable mode. For example, the unstable mode could be limited to only one line. This means that if the cursor is moved to the next line after entering a line, the cells of the previous line are only continuously subjected to the write voltage for a longer period of time, as a result of which the content of this line is "frozen" on the display Modus is particularly suitable for text input devices that are supposed to have a low energy consumption. To show clocks on the display, the area can even be applied to a few cells or pi in unstable mode. xel or segments, which are responsible for the representation of the seconds, are limited. All other segments can be operated in a stable state.
Um den geschriebenen Text dann wieder zu entsperren, ist eine spezielle benutzersteuerbare Funktion erforderlich. Diese Funktion kann beispielsweise softwaremäßig innerhalb des Displaycontrollers realisiert werden. Da die Steuereinrichtung 4 für das Display 1 - im vorliegenden Ausführungsbeispiel über einen Bus 8 - mit den weiteren im Gerät befindlichen Komponenten verbunden ist, kann diese Funktion aber auch in diesen anderen Komponenten des Geräts realisiert sein. Hierfür bietet sich insbesondere eine CPU des Geräts an. Wenn der Benutzer in einer solchen textbasierenden Darstellung eine einzel- ne Zeile entsperren möchte, beispielsweise um dort Korrekturen durchzuführen, so kann das System dies automatisch dadurch erkennen, dass der Cursor entgegen der Schreibrichtung nach oben bewegt wird. Sobald der Cursor in einer bestimmten Zeile stehen bleibt, kann dann die jeweilige Zeile entsperrt werden, indem auf die Zellen dieser Zeile ein Löschimpuls aufgegeben wird. Anschließend wird die in dieser Zeile befindliche Information, welche parallel in dem Speicher 6 abgespeichert ist, wieder eingeschrieben, wobei dieses erneute Einschreiben zunächst im instabilen Modus geschieht.To unlock the written text, a special user-controllable function is required. This function can be implemented, for example, in software within the display controller. Since the control device 4 for the display 1 - in the present exemplary embodiment via a bus 8 - is connected to the other components in the device, this function can also be implemented in these other components of the device. A CPU of the device is particularly suitable for this. If the user wants to unlock a single line in such a text-based representation, for example to make corrections there, the system can automatically recognize this by moving the cursor upward in the opposite direction to the writing direction. As soon as the cursor stops in a certain row, the respective row can then be unlocked by applying a delete pulse to the cells of this row. The information in this line, which is stored in parallel in the memory 6, is then rewritten, this rewriting initially taking place in the unstable mode.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird, sobald der Benutzer den Cursor entgegen der Schreibrichtung nach oben bewegt, zunächst der ganze Bildschirm gelöscht und im instabilen Modus weitergeschrieben. In dem Moment, wenn feststeht, dass der Benutzer eine bestimmte Zeile ausgewählt hat, beispielsweise in der Zeile, in der der Cursor stehen bleibt, während gleichzeitig andere Aktionen, beispielsweise eine Texteingabe, auf dem Bildschirm durchgeführt werden, werden alle übrigen Zeilen wieder in den stabilen Modus gebracht. Alternativ können auch nur die oberhalb der gewählten Zeile liegenden Zeilen sofort in den stabilen Modus gebracht werden, wobei die unterhalb der Zeile befindlichen Zeilen weiter im instabilen Modus betrieben werden. Dies ist insofern sinnvoll, da es nicht unwahrscheinlich ist, dass der Benutzer ab der betreffenden Zeile über mehrere Zeilen hinweg eine Korrektur im Text vornimmt. Sobald der Benutzer die spezielle Zeile wieder verlässt, wird sie automatisch wieder „eingefroren". Dies kann beispielsweise dadurch gesteuert werden, indem automatisch erkannt wird, wenn der Benutzer den Cursor zeilenweise nach unten verschiebt.In an alternative exemplary embodiment, as soon as the user moves the cursor upward in the opposite direction to the writing direction, the entire screen is first deleted and the writing continues in the unstable mode. As soon as it is certain that the user has selected a certain line, for example in the line in which the cursor remains while other actions, for example a text entry, are being carried out on the screen, all other lines are returned to the brought stable mode. Alternatively, only the lines above the selected line can be brought into stable mode immediately, whereby the lines below the line continue operated in unstable mode. This makes sense because it is not unlikely that the user will make a correction in the text over several lines from the relevant line. As soon as the user leaves the special line, it is automatically "frozen" again. This can be controlled, for example, by automatically detecting when the user moves the cursor down line by line.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine grafikorientierte Eingabe, beispielsweise unter Verwendung eines bistabilen Displays als sogenannten „Touchscreen", bei dem durch Berühren des Displays mit dem Finger oder mit speziellen Eingabehilfsmitteln gleichzeitig Eingaben getätigt werden können. Beispiele hierfür sind Malprogramme, Navigationssystemkarten, sogenannte Imaging-Programme oder die Verwendung als Sucher für Kameras etc.The second exemplary embodiment is a graphic-oriented input, for example using a bistable display as a so-called “touchscreen”, in which inputs can be made simultaneously by touching the display with a finger or with special input aids. Examples of this are painting programs, navigation system maps, so-called imaging programs or use as a viewfinder for cameras etc.
Bei diesen Beispielen muss der komplette Bildschirm im insta- bilen Modus betrieben werden, bis die Arbeit am Bild beendet ist. Dies hängt von dem jeweiligen Benutzer selbst ab, und er muss daher die Möglichkeit erhalten, den gesamten Bildinhalt einzufrieren oder im instabilen Zustand zu belassen. Dies ist beispielsweise durch Eingabe eines expliziten Sperrbefehls möglich.In these examples, the entire screen must be operated in unstable mode until work on the image has ended. This depends on the individual user himself and he must therefore be given the opportunity to freeze the entire image content or to leave it in an unstable state. This can be done, for example, by entering an explicit lock command.
Ein einfacher, für eine solche Anwendung tauglicher Displaycontroller ist einem konventionellen Displaycontroller für herkömmliche LCDs relativ ähnlich, wobei er nur die zusätzli- ehe Funktion aufweisen muss, durch Anlegen einer Schreibspannung über eine länger andauernde Schreibzeit die Information auf dem Bildschirm zu stabilisieren. Dies kann beispielsweise durch einen relativ langsamen Scan über den im stabilen Modus zu betreibenden Bereich durchgeführt werden.A simple display controller suitable for such an application is relatively similar to a conventional display controller for conventional LCDs, but it only has to have the additional function of stabilizing the information on the screen by applying a writing voltage over a longer writing time. This can be done, for example, by a relatively slow scan over the area to be operated in stable mode.
Wie im vorgenannten Ausführungsbeispiel der textorientierten Eingabe kann auch hier der Benutzer das Display entsperren, wobei entweder auf Wunsch des Benutzers das gesamte Display entsperrt wird oder beispielsweise durch eine Eingabe oder sonstiges Markieren von bestimmten Bereichen nur diese Bereiche entsperrt werden. Beim Entsperren sieht der Benutzer - wie bei den bisherigen Anwendungen von bistabilen Displays - zunächst einen schwarzen Balken, der sich über das Display verschiebt, wobei auf den schwarzen Balken dasselbe Bild folgt wie zuvor. Diesmal wird jedoch das Bild aktiv vom Speicher aus mit einer hohen Frequenz dargestellt, so dass das Display in diesen Bereichen nicht in den stabilen Modus übergeht. Der Benutzer hat dann den vollen Zugriff, den Inhalt dieser Bereiche wieder zu verändern.As in the aforementioned embodiment of text-based input, the user can unlock the display here, where either the entire display is unlocked at the request of the user or only these areas are unlocked, for example by entering or otherwise marking certain areas. When unlocking - as in previous bistable display applications - the user first sees a black bar that moves across the display, with the same image as before on the black bar. This time, however, the image is actively displayed from the memory at a high frequency so that the display does not switch to stable mode in these areas. The user then has full access to change the content of these areas again.
Da der frühere Bildinhalt beim Löschen verloren geht, sollten auch hier alle Bilder parallel in einem Speicher der Steuereinrichtung gespeichert werden. Hierbei kann es sich um eine beliebige Art von Speicher, beispielsweise einen RAM, einen DRAM, einen Flash EEPROM o. Ä. handeln. Bei dieser grafisch orientierten Nutzung macht es aufgrund der logischen Verbin- düng zwischen dem Bildinhalt der gespeicherten Information auch Sinn, diesen Speicher innerhalb des Displaycontrollers zu platzieren bzw. den dort vorhandenen grafischen „Framebuffer" zu nutzen.Since the previous image content is lost when deleted, all images should also be stored in parallel in a memory of the control device. This can be any type of memory, for example a RAM, a DRAM, a flash EEPROM or the like. act. With this graphically oriented use, it makes sense, due to the logical connection between the image content of the stored information, to place this memory within the display controller or to use the graphical “frame buffer” there.
Die Erfindung ermöglicht eine erhebliche Erweiterung desThe invention enables a significant expansion of
Einsatzgebiets von bistabilen Displays. Die Erfindung kann insbesondere in Mobilfunkgeräten, PDAs (Personal Digital As- sistants) oder Organizern mit großflächigen Displays für Texteingaben, Tabellenkalkulationen, Datenbankfunktionalitä- ten, Landkarten für GPS-Navigationssysteme, Tagespläne, Kalender etc. eingesetzt werden. In allen genannten Fällen besteht die Gelegenheit, die gesamte Information weiterhin anzuzeigen, während das Gerät selbst ausgeschaltet ist. Dies reduziert den Energieverbrauch auf die Momente, wenn die In- formation erneuert wird, d.h. das Gerät kann sich zu einem erheblichen Teil der Zeit im ausgeschalteten Zustand oder in einem energiesparenden Bereitschaftsmodus befinden. Application area of bistable displays. The invention can be used in particular in mobile radio devices, PDAs (Personal Digital Assistants) or organizers with large-area displays for text input, table calculations, database functions, maps for GPS navigation systems, daily plans, calendars etc. In all of the cases mentioned, there is an opportunity to continue to display all of the information while the device itself is switched off. This reduces the energy consumption to the moments when the information is updated, i.e. the device can be switched off or in an energy-saving standby mode for a considerable part of the time.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben eines bistabilen Displays (1), dessen einzelne Zellen durch Anlegen einer Schreibspannung von einem ersten in einen zweiten Zustand gebracht und durch Aufrechterhaltung der Schreibspannung über eine bestimmte Umschaltzeit hinweg in dem zweiten Zustand so stabilisiert werden können, dass die Zellen auch nach dem Entfernen der Schreibspannung in dem zweiten Zustand verbleiben, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einen Teil der Zellen in einem instabilen Modus nur derart eine Schreibspannung angelegt wird, dass die jeweilige Zelle instabil im Wesentlichen im zweiten Zustand gehalten wird und nach dem Entfernen der Schreibspannung wie- der in den ersten Zustand übergeh .1. Method for operating a bistable display (1), the individual cells of which can be brought from a first state into a second state by applying a write voltage and can be stabilized in the second state by maintaining the write voltage over a certain switching time so that the cells can also remain after the removal of the write voltage in the second state, characterized in that at least to a part of the cells in an unstable mode, only a write voltage is applied such that the respective cell is kept unstable essentially in the second state and after removing the write voltage go back to the first state.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schreibspannung maximal über einen Zeitraum ununterbrochen, aufrechterhalten wird, der kürzer ist als die Um- schaltzeit.2. The method according to claim 1, characterized in that the write voltage is maintained uninterrupted for a maximum of a period of time that is shorter than the changeover time.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schreibspannung über eine zuvor festgelegte Schreibzeit aufrechterhalten wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the write voltage is maintained over a predetermined write time.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umgebungstemperatur der Zelle ermittelt wird und die Schreibspannung und/oder der Zeitraum über den die Schreibspannung an der Zelle aufrechterhalten wird, in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur gewählt wird.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that an ambient temperature of the cell is determined and the write voltage and / or the period over which the write voltage is maintained on the cell is selected depending on the ambient temperature.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich (2) von benachbarten Zellen des Displays (1) im instabilen Modus betrieben wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an area (2) of adjacent cells of the display (1) is operated in the unstable mode.
6. Verfahren nach einem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (2) eine gesamte Zeile und/oder Spalte des Displays (1) umfasst.6. The method according to claim 5, characterized in that the area (2) comprises an entire row and / or column of the display (1).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an eine Zelle, welche sich stabil in dem zweiten Zustand befindet und welche im instabilen Modus betrieben werden soll, zunächst zum Entsperren ein Löschimpuls angelegt wird, um die Zelle aus dem zweiten Zustand zu bringen.7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a cell which is stable in the second state and which is to be operated in the unstable mode is first applied to unlock a cell to clear the cell from the second Bring condition.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entsperren einer Zelle oder eines Bereichs (2) von Zellen des Displays (1) zunächst zumindest an alle die Zellen des Displays (1) , die sich stabil im zweiten Zustand befinden, ein Lδschimpuls angelegt wird und anschließend die betreffenden Zellen des Displays (1) , welche nicht im instabilen Modus betrieben werden sollen, wieder stabil in den zweiten Zustand gebracht werden.8. The method according to claim 7, characterized in that for unlocking a cell or a region (2) of cells of the display (1) first at least to all the cells of the display (1), which are stable in the second state, a deletion pulse is applied and then the relevant cells of the display (1), which are not to be operated in the unstable mode, are brought stably back into the second state.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (1) während eines Schreibvorgangs vollständig im instabilen Modus betrieben wird und nach Beenden des Schreibvorgangs das Display (1) ganz oder bereichsweise in einen stabilen Modus gebracht wird, in dem die betreffenden Zellen im zweiten Zustand stabilisiert sind.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the display (1) is operated completely in an unstable mode during a writing process and the display (1) is brought into a stable mode in whole or in regions after the writing process has ended which the cells in question are stabilized in the second state.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle oder der Bereich von Zellen des Diplays, welcher entsperrt und/oder im instabilen Modus betrieben werden soll, anhand einer Stellung und/oder Stellungsabfolge und/oder Bewegung eines Anzeigesymbols auf dem Display selektiert wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the cell or the area of cells of the display, which is to be unlocked and / or operated in unstable mode, based on a position and / or position sequence and / or movement of a display symbol is selected on the display.
11. Steuereinrichtung (4) zur Steuerung eines bistabilen Displays (1) mit Mitteln zum Betrieb von Zellen des Displays in einem stabilen Modus, in welchem die betreffenden Zellen durch Anlegen einer Schreibspannung von einem ersten in einen zweiten Zustand gebracht und durch Aufrechterhaltung der Schreibspannung über eine bestimmte Umschaltzeit hinweg in dem zweiten Zustand stabilisiert werden, so dass die Zellen auch nach dem Entfernen der Schreibspannung in dem zweiten Zustand verbleiben, gekennzeichnet durch11. Control device (4) for controlling a bistable display (1) with means for operating cells of the display in a stable mode in which the relevant cells are brought into a second state by applying a write voltage and stabilized in the second state by maintaining the write voltage for a certain switching time, so that the cells remain in the state even after the write voltage has been removed second state remain, characterized by
Mittel zum alternativen Betrieb der Zellen in einem instabi- len Modus, in welchem an die betreffende Zelle derart eineMeans for alternative operation of the cells in an unstable mode in which such a cell is connected to the cell in question
Schreibspannung angelegt wird, dass die Zelle instabil im Wesentlichen im zweiten Zustand gehalten wird und nach dem Entfernen der Schreibspannung wieder in den ersten Zustand übergeht.Write voltage is applied that the cell is kept unstable essentially in the second state and changes back to the first state after removal of the write voltage.
12. Steuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum alternativen Betrieb der Zellen in einem instabilen Modus eine Einrichtung zur Einstellung von Parametern der Schreibspannung umfassen.12. Control device according to claim 11, characterized in that the means for alternative operation of the cells in an unstable mode comprise a device for setting parameters of the write voltage.
13. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter die Länge des Zeitraums, über den die Schreibspannung an der jeweiligen Zelle maximal aufrechterhalten wird, umfassen.13. Control device according to claim 12, characterized in that the parameters comprise the length of the period over which the write voltage is maintained at the respective cell as a maximum.
14. Steuereinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (7) zur Ermittlung einer Umgebungstemperatur der jeweiligen Zelle und Mittel zur Bestimmung der Parameter der Schreibspannung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur.14. Control device according to claim 11 or 12, characterized by a device (7) for determining an ambient temperature of the respective cell and means for determining the parameters of the write voltage as a function of the ambient temperature.
15. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch Mittel zur Auswahl, ob eine Zelle und/oder ein Bereich von benachbarten Zellen im stabilen Mo- dus oder im instabilen Modus betrieben wird. 15. Control device according to one of claims 11 to 14, characterized by means for selecting whether a cell and / or a region of neighboring cells is operated in stable mode or in unstable mode.
16. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeichnet durch Mittel zum Entsperren einer Zelle oder eines Bereichs von Zellen des Displays, welcher im stabilen Zustand betrieben wird, so dass dieser nach dem Ent- sperren im instabilen Modus betrieben wird.16. Control device according to one of claims 11 to 15, characterized by means for unlocking a cell or a region of cells of the display, which is operated in the stable state, so that it is operated in the unstable mode after unlocking.
17. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch einen Speicher (6), in welchem die im bistabilen Display (1) dargestellten Informationen, paral- lel zur Darstellung auf dem Display (1) gespeichert werden.17. Control device according to one of claims 11 to 16, characterized by a memory (6) in which the information shown in the bistable display (1) is stored in parallel with the display (1).
18. Gerät mit einem bistabilen Display und einer Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17. 18. Device with a bistable display and a control device according to one of claims 11 to 17.
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