CH630195A5

CH630195A5 - Ansteuerschaltung fuer eine elektrochrome anzeigevorrichtung.

Info

Publication number: CH630195A5
Application number: CH353478A
Authority: CH
Inventors: Hiroshi Hamada; Hiroshi Take; Yasuhiko Inami; Hisashi Uede
Original assignee: Sharp Kk
Priority date: 1977-04-04
Filing date: 1978-04-03
Publication date: 1982-05-28
Also published as: DE2814208C2; JPS53123699A; JPS6024479B2; US4210907A; DE2814208A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für eine elektrochrome Anzeigevorrichtung, die ein elektrochromes Material und eine Anzahl von Ansteuerelektroden enthält, die in wählbarer Ansteuerkombination ein bestimmtes oder mehrere aus einer Mehrzahl von möglichen Zeichen anzeigen.

Im allgemeinen unterscheidet man mindestens zwischen zwei Arten von elektrochromen Anzeigevorrichtungen (ECDs = Electrochromic Displays). Bei der ersten Art von ECD-Zel-len wird durch eine elektrisch induzierte chemische Reduktion einer farblosen Flüssigkeit ein farbiger unlöslicher Film an einer Elektrodenoberfläche erzeugt. Die zweite Art solcher ECD-Zellen weist einen auf die Elektroden aufgebrachten anorganischen festen Film auf, dessen Opazität oder Lichtdurchlässigkeit sich ändern lässt, was zu Farbänderungen führt.

Für den anorganischen festen Film bei der zweiten Art von ECD-Zellen werden Oxide eines Übergangsmetalls verwendet, etwa Wolframoxid (WO3). Dieser Film wirkt mit einem flüssigen Elektrolyten zusammen. Ein typisches System dieser zweiten Art von ECD-Zellen ist in RCA Review 36,177 (1975) durch D.W. Faughnan et al. beschrieben worden.

Zur Ansteuerung von elektrochromen Anzeigevorrichtungen sind verschiedene Elektroden und Schaltungsanordnungen bekannt. Elektrochrome Anzeigen besitzen einen inhärenten Speichereffekt, durch den der Färbungszustand für mehrere Stunden bis zu mehreren Tagen auch dann aufrechterhalten werden kann, wenn die Ansteuerspannung abgeschaltet also abgeklemmt worden ist.

Um jedoch für viele netzunabhängige Anwendungszwecke den erwähnten Speichereffekt optimal ausnützen zu können, ist es erforderlich, den Leistungsverlust in der Ansteuerschaltung so klein wie möglich zu machen. Ein weiteres, bei vielen Anwendungszwecken noch nicht ganz befriedigend gelöstes Problem ist die Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden Färbungsgrads für alle anzeigenden, also gefärbten Segmente einer solchen Anzeigevorrichtung.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Ansteuerschaltung für elektrochrome Anzeigevorrichtungen zu schaffen, durch die sich die Lesbarkeit, also der Kontrast der Sichtanzeige verbessern und über lange Zeiträume gleichmäs-sig aufrechterhalten lässt, ohne dass eine grössere Verlustleistung in Kauf genommen werden muss.

Die erfindungsgemässe Lösung der gestellten technischen Aufgabe gibt der Patentanspruch 1 an. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemässe und weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläuterte Ansteuerschaltung für ECD-Anzeigen eignet sich besonders für sogenannte Segmentanzeigen, bei denen die kombinierte Ansteuerung einzelner Seg-

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

mente jeweils zur Anzeige eines bestimmten Musters, insbesondere einer Zahl führt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die auf Färbungszustand gebrachten Anzeigesegmente während der nachfolgenden Speicherperiode elektrisch miteinander verkoppelt, um einen gleichmässigen Färbungsgrad für alle erregten Anzeigesegmente sicherzustellen. Bei einer verbesserten Ausführungsform ist ausserdem noch eine Prüfeinrichtung vorgesehen, die das jeweilige Potential der gewählten, also erregten Anzeigesegmente, die auf Speicher-Färbungszu-stand stehen, abgetastet. Der Färbungsvorgang wird erneut eingeleitet, wenn das Potential der gewählten Anzeigesegmente über einen vorwählbaren Pegel ansteigt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispielsweisen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Prinzip-Schnittdarstellung zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus einer elektrochromen Anzeigevorrichtung für die sich das erfindungsgemässe Ansteuersystem eignet;

Fig. 2 das Prinzipschaltbild einer sogenannten Konstantpotential-Ansteuerschaltung für ECDs;

Fig. 3 Das Layout für ein typisches Sieben-Segment-Ziffernanzeigemuster;

Fig. 4 verdeutlicht die Kombination der einzelnen Segmente in Fig. 3 zur Darstellung der Ziffern 1 .bis 0;

Fig. 5 zeigt den zeitlichen Verlauf von Auswahlsignalen die den Segmentelektroden a bis g in Fig. 3 zuzuführen sind, um beispielsweise nacheinander die einzelnen in Fig. 4 angegebenen Ziffern darzustellen;

Fig. 6 verdeutlicht in graphischer Darstellung die Lichtabsorption einer Anzeigesegmentelektrode in einer elektrochromen Anzeige nach Fig. 1, aufgetragen über dem Elektrodenpotential;

Fig. 7 das Schaltbild einer typischen sogenannten Konstant-strom-Ansteuerschaltung für ECDs;

Fig. 8 das Schaltbild einer anderen Konstantstrom-Ansteuerschaltung für ECDs;

Fig. 9 das Schaltbild einer typischen Konstantspannungs-Ansteuerschaltung für ECDs;

Fig. 10 ein Beispiel für das Schaltbild einer Konstantspan-nungsquelle für eine Konstantspannungs-Ansteuerschaltung;

Fig. 11 das Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Ansteuerschaltung gemäss der Erfindung;

Fig. 12 die zeitbezogene Darstellung von verschiedenen Signalen, die innerhalb der Ansteuerschaltung nach Fig. 11 auftreten und

Fig. 13 das Schaltbild einer Ausführungsform eines Markierungssignalgenerators, der ein Tast- oder Markierungssignal auf die Ansteuerschaltung nach Fig. 11 gibt.

Die in Fig. 1 in Schnittdarstellung gezeigte elektrochrome Anzeigezelle enthält einen auf Elektroden ausgebildeten anorganischen festen Film sowie einen flüssigen Elektrolyten.

Die räumlichen Abmessungen der Anzeigezelle sind durch zwei transparente Substrate 1, etwa Glassubstrate begrenzt. Auf dem Substrat 1 ist eine transparente Anzeigeelektrode 2 und auf dem anderen Substrat eine Gegenelektrode 3 sowie eine Bezugselektrode 4 ausgebildet. Die transparente Anzeigeelektrode 2 wird zum Teil durch einen Film aus einem elektrochromen Material 7 in bestimmter Musterverteilung überdeckt, während die Gegenelektrode 3 durch einen Film eines elektrochromen Materias T abgedeckt ist. Auf der Anzeigeelektrode 2 sind die durch den Film 7 nicht abgedeckten Stellen mit einem isolierenden Film 8 überzogen. Die beiden so beschichteten Substrate 1 sind mittels eines Abstandstücks 5 auf gegenseitigen festgelegten Abstand miteinander verbunden und der Innenraum der so gebildeten Zelle ist durch einen flüssigen Elektrolyten 6 ausgefüllt.

630 195

Fliesst ein elektrischer Strom von der Elektrode 3 durch die Zelle zur Anzeigeelektrode 2 so wird die letztere Elektrode unter bestimmten Bedingungen gefärbt. Der Färbungsgrad ist im wesentlichen proportional zur durch die Zelle fliessenden Ladungsmenge. Fliesst ein elektrischer Strom in Gegenrichtung, so wird die Anzeigeelektrode 2 wiederum gebleicht bzw. kehrt mit anderen Worten in ihren farblosen Zustand zurück.

Die Transmittanz oder Durchlässigkeit T ( X) der Anzeigeelektrode 2 für Lichtstrahlen der Wellenlänge X lässt sich im Färbungszustand wie folgt definieren:

-logT(X) = e(X)-o worin mit a die über eine Flächeneinheit fliessende Ladungsmenge und mit e( X) eine Proportionalitätskonstante bezeichnet sind, die den «Lichtwiderstand» des elektrochromen Materials bei Licht mit der Wellenlänge X angibt.

Besteht das elektrochrome Filmmaterial aus WO3, so lässt sich die Proportionalitätskonstante e( X) für Licht mit der Wellenlänge 590 nm wie folgt angeben:

e( X = 590 nm) = 30-40 (cm2/Coulomb)

Der Färbungsvorgang lässt sich durch folgende reversible Gleichungsbeziehung veranschaulichen :

WO3 + xM+ + ze-1 ^ Mx + WChex_1 (transparent) (blau)

worin mit der Grösse M+ die Ionen H+, Li+, Na+, K+ usw. bezeichnet sind.

Die soweit beschriebene ECD-Zelle zeichnet sich durch folgende allgemein Eigenschaften aus:

(1) der Sichtwinkel ist extrem weit;

(2) der Kontrast ist sehr hoch, unabhängig vom Blickwinkel;

(3) niedrige Ansteuerspannung (weniger als einige Volt);

(4) es kann ein Speichereffekt erwartet werden, durch den sich der Färbungszustand während mehrerer Stunden bis zu mehreren Tagen nach dem Abklemmen der Färbungsspannung aufrechterhalten lässt, solange die ECD-Zelle im elektrisch offenen Zustand gehalten wird. Für die Aufrechterhaltung des Speichereffekts wird selbstverständlich keine Energiezufuhr von aussen benötigt;

(5) der Färbungsgrad ist bestimmt durch die durch die Zelle fliessende Ladungsmenge und

(6) der Energieverbrauch ist proportional zur Anzeige-grösse und zur Wiederholungsrate, d. h. zur Anzahl der Fär-bungs/Bleich-Zyklen.

ECD-Zellen eignen sich gut für Anzeigevorrichtungen in tragbaren elektronischen Geräten, da sehr niedrige Betriebsspannungen ausreichen, wie sie von einer einzelnen Stromversorgungszelle geliefert werden.

Wie bereits erwähnt gibt es drei grundsätzliche Möglichkeiten zur Ansteuerung von ECD-Zellen, nämlich einmal die Kon-stant-Potentialansteuerung, zum andern die Konstant-Stroman-steuerung und zum dritten die Konstant-Spannungsansteue-rung. Diese unterschiedlichen Arten einer möglichen Ansteuerung von ECD-Zellen werden nachfolgend näher betrachtet:

1. Konstant-Potentialansteuerung

Eine typische Ansteuerschaltung für diese erste Ansteuer-technik zeigt die Fig. 2. Bei der Konstant-Potentialansteuerung wird die die Gegenelektrode 3 beaufschlagende Spannung so gesteuert, dass die Spannungsdifferenz zwischen der Anzeigeelektrode 2 und der Bezugselektrode 4 auf einem vorgegebenen Wert U gehalten wird. Erreicht die Anzeigeelektrode 2 ein

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

630195

Potential das um einen bestimmten Wert, dem sogenannten Schwellenpegel Eth tiefer liegt als das Potential an der Bezugselektrode 4, so wird der Färbungsvorgang eingeleitet. Wird die Anzeigeelektrode 2 andererseits durch ein Potential beaufschlagt, das um mehr als der Schwellenpegel Eth über dem Potential der Bezugselektrode 4 liegt, so wird die Anzeigeelektrode 2 gebleicht, d. h. der Anzeigezustand verlöscht.

Bei der Ansteuerschaltung nach Fig. 2 werden die Anzeigeelektroden selektiv auf Massepotential geschaltet. Ist daher für den vorgegebenen Wert U ein positiver Wert massgeblich, so wird das Potential auf der Anzeigeelektrode niedriger als das an der Bezugselektrode. Die Schaltung nach Fig. 2 enthält einen Linearverstärker 11 sowie Segmentauswahlschalter 12.

Obgleich zur übersichtlicheren Darstellung bei der Schaltung nach Fig. 2 nur ein Segmentauswahlschalter 12 gezeigt ist, ist für den Fachmann offensichtlich, dass zur gewünschten Auswahl der Anzeigeelektroden für jedes Anzeigesegment ein individueller Segmentauswahlschalter vorhanden sein muss.

Die Fig. 3 zeigt das Layout für ein typisches Sieben-Seg-ment-Ziffernanzeigemuster; Fig. 4 verdeutlicht die auswahlweise Ansteuerung der einzelnen Segmente zur Darstellung der Ziffern 1 bis 0 und Fig. 5 veranschaulicht in Zuordnung auf die Ziffern der Fig. 4, die den Segmentelektroden der Fig. 3 zuzuführenden Signale.

In Fig. 6 ist der Zusammenhang zwischen dem Potential E an der Anzeigeelektrode 2 und den Lichtabsorptionseigenschaften A (= —log [Transmittanz]) für die Anzeigeelektrode 2 im Gleichgewichtszustand graphisch dargestellt.

Bei einem tatsächlichen Ansteuersystem dieser Art werden die Grösse oder Amplitude der Färbungsspannung und der Bleichspannung grösser gewählt als das Potential im Gleichgewichtszustand, um die Färbungs- und Bleichvorgänge zu beschleunigen, d. h. um rasche Anzeigeänderungen zu ermöglichen. Die Segmentauswahlschalter 12 werden zu einem bestimmten Zeitpunkt AUS-geschaltet, wenn bestimmte Färbungs- oder Bleichgrade erreicht sind. Danach verbleiben die gefärbten Segmentelektroden im Speicherzustand. Bei dieser Art der Ansteuerung lässt sich die Färbung einer bestimmten Segmentelektrode und das Bleichen oder Löschen einer anderen Segmentelektrode nicht gleichzeitig durchführen. Werden das Färbungspotential Ew und das Bleichpotential Ee mit Werten gewählt, die innerhalb des Bereichs liegen, bei dem noch keine Nebenreaktionen auftreten, so lässt sich die andernfalls zu beobachtende Zersetzung des flüssigen Elektrolyten und/ oder die Verschlechterung des elektrochromen Materials und der Elektroden vermeiden. Werden die Grenzwerte, ab denen Nebenreaktionen auftreten, mit Esi und Es2 bezeichnet, so müssen für das Färbungspotential Ew und das Bleichpotential Ee die folgenden Bedingungen gelten:

Esi < Ew, Ee < Es2.

Ausserdem ist es erforderlich, die Reaktion an der Gegenelektrode 3 ausreichend unter Kontrolle zu halten, um eine Zersetzung des flüssigen Elektrolyten und damit eine Verschlechterung der Gegenelektrode 3 zu vermeiden. Diese Überwachung lässt sich vergleichsweise einfach durch Absenken der Quellenspannung des Linearverstärkers 11 erreichen. Für die soweit beschriebene Ansteuerschaltung wird ausserdem ein Analogschaltkreis benötigt, der einen stabilen Betrieb bei vergleichsweise grossen Strömen (mehrere 10 Milliampère pro cm2 der Anzeigefläche) gewährleistet. Die Segmentauswahlschalter 12 können als Halbleiterschalter ausgeführt werden.

2. Konstant-Stromansteuerung

Die Fig. 7 zeigt eine typische Ansteuerschaltung für diese Art der Ansteuerung. Teil der Schaltung ist eine Konstantstromquelle 21. Jeder Segmentelektrode 2 ist ein Wählschalter

22 zugeordnet, über die das Bleichen bzw. Färben der jeweiligen Segmentelektrode 2 bewirkt und der Speicherzustand eingestellt werden kann. Bei der Kontaktgabe des Schalters 22 an die dargestellten Klemmen W ist auf Färben, bei der Kontaktgabe mit den Klemmen E auf Bleichen und bei Kontaktgabe mit den freien Klemmen M auf Speicherfunktion eingestellt.

Die Konstantstromansteuerung hat den Vorteil, dass sich der Färbungsgrad auf einen gewünschten Wert einstellen lässt. Ausserdem kann das Färben eines bestimmten Segments und das Bleichen oder Löschen eines anderen Segments gleichzeitig erfolgen, wenn getrennte Konstantspannungsquellen für die einzelnen Segmentelektroden vorgesehen werden.

Ein Beispiel einer Ansteüerschaltung für Konstantstromansteuerung ist im CH-Patent 609 468 beschrieben.

Die Fig. 8 zeigt ein anderes Beispiel für eine Konstantstrom-Ansteuerschaltung. Diese Schaltung enthält eine Konstantstromquelle 24, deren Ausgangsstrom sich in Abhängigkeit von einem Segmentanzahlsignal n ändert. Die Schaltung nach Fig. 8 enthält Segmentauswahlschalter 12 und einen Zähler 23 zur Erfassung der Anzahl von Segmentelektröden, die durch Segmentsignale S angesteuert werden sollen. Ein Beispiel für eine Ansteuerschaltung dieser Art ist in der offengelegten deutschen Patentanmeldung P 27 23 413.5 der gleichen Anmelderin beschrieben.

Die während des Färbungs- und während des Bleichvorgangs fliessende Ladungsmenge muss sehr genau auf einen konstanten Wert eingestellt werden, um einen stabilen Betrieb sicherstellen zu können. Ist die während der Färbung fliessende Ladungsmenge grösser als jene beim Löschen oder Bleichen der Anzeige, so tritt eine Ladungsansammlung bei sich wiederholenden Färbungs/Bleich-Umschaltungen ein. Diese sich langsam aufbauenden Ladungen führen zu einem unerwünschten Färben, selbst wenn einzelne Anzeigesegmente auf Bleichbedingung stehen sollten.

Ist umgekehrt die während des Bleichens fliessende Ladungsmenge grösser als die beim Färben, so treten unerwünschte Nebenreaktionen auf, die zu einer Zersetzung des . flüssigen Elektrolyten und in jedem Fall zu einer Verschlechterung der Anzeigeelektroden führen. Diese Nebenreaktionen lassen sich durch Überwachung des Änderungsbereichs des Spannungspegels für die Konstantstromquelle verhindern.

3. Konstant-Spannungsansteuerung

Die Fig. 9 zeigt ein typisches Beispiel einer Schaltung zur Konstant-Spannungssteuerung. Diese Schaltung enthält eine konstante Spannungsquelle 31 für den Färbungsvorgang, eine konstante Spannungsquelle 32 für das Bleichen sowie einen Wählschalter 33. Die Färbungsspannung Vw und die Bleichspannung Ve haben nicht notwendigerweise den gleichen Pegel.

Die Schaltung der Fig. 10 zeigt das Beispiel einer Konstant-Spannungsquelle bei der sich die Färbungsspannung Vw und die Bleichspannung Ve aus der gleichen Versorgungsquelle ableiten. Die Konstant-Spannungsquelle nach Fig. 10 eignet sich zur gleichzeitien Färbung und Bleichung bei sehr kleinen Verlustleistungen. Als wesentliche Baugruppe enthält die Schaltung nach Fig. 10 einen Linearverstärker 34.

Die Konstant-Spannungsansteuerung ist den beiden anderen Ansteuertechniken vor allem darin überlegen, dass die dafür erforderlichen Schaltungen vergleichsweise einfach aufgebaut sind und die Verlustleistung sehr klein gehalten werden kann.

Wie bereits erwähnt, zeichnen sich elektrochrome Anzeigen durch den inhärenten Speichereffekt aus. Für eine Anzeige guter Qualität ist es jedoch von Bedeutung, dass jede erregte Segmentelektrode auf einem gleichbleibenden Färbungsniveau erregt wird und auf diesem Niveau gehalten werden kann, um eine gute Sichtbarkeit, d. h. einen guten Kontrast zu gewährlei-

4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5 630195

sten. Wird beispielsweise eine bereits erregte und im Färbungs- eines Verdampfungsverfahrens mit Maskenabdeckung die Speicherzustand gehaltene Anzeigeelektrode erneut auf Färb- Anzeigeelektrode 2.

anzeige erregt, so wird die jetzt aufgefrischte Färbung überla- Anschliessend wird die Anzeigeelektrode 2 (ImCh-Schicht)

gert, d. h. der Färbungsgrad wird höher als bei solchen Anzei- durch ein Photoätzverfahren in die einzelnen Anzeigeseggeelektroden, die zuvor gebleicht waren und jetzt in den Fär- s mente unterteilt, wobei das Ätzmittel FeCh und HCl enthält, bungszustand versetzt werden. Um diesen unerwünschten Die Zuleitungselektroden-Abschnitte für die Anzeigeelektrode

Überlagerungseffekt zu vermeiden, sind zwei Verfahren vorge- 2 werden mit einem isolierenden Film 3 aus Silikonharz überschlagen worden: deckt, das in einem Siebdruckverfahren aufgebracht wird.

Die beiden so vorbereiteten Glassubstrate 1 werden durch

(A) Die Technik der Gesamtlöschung: io das Abstandstück 5 miteinander verbunden, das aus einem

Bei dieser Art der Ansteuerung werden sämtliche Anzeige- rechteckförmigen Glasstab mit einer Querschnittskantenlänge segmente beim Ändern oder Abschalten eines bestimmten von etwa 1 mm besteht. Der flüssige Elektrolyt 6 enthält Anzeigemusters gebleicht und sodann werden die jetzt CH3COOC2H4OC2H5, das von der U.C.C. Company unter dem gewünschten Anzeigesegmente gefärbt. Ein typisches System Begriff «Cellosolve Acetat» vertrieben wird, gemischt mit für diese Technik der vollständigen Löschung vor erneuter 15 LiCICU in einer Konzentration von 1,0 Mol/1. Der flüssige Elek-Erregung ist in der US-PS 3 950 936 beschrieben. trolyt 6 wird ausserdem mit BaSOt in einem Gewichtsverhält-

nis von 1:1 vermischt, um einen weissen Kontrasthintergrund

(B) Die Technik der Teillöschung: zu gewährleisten.

Bei dieser Ansteuertechnik wird beim Wechsel von einem Um die Arbeitsweise des erfindungsgemässen Ansteuersy-

zu einem anderen Anzeigemuster das Spannungssignal nur 20 stems für elektrochrome Anzeigen zu untersuchen, wurde fol-jenen Anzeigesegmentelektroden zugeführt, die den beiden gender Versuch durchgeführt: Beim Färben wurde ein Segaufeinanderfolgenden Anzeigemustern nicht gemeinsam sind, ment mit einer Ladungsdichte von 5 mC/cm2 beaufschlagt. Das während die übrigen Anzeigesegmentelektroden, die bei bei- Segment wurde soweit gefärbt, dass sich ein Kontrastverhält-den Anzeigemustern benötigt werden, im vorherigen Zustand nis von 3:1 ergab, wobei das Segmentelektrodenpotential im verbleiben, d. h. diesen Elektroden wird beim Zeitpunkt des Zei- 25 Speicherzustand in Bezug auf die Bezugselektrode auf —0,2 V chenwechsels kein Spannungssignal zugeführt. verblieb. Sodann wurde ein anderes Segment mit einer

Zur Verdeutlichung dieser Ansteuertechnik an einem Bei- Ladungsdichte von 10 mC/cm2 beaufschlagt; für dieses Segspiel sei die in Fig. 3 gezeigte Segmentanzeige mit sieben Seg- ment ergab sich ein Kontrastverhältnis von 8:1 und das Segmenten a bis g betrachtet und es sei ein Anzeigewechsel von mentelektrodenpotential lag im Speicherzustand bei -0,5 V der Ziffer «2» zur Ziffer «3» gewünscht. Aus den Fig. 3 bis 5 30 gegenüber der Bezugselektrode. Die auf diese Weise gefärbten geht hervor, dass zur Anzeige der Ziffer «2» die Segmente a, b, zwei Segmente wurden sodann elektrisch miteinander verbun-d, e und g EIN-zuschalten sind, während bei der Anzeige der den. Es fand ein Ladungsaustausch durch Fliessen eines elektri-Ziffer «3» die Segmente a, b, c, d und g zu erregen sind. Damit sehen Stroms statt und die beiden Segmente erreichten einen sind den beiden Ziffern die vier Segmente a, b, d und g gemein- gleichmässigen Färbungsgrad. Die für den Ausgleichsvorgang sam, während beim Anzeigewechsel das Segment e zu bleichen 35 benötigte Zeit lag bei etwa 1 Sekunde.

und das Segment c zu färben ist. Ersichtlicherweise lässt sich Die erfindungsgemässe Ansteuerschaltung nach Fig. 11 eig-

also bei dieser Ansteuertechnik die Anzahl der beim Zeichen- net sich zur Ansteuerung der Ziffernanzeige nach Fig. 3. Die Wechsel anzusteuernden Segmente erheblich reduzieren, was Fig. 12 verdeutlicht mehrere Signalverläufe an unterschiedli-zu sehr günstigen Werten für die Verlustleistung führt. chen Punkten der Schaltung nach Fig. 11.

Diese sogenannte partielle Löschtechnik ist in der offenge- 40 Die einzelnen Segmente 2 werden durch die in Fig. 5 angelegten deutschen Patentanmeldung P 26 57 760.6 der gleichen gebenen Segmentsignale S angesteuert. Über einen monostabi-Inhaberin in Einzelheiten beschrieben. len Multivibrator 42 wird in Abhängigkeit von der Rückflanke

Die Erfindung lässt sich gut auf alle drei Ansteuerverfahren eines Taktimpulses Cl ein Einschreibimpuls W erzeugt, der die anwenden. Insbesondere kann eine erfindungsgemässe Zeitperiode festlegt, während der das betreffende Segment mit

Ansteuerschaltung mit Vorteil für die Konstant-Spannungsan- 45 einer Färbungsspannung beaufschlagt wird. Zur Regenerie-steuerung in Verbindung mit der partiellen Löschtechnik einge- rung des Speicherzustands wird zu einem bestimmten Zeitsetzt werden. punkt ein Markierungssignal St erzeugt, bei dessen Auftreten Eine erfindungsgemässe Ansteuerschaltung wird nachfol- sämtliche Segmente kurzzeitig gebleicht und die gewünschten gend unter Bezug auf die Fig. 1,3 bis 5 sowie 11 bis 13 erläutert. Segmente anschliessend wiederum gefärbt werden. Entsteht in

Die elektrochrome Anzeigezelle nach Fig. 1 wird in folgen- so der Schaltung nach Fig. 11 das Markierungssignal St, so wird der Weise hergestellt: Die transparenten Substrate 1 bestehen zunächst ein Löschimpuls E erzeugt, gefolgt von einem Einaus Natron-Kalk(-Silikat)-Glas. Auf das Glassubstrat 1 ist als schreibimpuls W.

Anzeigeelektrode 2 eine ImCb-Schicht mittels Elektronen- Die soweit beschriebene Ansteuertechnik mit Markierungs-

strahlverdampfungstechnik in einer Schichtstärke von 0,2 (im impuls ist in Einzelheiten in der offengelegten deutschen aufgebracht. In analoger Weise wird als Gegenelektrode 3 und 55 Patentanmeldung P 26 57 760.6 der gleichen Inhaberin als Elektrode 4 ebenfalls eine ImCh-Schicht in einer Stärke von beschrieben.

0,2 um auf das andere Glassubstrat aufgebracht. Der Bahn- Ein Daten-Flip-Flop F/F liefert ein verzögertes Segmentsig-

widerstand für die Anzeigeelektrode 2, die Gegenelektrode 3 nal S', das dem Segmentsignal S des vorhergehenden Zyklus und die Bezugselektrode 4 beträgt 20 Q/Flächeneinheit. entspricht. Das so gewonnene verzögerte Segmentsignal S'

Sodann werden auf der Anzeigeelektrode 2 und der Gegen- 60 wird gegen das momentane Segmentsignal S verglichen, um im elektrode 3 durch ein thermisches Verdampfungsverfahren die gegebenen Fall das Segment 2 mit einer Färbungs-Spannungs-Filme 7 bzw. 7' aus WO3 in einer Schichtstärke von 0,5 (xm auf- quelle 31 nur dann zu verbinden, wenn das Segmentsignal S getragen. Die Verdampfungsbedingungen sind wie folgt: vom logischen Pegel «niedrig» auf den Pegel «hoch» umschal-

Substrat-Temperatur: 350 °C tet. Das Segmentsignal S wird in Synchronisation mit der Rück-

Verdaihpfungs- und Auftraggeschwindigkeit: 1,0 nm/s 65 flanke des Taktimpulses Cl gesteuert.

Druck: 5x 10~4 Torr (Ch-Leck) Nach beendetem Färbungsvorgang werden die gefärbten

Der W03-Film bedeckt im wesentlichen die gesamte Fläche Segmente durch Anschaltung an eine Speicherleitung 35 auf der Gegenelektrode 3 und als Anzeigefläche unter Anwendung Speicherzustand geschaltet. Dies bedeutet, dass die gefärbten

630195

6

Segmente während der Speicherperiode über die Speicherlei- Markierungssignal St dann auszulösen, wenn er überprüfte tung 35 miteinander verbunden sind, um einen einheitlichen Pegel in Bezug auf einen vorwählbaren Pegel positiv wird. Färbungsgrad für die einzelnen Segmente sicherzustellen. Beim zeitkorrelierten Signalschaubild nach Fig. 12 ist mit I

Erreicht das Segmentsignal S den logischen Pegel «niedrig», so der durch die ECD-Zelle fliessende Strom und mit CR das Konwird das Segment 2 mit einer Bleich-Spannungsquelle 32 ver- 3 trastverhältnis zwischen Färbungs- und Bleichzustand bezeich-bunden, um den Bleichvorgang einzuleiten. net.

Nimmt das Markierungssignal St den logischen Pegel Die soweit beschriebene ECD-Zelle befindet sich zur Zeit

«hoch» ein, so wird über einen monostabilen Multivibrator 41 noch unter Lebensdauer-Test, seit mehr als 6 Monaten. Bei ein Löschimpuls E erzeugt, um sämtliche Segmente zu löschen, einer Testanordnung ist die ECD-Zelle mit einem Zähler ver-Dieses Markierungssignal St muss so gesteuert sein, dass es sei- 10 bunden, um sequentiell die Ziffern 0 bis 9 anzuzeigen, wobei die nen logischen Pegel während der Zeitperiode nicht ändert, zu nummerische Informationsanzeige nach jeweils 8 Sekunden der ein Schreibimpuls W oder der Löschimpuls E erzeugt wer- geändert wird. Bei einer anderen Testanordnung ist die ECD-den. Zelle an einen Uhrenmodul angeschlossen, um die Stunden und

Zur Verbindung der jeweiligen Segmente mit der Färbungs- Minuten anzuzeigen. Die Ansteuerbedingungen sind dabei wie Spannungsquelle 31, der Speicherleitung 35 und der Bleich- ,5 folgt:

Spannungsquelle 32 in Übereinstimmung mit dem folgenden

Segment-Einschreibsignal Sw, dem Segment-Speichersignal Sm 1 • Konstant-Spannungsansteuerung:

und dem Segment-Löschsignal Se gelten folgende logische Ver- Einschreibspannung Vw = 0,5 V knüpfungen: Einschreibperiode xw = 500 ms

20 Löschspannung Ve = 2,5 V Sw = S • W • (S' + St) Löschperiode xe bei Auffrisch-

oder Markierungsbetrieb = 500 ms.

Sm = Sw + Se Unter diesen Betriebsbedingungen fliessen elektrische

Ladungen von mehr als 5 mC/cm2 durch die Zelle und das Kon-Se = S + E 25 trastverhältnis ist bei einer Wellenlänge von 590 nm besser als

3:1.

Das Markierungssignal St kann manuell oder nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls automatisch ausgelöst werden. 2. Konstant-Potentialansteuerung:

Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung des Markierungssig- Einschreibpotential Vw = 0,1 V nals St zeigt die Fig. 13. Wie bereits erwähnt, ist der Färbungs- 30 Einschreibperiode xw = 500 ms grad der Segmente proportional zum Spannungspegel an den Löschpotential Ve = -1,5 V jeweiligen Segmenten. Bei der Schaltung nach Fig. 13 wird der Löschperiode xe = 500 ms

Spannungspegel auf der Speicherleitung 35 abgetastet, um das Die Färbung erfolgt ähnlich wie im obigen Fall (1).

g

4 Blatt Zeichnungen

Claims

630195

PATENTANSPRÜCHE

1. Ansteuerschaltung für eine elektrochrome Anzeigevorrichtung, die ein elektrochromes Material und eine Anzahl von Anzeigeelektroden enthält, die in wählbarer Ansteuerkombination ein bestimmtes oder mehrere aus einer Mehrzahl von möglichen Zeichen anzeigen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Auslösung der Färbung bestimmter Anzeigeelektroden durch Anlegen einer Färbungsspannung an diese Anzeigeelektroden während einer Färbungsperiode und eine Verbindungsschaltung (Fig. 11) zur elektrischen Durchverbindung der gewählten Anzeigeelektroden (2) während einer von der Färbungsperiode unterschiedenen längeren Speicherperiode zur Gewährleistung eines gleichbleibenden Färbungsgrads der gewählten Anzeigeelektroden, wobei während der Speicherperiode die gewählten Anzeigeelektroden von einer externen Stromversorgungsquelle getrennt sind.
2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschaltung (Fig. 11) eine mit den jeweils gewählten Speicherelektroden verbindbare Speicherleitung (35) und dieser zugeordnete Schalterelemente zur selektiven Anschaltung der Anzeigeelektroden (2) auf die Speicherleitung während der Speicherperiode umfasst.
3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Schaltungsgruppe (Fig. 13) zur Abtastung des Potentials der Speicherleitung (35) und eine auf die Potentialab-tast-Schaltungsgruppe ansprechende Regenerationsschaltung zur Regenerierung des Färbungszustands der gewählten Anzeigeelektroden, wenn das Potential auf der Speicherleitung im Vergleich zu einem Vorgabepotential positiv wird.
4. Ansteuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerationsschaltung eine Schaltungsgruppe (St, Se, 31) zur vorhergehenden Löschung durch Bleichung der Gesamtanzeigeelektroden und eine bei Abschluss des Bleichungsvorgangs erregbare Schaltungsgruppe (W, SW) zur Einschreibung und zur erneuten Einfärbung der zuvor gewählten Anzeigeelektroden aufweist.
5. Ansteuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbungseinrichtung (4,42,2,31 ) während einer festgelegten Zeitperiode eine Färbungsspannung mit vorgebbarem Pegel auf die gewählten Anzeigeelektroden schaltet.
6. Ansteuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbungsspannung einer bestimmten oder mehreren Anzeigeelektroden nur dann zuführbar ist, wenn deren Schaltzustand beim Übergang von der Anzeige eines speziellen Anzeigemusters zu einem anderen vom Bleich- in den Färbungszustand zu überführen ist.
7. Ansteuerschaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Lösch-Schaltungsgruppe (S, 32) zum Bleichen bestimmter Anzeigezustände, die eine Bleichspannung beim Übergang von der Sichtanzeige eines bestimmten Musters zu einem anderen auf jene Anzeigeelektroden schaltet, deren Anzeigezustand von Färbung auf Bleichen zu ändern ist, während die mit Färbungsspannung zu beaufschlagenden Anzeigeelektroden mit der Verbindungsschaltung (Fig. 11) solange koppelbar sind, bis auf die betreffenden Anzeigeelektroden eine Bleichspannung geschaltet wird.
8. Ansteuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Auslösung der Färbung bestimmter Anzeigeelektroden folgende Baugruppen umfasst:

- eine Schreibimpuls-Generatorschaltung (41,42) zur Erzeugung einer Folge von Schreibimpulsen während der Färbungsperiode,

- ein auf die Schreibimpulse ansprechende und durch diese in den EIN-Zustand versetzbare erste Schaltergruppe (SW), über welche die Färbungsspannung auswahlweise auf die zu färbenden Anzeigeelektroden (2) durchschaltbar ist,

dass die Schaltungsgruppe zum Löschen bestimmter Anzeigezustände folgende Baugruppen umfasst:

- eine Löschimpuls-Generatorschaltung (41) zur Erzeugung wenigstens eines Löschimpulses während einer Löschperiode,

- eine durch den Löschimpuls in den EIN-Zustand schaltbare zweite Schaltergruppe (Se), über welche die Bleichspannung auf die jeweils beim Anzeigewechsel gewählten Anzeigeelektroden schaltbar ist, und dass zu der Verbindungsschaltung (Fig. 11) eine dritte Schaltergruppe (Sm) gehört, die bei Nichterregung der ersten und/oder zweiten Schaltergruppe in den EIN-Zustand schaltbar ist und dabei die jeweils gewählten Anzeigeelektroden (2) zur Beibehaltung des gleichbleibenden Färbungsgrads auf die Speicherleitung (35) durchschaltet.