DE2814208C2 - Ansteuerschaltung für eine elektrochrome Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Zeigevorrichtung für die sich das erfindungsgemäße Ansteuersystem eignet,

F i g. 2 das Prinzipschaltbild einer sogenannten Konstantpotential-Ansteuerschaltung für ECDs.

F i g. 3 das Layout für ein typisches Sieben-Segment-Ziffernanzeigemuster,

Fig.4 verdeutlicht die Kombination der einzelnen Segmente in F i g. 3 zur Darstellung der Ziffern 1 bis 0,

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

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

F i g. 7 das Schaltbild einer typischen sogenannten Konstantstrom-Ansteuerschaltung für ECDs,

F i g. 8 das Schaltbild einer anderen Konstantstrom-Ansteuerschaltung für ECDs,

F i g. 9 das Schaltbild einer typischen Konstantspannungs-Ansteuerschaltung für ECDs,

F i g. 10 ein Beispiel für das Schaltbild einer Konstantspannungsquelle für eine Konstantspannungs-Ansteuerschaltung,

F i g. 11 das Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Ansteuerschaltung gemäß der Erfindung,

F i g. 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 F i g. 11 gibt

Die in F i g. 1 in Schnittdarstellung gezeigte elektrochrome Änzeigezeiie 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 Materials 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.

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(A) der An-/.eigeelektrode 2 für Lichtstrahlen der Wellenlänge λ läßt sich im Färbungszusi?nd wie folgt definieren:

worin mit

σ die über eine Flächeneinheit fließende Ladungsmenge und mit

ε (A) eine Proportionalitätskonstante bezeichnet sind, die den »Lichtwiderstand« des elektrochromen Materials bei Licht mit der Wellenlänge A angibt

Besteht das elektrochrome Filmmaterial aus WO3, so läßt sich die Proportionalitätskonstante ε (A) für Licht mit dei Wellenlänge 590 nm wie folgt angeben:

s(y*=590 nm)=30-40(cn^/Coulomb)

Der Färbungsvorgang läßt sich durch folgende reversible Gleichungsbeziehung veranschaulichen:

WO₃ + JfM⁺ + xe~
(transparent)

Mt WO₃ e;¹
(blp.n)

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

Die so weit beschriebene ECD-ZeIIe zeichnet sich durch folpsnde allgemeine 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 Färbungsspar.nung aufrechterhalten läßt, solange die ECD-ZeIIe 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 Anzeigegröße und zur Wiederholungsrate, d. h. zur Anzahl der Färbungs/Bleich-Zyklen.
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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 Konstant-Potertialansteuerung, zum andern die Ko.iSiant-Stromansteuerung und zum dritten die Konstant-Spannungsansteuerung. Diese unterschiedlichen Arten einer mögüchen Ansteuerung von ECD-Zellen werden nachfolgend näher betrachtet:

1. Konsfant-Potentialansteuerung

Eine typische Ansteuerschaltung für diese erste Ansteuertechnik zeigt die F i g. 2 (vgl. z. B. IEEE Trans. Electron. Devices Bd. ED-22,1975, S. 749-/58). Bei der Konstant-Potentialansteuerung wird die die Gegenelektrode 3 beaufsch'agende Spannung so gesteuert,

6!, daß die Spannungsdifferenz zwischen der Anzeigeelektrode 2 und der Bezugselektrode 4 auf einem vorgegebenen Wert Ugehalten wird. Erreicht die Anzeigee'.ektrode 2 ein Potential das um einen bestimmten Wert,

dem sogenannten Schwellenpegel E,h, 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 E_th über dem Potential der Bezugselektrode 4 liegt, so wird die Anzeigeelektrode 2 gebleicht, d. h. der Anzeigezustand verlöscht.

Bei der Ansteuerschaltung nach F i g. 2 werden die Anzeigeelektroden selektiv auf Massepotential geschaltet. Ist daher für den vorgegebenen Wert ί/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 Schältung nach Fig.? nur <?ϊη -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-Segment-Ziffernanzeigemuster; F i g. 4 verdeutlicht die auswahlweise Ansteuerung der einzelnen Segmente zur Darstellung der Ziffern 1 bis 0 und F i g. 5 veranschaulicht in Zuordnung auf die Ziffern der Fig.4, die den Segmentelektroden der F i g. 3 zuzuführenden Signale.

In F i g. 6 ist der Zusammenhang zwischen dem Potential E cn der Anzeigeelektrode 2 und den Lichtabsorptionseigenschaften A ( = —log (Transmittanz)) für die Anzeigeelektrode 2 im Gleichgewichtszustand graphisch darstellt.

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 Färbungsund 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 Segmenteiektrode nicht gleichzeitig durchführen. Werden das Färbungspotential E_w und das Bleichpotential E_e mit Werten gewählt, die innerhalb des Bereichs liegen, bei dem noch keine Nebenreaktionen auftraten, 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 E_s ι und £j2 bezeichnet, so müssen für das Färbungspotential E_w und das Bleichpotential E_e die folgenden Bedingungen gelten:

E_s ,<£„,£;< Es 2-

pro cm² der Anzeigefläche) gewährleistet. Die Segmentauswahlschalter 12 können als Halbleiterschalter ausgeführt werden.

2. Konstant-Stromansteuerung

Die F i g. 7 zeigt eine typische Ansteuerschaltung für diese Art der Ansteuerung. Teil der Schaltung ist eine Konstantstromquelle 21. Jeder Segmentelektrode 2 ist

ίο 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 £auf Bleichen und bei Kontaktgabe mit den freien Klemmen /V/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 Segmenlelektroden vorgesehen werden.

Ein Beispiel einer Ansteuerschaltung für Konstantstroma^steuerung ist in der älteren deutschen Patentanmeldung nach der DE-OS 27 23 412 der gleichen Anmelderin beschrieben.

Die F i g. 8 zeigt ein anderes Beispiel für eine Konstantstrom-Ansteuerschaltung. Diese Schaltung enthält eine Konstantstromquelle 24, deren Ausgangsstrom sich in Abhängigkeit von einem Segmentanzahlsignal η ändert. Die Schaltung nach Fig.8 enthält Segmentauswahlschalter 12 und einen Zähler 23 zur Erfassung der Anzahl von Segmentelektroden, die durch Segmentsignale 5 angesteuert werden sollen. Ein Beispiel für eine Ansteuerschaltung dieser Art ist in der älteren deutschen Patentanmeldung gemäß DE-OS 27 23 413 der gleichen Anmelderin beschrieben.

Die während des Färbungs- und während des Bleich-Vorgangs fließende Ladungsmenge muß sehr genau auf einen konstanten Wert eingestellt werden, um einen stabilen Betrieb sicherstellen zu können. 1st die während der Färbung fließende Ladungsmenge größer als jene beim Löschen oder Bleichen der Anzeige, so tritt eine Ladungsansamlung bei sich wiederholenden Färbungs/ Bleich-Umschaltungen ein. Diese sich langsam aufbauenden Ladungen führen zu einem unerwünschten Färben, selbst wenn einzelne Anzeigesegmente auf Ileichbedingung 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.

Außerdem ist es erforderlich, die Reaktion an der Gegenelektrode 3 ausreichend unter Kontrolle zu haiten, um eine Zersetzung des flüssigen Elektrolyten und damit eine Verschlechtemng 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 Milliampere

3. Konstant-Spannungsansteuerung

Die F i g. 9 zeigt ein typisches Beispiel einer Schaltung zur Konstant-Spannungssteuerung (vgl. z. B. IEEE Trans. Electron. Devices ED-22,1975, S. 749—758). Diese Schaltung enthält eine konstante Spannungsquelle 31 für den Färbungsvorgang, eine konstante Spannungsquelle 32 für das Bleichen sowie einen Wählschalter 33. Die Färbungsspannung V_w und die Bleichspannung V₁ haben nicht notwendigerweise den gleichen Pegel.

Die Schaltung der Fig. 10 zeigt das Beispiel einer Konstant-Spannungsquelle bei der sich die Färbungsspannung V» und die Bleichspannung V_e aus der gleichen Versorgungsquelle ableiten. Die Konstant-Spannungsquelle nach F i g. 10 eignet sich zur gleichzeitigen Färbung und Bleichung bei sehr kleinen Verlustleistungen. Als wesentliche Baugruppe enthält die Schaltung nach Fig. 10einen Linearverstärker34.

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 gewährleisten. Wird beispielsweise eine bereits erregte und im Färbungs-Speicherzustand gehaltene Anzeigeelektrode erneut auf Farbanzeige erregt, so wird die jetzt aufgefrischte Färbung überlagert, d. h. der Färbungsgrad wird höher als bei solchen Anzeigeelektroden, die zuvor gebleicht waren und jetzt in den Färbungsustand versetzt werden. Um diesen unerwünschten Überlagerungseffekt zu vermeiden sind zwei Verfahren vorgeschlagen worden:

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(A) Die Technik der Gesamtlöschung

Bei dieser Art der Ansteuerung werden sämtliche Anzeigesegmente beim Ändern oder Abschalten eines bestimmten Anzeigemusters gebleicht und sodann werden die jetzi gewünschten Änzeigesegmenie gefärbt. Ein typisches System für diese Technik der vollständigen Löschung vor erneuter Erregung ist in der eingangs genannten US-PS 39 50 936 beschrieben.

(B) Die Technik der Teillöschung

26 57 760 der gleichen Anmelderin in Einzelheiten beschrieben.

Die Erfindung läßt sich gut auf alle drei Ansteuerverfahren anwenden. Insbesondere kann eine erfindungsgemäße Ansteuerschaltung mit Vorteil für die Konstant-Spannungsansteuerung in Verbindung mit der partiellen Löschtechnik eingesetzt werden.

Eine erfindungsgemäße Ansteuerschaltung wird nachfolgend unter bezug auf die F i g. 1,3 bis 5 sowie 11 bis 13 erläutert.

Die elektrochrome Anzeigezelle nach F i g. 1 wird in folgender Weise hergestellt:

Die transparenten Substrate 1 bestehen aus Natron-Kalk (-Silikat)-Glas. Auf das Glassubstrat 1 ist als Anzeigeelektrode 2 eine In₂O₃-Schicht mittels Elektronenstrahlverdampfungstechnik in einer Schichtstärke von 0,2 μπι aufgebracht. In analoger Weise wird als Gegenelektrode 3 und als Elektrode 4 ebenfalls eine InjOa-Schicht in einer Stärke von 02 μπι auf das andere Glassubstrat aufgebracht. Der Bahnwiderstand für die Anzeigeelektrode 2, die Gegenelektrode 3 und die Bezugselektrode 4 beträgt 20 Ω/Flächeneinheit.

Sodann werden auf der Anzeigeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 durch ein thermisches Verdampfungsverfahren die Filme 7 bzw. T aus WO3 in einer Schichtstärke von 0,5 μπι aufgetragen. Die Verdampfungsbedingungen sind wie folgt:

Substrat-Temperatur:
Verdampfungs- und Auftraggeschwindigkeit:
Druck:

350⁰C

l,0nm/Sek.
5 χ 10-" Torr
(O₂-LeCk)

Der WOrFiIm bedeckt im wesentlichen die gesamte Fläche

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Bei dieser Ansteuertechnik wird beim Wechsel von einem zu einem anderen Anzeigemuster das Spannungssignal nur jenen Anzeigesegmentelektroden zugeführt, die den beiden aufeinanderfolgenden Anzeigemustern nicht gemeinsam sind, während die übrigen Anzeigesegmentelektroden, die bei beiden Anzeigemustern benötigt werden, im vorherigen Zustand verbleiben, d. h. diesen Elektroden wird beim Zeitpunkt des Zeichenwechsels kein Spannungssignal zugeführt

Zur Verdeutlichung dieser Ansteuertechnik an einem Beispiel sei die in F i g. 3 gezeigte Segmentanzeige mit sieben Segmenten a bis g betrachtet und es sei ein Anzeigewechsel von der Ziffer »2« zur Ziffer »3« gewünscht Aus den Fig.3 bis 5 geht hervor, daß zur Anzeige der Ziffer »2« die Segmente a, b, d, e und g EIN-zuschalten sind, während bei der Anzeige der Ziffer »3« die Segmente a, b, c, d und g zu erregen sind. Damit sind den beiden Ziffern die vier Segmente a, b,d ω und g gemeinsam, während beim Anzeigewechsel das Segment e zu bleichen und das Segment c zu färben ist Ersichtlicherweise läßt sich also bei dieser Ansteuertechnik die Anzahl der beim Zeiehenwechsel anzusteuernden Segmente erheblich reduzieren, was zu sehr es günstigen Werten für die Verlustleistung führt

Diese sogenannte partielle Löschtechnik ist in der älteren deutschen Patentanmeldung gemäß der DE-OS e der Gegenelektrode 3 und als Ap.zeigefläche unter Anwendung eines Verdampfungsverfahrens mit Maskenabdeckung die Anzeigeelektrode 2.

Anschließend wird die Anzeigeelektrode 2 (ln2O3-Schicht) durch ein Photoätzverfahren in die einzelnen Anzeigesegmente unterteilt, wobei das Ätzmittel FeCl₃ und HCI enthält Die Zuleitungselektroden-Abschnitte für die Anzeigeelektrode 2 werden mit einem isolierenden Film 3 aus Silikonharz überdeckt, das in einem Siebdruckverfahren aufgebracht wird.

Die beiden so vorbereiteten Glassubstrate 1 werden durch das Abstandstück 5 miteinander verbunden, das aus einem rechteckförmigen Glasstab mit einer Querschnittskantenlänge von etwa 1 mm besteht. Der flüssige Ehktrolyt 6 enthält CH₃COOC₂H₄OC₂H₅, das von der U.CC. Company unter dem Begriff »Cellosolve Acetai« vertrieben wird, gemischt mit LiClO₄ in einer Konzentration von 1,0 Mol/l. Der flüssige Elektrolyt 6 wird außerdem mit BaSO₄ in einem Gewichtsverhältnis von 1 :1 vermischt, um einen weißen Kontrasthintergrund zu gewährleisten.

Um die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Ansteuersystems für elektrochrome Anzeigen zu untersuchen, wurde folgender Versuch durchgeführt:

Beim Färben wurde ein Segment mit einer Ladungsdichte von 5 mC/cm² beaufschlagt Das Segment wurde soweit gefärbt, daß sich ein Kontrastverhältnis von 3 :1 ergab, wobei das Segmentelektrodenpotential im Speicherzustand in bezug auf die Bezugselektrode auf —02 V verblieb. Sodann wurde ein anderes Segment mit einer Ladungsdichte von I0mC/cm² beaufschlagt; für dieses Segment ergab sich ein Kontrastverhältnis von 8:1 und das Segmentelektrodenpotential lag im

Speicherzustand bei —0,5 V gegenüber der Bezugselektrode. Die auf diese Weise gefärbten zwei Segmente wurden sodann elektrisch miteinander verbunden. Es fand ein Ladungsaustausch durch Fließen eines elektrischen Stroms Jtatt und die beiden Segmente erreichten einen gleichmäßigen Färbungsgrad. Die für den Ausgleichsvorgang benötigte Zeit lag bei etwa 1 Sekunde.

Die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung nach F i g. 11 eignet sich zur Ansteuerung der Ziffernanzeige nach Fig. 3. Die Fig. 12 verdeutlicht mehrere Signalverläufe an unterschiedlichen Punkten der Schaltung nach Fig. 11.

Die einzelnen Segmente 2 werden durch die in F i g. 5 angegebenen Segmentsignale S angesteuert. Über einen monostabilen Multivibrator 42 wird in Abhängigkeit von der Rückflanke eines Taktimpulses C1 ein Einschreibimpuls W erzeugt, der die Zeitperiode festlegt, während der das betreffende Segment mit ssp.er Färbungsspannung beaufschlagt wird. Zur Regenerierung des Speicherzustands wird zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Markierungssignal Si erzeugt, bei dessen Auftreten sämtliche Segmente kurzzeitig gebleicht und die gewünschten Segmente anschließend wiederum gefärbt werden. Entsteht in der Schaltung nach F i g. 11 das Markierungssignal St, so wird zunächst ein Löschimpuls ferzeugt, gefolgt von einem Einschreibimpuls W.

Die soweit beschriebene Ansteuertechnik mit Markierungsimpuls ist in Einzelheiten in der zuvor genannten DE-OS 26 57 760 beschrieben.

Ein Daten-Flip-Flop F/F liefert ein verzögertes Segmentsignal S", das dem Segmentsignal 5 des vorhergehenden Zyklus entspricht. Das so gewonnene verzögerte Segmentsignal S' wird gegen das momentane Segmentsignal 5 verglichen, um im gegebenen Fall das Segment 2 mit einer Färbungs-Spannungsquelle 31 nur dann zu verbinden; wenn das Segmentsignal 5 vom logischen Pegel »niedrig« auf den Pegel »hoch« umschaltet. Das Segmentsignal S wird in Synchronisation mit der Rückflanke des Taktimpulses C1 gesteuert

Nach beendetem Färbungsvorgang werden die gefärbten Segmente duvL-h Anschaltung an eine Speicherleitung 35 auf Speicherzustand geschaltet Dies bedeutet, daß die gefärbten Segmente während der Speicherperiode über die Speicherleitung 35 miteinander verbunden sind, um einen einheitlichen Färbungsgrad für die einzelnen Segmente sicherzustellen. Erreicht das Segmentsignal 5 den logischen Pegel »niedrig«, so wird das Segment 2 mit einer Bleich-Spannungsquelle 32 verbunden, um den Bleichvorgang einzuleiten.

Nimmt das Markierungssignal Sf den logischen Pegel »hoch« ein, so wird über einen monostabilen Multivibrator 41 ein Löschimpuls £ erzeugt, um sämtliche Segmente zu löschen. Dieses Markierungssignal Si muß so gesteuert sein, daß es seinen logischen Pegel während der Zeitperiode nicht ändert, zu der ein Schreibimpuls Woder der Löschimpuls £ erzeugt werden.

Zur Verbindung der jeweiligen Segmente mit der Färbungs-Spannungsquelle 31, der Speicherleitung 35 und der Bleich-Spannungsquelle 32 in Obereinstimmung mit dem folgenden Segment-Einschreibsignal S„, dem Segment-Speichersignal S_n, und dem Segment-Löschsignal S_e gelten folgende logische Verknüpfungen:

Das Markiürungssignal St kann manuell oder nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls automatisch ausgelöst werden. Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung des Markicrungssignals Si zeigt die F i g. 13. Wie bereits erwähnt, ist der Färbungsgrad der Segmente proportional zum Spannungspegel an den jeweiligen Segmenten. Bei der Schaltung nach F i g. 13 wird der Spannungspegel auf der Speicherleitung 35 abgetastet, um das Markierungssignal Sf dann auszulösen, wenn der überprüfte

ίο Pegel in bezug auf einen vorwählbaren Pegel positiv wird.

Beim zeitkorrelierten Signalschaubild nach Fig. 12 ist mit / der durch die ECD-ZeIIe fließende Strom und mit CR das Kontrastverhältnis zwischen Färbungs- und Bleichzustand bezeichnet.

Die soweit beschriebene ECD-ZeIIe befindet sich zur Zeit noch unter Lebensdauer-Test, seit mehr als 6 Monaten. Bei einer Türanordnung ist die ECD-ZeIIe mit einem Zähler verbunden, um sequentiell die Ziffern 0 bis 9 anzuzeigen, wobei die numerische Informationsanzeige nach jeweils 8 Sekunden geändert wird. Bei einer anderen Testanordnung ist die ECD-ZeIIe an einen Uhrenmodul angeschlossen, um die Stunden und Minuten anzuzeigen. Die Ansteuerbedingungen sind dabei wie folgt:

(1) Konstant-Spannungsansteuerung:

Einschreibspannung V»	= 0.5 V
Einschreibperiode f»	= 500 msec
Löschspannung Ve	= 23 V
Löschperiode r, bei Auffrisch
oder Markierungsbetrieb	= 500 msec

Unter diesen Betriebsbedingungen fließen elektrische Ladungen von mehr als 5 mC/cm² durch die Zelle, und das Kontrastverhältnis ist bei einer Wellenlänge von 569 nm besser als 3:1.

(2) Konstant-Potentialansteuerung:

Einschreibpotential V«.	= 0.1 V
Einschreibperiode zv	= 500 msec
Löschpotential Vc	= -13V
Löschperiode rc	= 500 msec.

Die Färbung erfolgt ähnlich wie im obigen Fall (1).

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 sten Art von ECD-Zellen wird durch eine elektrisch Patentansprüche: induzierte chemische Reduktion einer farblosen Flüssig keit ein farbiger unlöslicher Film an einer Elektroden-

1. Ansteuerschaltung für eine eiektrochrome An- oberfläche erzeugt Die zweite Art solcher ECD-Zellen Zeigevorrichtung, die ein elektrochromes Material s weist einen auf die Elektroden aufgebrachten anorgani- und eine Anzahl von Anzeigeelektroden enthält, die sehen festen Film auf, dessen Opazität oder Lichtdurchin wählbarer Ansteuerkombination ein bestimmtes lässigkeit sich ändern läßt, was zu Farbänderungen aus einer Mehrzahl von möglichen Zeichen anzei- führt

gen, mit einer Einrichtung zur Auslösung der Fär- Für den anorganischen festen Film bei der zweiten

bung gewählter Anzeigeelektroden, gekenn- io Art von ECD-Zellen werden Oxide eines Übergangsmezeichnet durch eine Verbindungsschaltung tails verwendet, etwa Wolframoxid (WO₃). Dieser Film (Fig. 11) zur elektrischen Durchverbindung der ge- wirkt mit einem flüssigen Elektrolyten zusammen. Ein wählten Anzeigeelektroden (2) während der Spei- typisches System dieser zweiten Art von ECD-Zellen ist cherperiode ohne Anschaltung einer äußeren An- in RCA Review Bd. 36, 1975, S. 177—197 durch D. W. Steuerspannung. 15 Faughnan et al beschrieben worden.

2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch Zur Ansteuerung von elektrochromen Anzeigevorgekennzeichnet, daß die Verbindungsschaltung eine richtungen sind verschiedene Elektroden und Schal-Speicherleitung (35) und Schalterelemente zur selek- tungsanordnungen bekannt Eiektrochrome Anzeigen tiven Anschaltung der Anzeigeelektroden (2) auf die besitzen einen inhärenten Speichereffekt, durch den der Speicherletiüng (35) umfaßt. 20 Färbungszustand für mehrere Stunden bis zu mehreren

3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, gekenn- Tagen auch dann aufrechterhalten werden kann, wenn zeichnet durch die Ansteuerspannung abgeschaltet also abgeklemmt

worden ist

— eine Schaltungsgruppe (F ig. 13) zur Abtastung Um jedoch für viele netzunabhängige Anwendungsdes Potentialpegels der Speicherleitung (35) 25 zwecke den erwähnten Speichereffekt optimal ausnüt- und zen zu können, ist es erforderlich, den Leistungsverlust

— eine Regenerationsschaltung zur Regenerie- in der Ansteuerschaltung so klein wie möglich zu marung des Färbungszustands der gewählten An- chen. Ein weiteres, bei vielen Anwendungszwecken zeigeelektroden, wenn der Potentialpegel auf noch nicht ganz befriedigend gelöstes Problem ist die der Spc'cherleitung (35) im Vergleich zu einem 30 Aufrechterhaltung eines gleichbieibenden Färbungs-Vorgabepegel positiv wird. grads für alle anzeigenden, also gefärbten Segmente

einer solchen Anzeigevorrichtung.

4. Ansteuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine gekennzeichnet, daß die Regtnerierungsschaltung Ansteuerschaltung für eiektrochrome Anzeigevorricheine Schaltungsgruppe zur vorhergehenden Lö- 35 tungen der eingangs genannten Art zu schaffen, durch schung durch Bleichung der gesamten Anzeigeelek- die sich die Lesbarkeit also der Kontrast der Sichtanzeitroden und eine Schaltungsgruppe zur Einschrei- ge, verbessern und über lange Zeiträume gleichmäßig bung durch erneute Einfärbung der zuvor gewählten aufrechterhalten läßt ohne daß ein," größere Verlustlei-Anzeigeelektroden aufweist stung in Kauf genommen werden muß.

5. Ansteuerschaliung nach einem der vorstehen- 40 Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten techniden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die sehen Aufgabe gibt der kennzeichnende Teil im Patent-Färbungseinrichtung während einer festgelegten anspruch 1 an. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfin-Zeitperiode eine Färbungsspannung mit vorgebba- dungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichrem Pegel auf die gewählten Anzeigeelektroden net

schaltet. 45 Die erfindungsgemäße und weiter unten anhand eines

6. Ansteuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch Ausführungsbeispiels näher erläuterte Ansteuerschalgekennzeichnet, daß die Färbungsspannung einer tung für ECD-Anzeigen eignet sich besonders für sogebestimmten oder mehreren Anzeigeelektroden nur nannte Segmentanzeigen, bei denen die kombinierte dann zuführbar ist, wenn deren Schaltzustand beim Ansteuerung einzelner Segmente jeweils zur Anzeige Übergang von der Anzeige eines speziellen Anzei- 50 eines bestimmten Musters, insbesondere einer Zahl gemusters zu einem anderen vom Bleich- in den Fär- führt.

bungszustand zu überführen ist Gemäß der Erfindung werden die auf Färbungszu

stand gebrachten Anzeigesegmente während der nach-

folgenden Speicherperiode elektrisch miteinander ver-

55 koppelt, um einen gleichmäßigen Färbungsgrad für alle erregten (gewählten) Anzeigesegmente sicherzustellen.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ansteue- Bei einer verbesserten Ausführungsform ist außerdem rung einer elektrochromen Anzeigevorrichtung die ein noch eine Prüfeinrichtung vorgesehen, die das jeweilige zwischen zwei mit Elektroden beschichteten Platten Potential der gewählten, also erregten Anzeigesegmeneingebrachtes elektrochromes Material enthält, dessen eo te, die auf Speicher-Färbungszustand stehen, abtastet Lichtabsorptionseigenschaften sich bei Zuführen eines Der Färbungsvorgang wird erneut eingeleitet wenn das Stroms reversibel ändern lassen, also eine Ansteuer- Potential der gewählten Anzeigesegmente über einen schaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine vorwählbaren Pegel ansteigt.

derartige Schaltung ist aus der US-PS 39 50 936 be- Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden

kannt 65 nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispiels-

Im allgemeinen unterscheidet man mindestens zwi- weisen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt
sehen zwei Arten von elektrochromen Anzeigevorrich- F i g. 1 die Prinzip-Schnittdarstellung zur Erläuterung

tungen (ECDs = Electrochromic Displays). Bei der er- des grundsätzlichen Aufbaus einer elektrochromen An-