DE2802235A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur ansteuerung einer elektrochromen anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

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BEHCIIREIRUHG

Gegenstand dor Erfindung ist ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer elektrooptischen Anzeigevorrichtung, die ein zwischen zwei mit Elektroden versehenen Trügerplatten eingebrachtes elektrochromes Ma terial enthält riit der Möglichkeit, die Lichtabsorptionseigen-.'jchaftfjn bei Zuführung bestimmter Ansteuerströme reversibel zu ändern. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein sogenanntes Konstantspannungs-Ansteuerverfahren und eine zu seiner Durchführung geeignete Schaltungsein richtung, durch die sich nlektrochroiue Anzeigevorrichtungen bei raschem Anijprechv(;rhnltc?n niit minimaler Verlustleistung betreiben lassen.

Allgemein unterscheidet man zwi seilen drei Typen elektro-U) chromor Anzeigevorrichtungen, die im folgenden auch als ECD-Elemente (KCD -- Electrochromic Display) bezeichnet sind:

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Bei der ersten Art solcher ECD-Elemente wird eine elektrisch induzierte chemische Reaktion einer farblosen Flüssigkeit ausgenützt, um einen farbigen, unlöslichen Film auf einer Kathodenoberfläche zu erzeugen. Als Beispiel für eine farblose Flüssigkeit, die sich für diese Art von ECD-Elementen eignet, sei eine wässrige Lösung eines leitenden Salzes, z.B. KBr und eines elektrochromen Materials, z.B. Viologen, erwähnt, die bei der elektrochemischen Reduktion einen purpurartigen Film erzeugen. (Vgl. nur beispielshalber den durch CJ. Shoot et al in Appl. Phys. Lett. 22_, 64 (1973) veröffentlichten Fachaufsatz.)

Wird eine Anzeigeelektrode auf einem unter einem bestimmten Pegel (einem sogenannten Schwellenpegel) liegenden Potential gehalten, so läuft folgende Reaktion ab, bei der sich auf der Anzeigeelektrode ein purpurartiger Film bildet:

(transparent)

AX ψ-(purpur farb i g)

worin mit

A : C-H.,. - N

X : Br , C1

bezeichnet sind.

Der Färbungszustand bleibt für mehrere Stunden bis zu mehreren Tagen beibehalten, auch nachdem das erwähnte Po-

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tential abgeklemmt wurde, solange die Anzeigeelektrode von der Ansteuerüchaltung eLoktrisch getrennt bleibt. Dies wird als "Spuichereffekt" bezeichnet. Wird umgekehrt die gefärbte Anzeigeelektrode auf einen über dem Schwellenpegel liegenden Potential gehalten, so läuft die umgekehrte Reaktion ab, d.h., der gefärbte Film wird oxidiert und löst sich in der transparenten elektrochromen Flüssigkeitsinischung auf.

Bei der zweiten Art von ECD-Elementen entsteht die Farb-Variation durch eine Änderung der Opazität eines auf den Elektroden ausgebildeten anorganischen festen Films, der aus dem Oxid eines Übergangsmetalls, beispielsweise Wolframoxid (WO₃) besteht. Dieser Film wirkt mit einem Elektrolyten zusammen. Ein typisches System für diese zweite Art von ECD-Elementen ist in einem Fachaufsatz von B. W. Faughnan et al in RCA Review 26__r 177 (1975) beschrieben.

Die Kolorierung entsteht bei dieser zweiten Art von ECD-Elementen durch Injektion von Protonen aus dem Elektrolyten bzw. durch Injektion von Elektronen aus der Elektrode. Diese Protonen und Elektroneninjektion führt zur Bildung von Wolframbronze. Der Kolorierungsvorgang läßt sich wie folgt darstellen:

WO, + XH⁺ + xe~ H ⁺W0,e

(transparent) (blau)

Wird die Anzeigeelektrode auf negativem Potential gehalten, so entsteht die Färbung. Umgekehrt wird der Bleichzustand herbeigeführt, wenn die Anzeigeelektrode auf positivem Potential gehalten wird. Auch in diesem Fall kann mit einem Speichereffekt gerechnet werden. Ein Beispiel für diese

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THR fylFFJR ■ ΜΓ!ΐ_ι Γ. R ■ Sl KINMEIS T Γ."3 1OO6-GER

ECD-Zinzeigezellen ist in dov am 15. September 1977 offengelegton deutschen Patent anmeldung P 27 09 086.4 besclu-iebon.

Bei der dritten Art von ECD-Elerneuten wird ein ähnliches eleki lOchromes Material verwendet wie beim zweiten Typ und außerdem ein fester elektrolytisoher Film, durch den zwar Ionen,nicht jedoch Elektronen hindurchtreten können. Ein Beispiel für diese Art von ECD-Zellen ist in der OS-PS 3 521 941 erläutert.

Diesen ECD-J]I einen ton sind im allgemeinen folgende Kennwerte gemeinsam:

1. Ans!euerung mit niedrigen Spannungen (Spannung.werte liegen unter einigen Volt);

2. durch die zu erwartenden Speicheretfekte läßt sich der Anzeigezustand nach Abklemmen der Ansteuerspannung für mehrere Stunden bis zu mehreren Tagen aufrechterhalten;

3. niedriger Energieverbrauch (für einen einzigen Färbungs/ Bleichzyklus liegt der Energieverbrauch bei einigen bis

zu einigen zehn mj/cni");

■i . der Färbungsgrad ist bestinuit durch die durchfließende Ladungsmenge;

5. der Anzeigekontrast ist sehr hoch und unabhängig vom Blickwinkel;

Ci. auch bei heller Umgebung ergibt sich eine gute Ablesbarkeit, dii ECDs zu den passiven Anzeigeelementen gehören ;

7. die Anzeigefläche ist flach und die Anzeige-Musterverteilung läßt sich beliebig wählen;

8. die Anst euerschaltung läßt sich mit Halbleiterelerrenten verwirkli chen.

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Allgemein gibt es drei verschiedene Verfahren zur Ansteuerung von ECD-Anzeigevorrichtungen, nämlich die Konstant-Potent-ialansteuerung, die Konstant-Stromansteuerung und die Konstant-Spannungsansteuerung.
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Bei der Konstant-Potentialansteuerung wird eine Potentialdifferenz zwischen der Gegenelektrode und der oder den
Anzeigeeloktrodefy durch Verwendung einer Bezugselektrode auf einem festgelegten Wert gehalten. Die Anzeigequalität ist
sehr gut, jedoch wird eine kompliziert aufgebaute Ansteuerschaltung benötigt und die Versorgungsspannung läßt sich
nicht sehr effektiv ausnutzen.

Bei der Konstant-Stromansteuerung wird der" dur.;h einen festgelegten Flächonbereich fließende Strom auf einen bestimmtem Wert, gehalten. Der Färbungsgrad läßt sich auf einen gewünschten Wert hin regeln. Die bisher bekannten Ansteuerschaltungen für diese Art der Ansteuerung jedoch eignen sich nicht für eine Massenfertigung, da der konstante Stromwert
unter Berücksichtigung der Anzeigegrößen und unterschiedlichen Flächen der jeweiligen Segmentelektroden der ECD-Zelle eingestellt werden muß. Auch läßt sich die Versorgungsspannung nicht sehr effektiv ausnutzen, da die in der Ansteueroder Treiberschaltung verwendeten Transistoren im aktiven
Bereich betrieben werden müssen.

Beispiele für solche Anstouerschaltungen sowohl für
Konstant-Potentialansteuerung als auch für Konstant-Stromansi (Hierurig sind in den am 8. Dezember 1977 offengelegten
deutschen Patontanmoldungoii P 27 23 412.4 und P 27 23 413.5 besrhri ebon .

Ho j dor Konst «int -Spannunusnnsi euerung wird zwischen

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B/D ORIGINAL

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TER MEEF-"? -MÖLLER ■ STEiNMFtISTF-I 1006~GER

einer Anzeigeelektrode und einer Gegenelektrode während einer bestimmten Zeitperiode eine konstante Spannung angelegt. Die Ansteuerschaltung läßt sich bei dieser Art der Ansteuerung vergleichsweise einfach ausführen und die Versorgungsspannung wird sehr wirksam aasgenützt, da die in der Schaltung verwendeten Transistoren im Sättigungsbereich betrieben werden. Um eine gute Sichtbarkeit gewährleisten zu können, müssen jedoch die folgenden Bedingungen erfüllt werden :
10

1. Der Spannungspegel an der Gegenelektrode muß auch dann sehr stabil sein, wenn sich im Verlauf des Anzeigebetriebs die Anzahl der im Färbungszustand stehenden Anzeigeelektroden ändert.

15

2. Die Überspannung aufgrund der Reaktion an der Gegenelektrode muß klein gehalten werden.

3. Der Widerstandswert der mit dem Anzeigesegment oder der Anzeigeelektrode verbundenen Zuleitungselektrode muß

klein und umgekehrt proportional zur Flächengröße der zugeordneten Anzeigeelektrode sein.

Die Erfindung ist auf ein vorteilhaftes Verfahren und eine zu seiner Durchführung geeignete Ansteuerschaltung für die Konstant-Spannungsansteuerung von ECD-Anzeigezellen gerichtet-

Da bei ECD-Elementen die Speichereffekte und der Färbungsgrad vom über die Anzeigeelektrode fließenden Strom abhängen, muß,um eine gleichmäßige Anzeige zu erhalten, die Färbungsspannung sehr genau überwacht werden, damit keine Überlagerungen auftreten. Um eine Überlagerung hinsichtlich

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F}AP ORiOlNAL

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dar Frirl'iunij.-Jspannung auszuschließen, wurden die beiden folgende η MuLhuden vorgeschlagen:

(A) BeL joder änderung der anzuzeigenden Information wird jede Anzeigeeiektrode zunächst in den Bleichzustand gebracht. Danach v/erden bestimmte, für ein Zeichen erforderliche An^eigeelektroden gefärbt. Bei diesem Verfahren wird ein vergleichsweise großer Energiebedarf benötigt. Außerdem wird zur vollständigen Änderung einer Anzeigeinformation eine Zeitperiode (?"_w ⁺ 2~_p)

benötigt, wobei mit T^ bzw. T~ die Zeitperioden be-

VV hi

zeichnet sind, die benötigt werden, um eine vollständige

Färbung bzw. Bleichung zu erreichen.

(B) Die Färbungsspannung oder die Bleichspannung v.ird nur einer oder ggfs. mehreren Anzeigeelektroden zugeführt, die den beiden hintereinander anzuzeigenden Zeichen oder Anzeigemustern beim Übergang von der einen zur anderen Anzeige nicht gemeinsam sind. Den beiden Anzeigemustern gemeinsamen Anzeigeelektroden wird keine Spannung aufgedrückt. Durch diese Methode läßt sich der Energieverbrauch wesentlich senken. Eine Ansteuerschaltung für diese Art der Ansteuerung ist in der am 7. Juli 1977 offengelegten deutschen Patentanmeldung P 26 57 760.0 in Einzelheiten beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Konstant-Spannungsansteuerung von elektrochromen Anzeigevorrichtungen im Hinblick auf einen sehr jO kleinen Energieverbrauch und bessere Lesbarkeit der Sichtanzeige bei elektrochromen Anzeigevorrichtungen zu verbessern und eine dafür geeignete Ansteuerschaltung anzugeben. Außerdem soll die für den Übergang von einer zu

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einer anderen Sichtanzeige erforderliche Zeitperiode verkürzt werden.

Zur erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe wird auf den Verfahrenshaupfcanspruch verwiesen; eine erfindungsgemäße Schaltung zur Durchführung des Verfahrens ist in einem Vorrichtungshauptanspruch wiedergegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

10

Der Grundgedanke der Erfindung besteht in der Kombination eines Verfahrens zur Kcnstant-Spannungsansteuerung und des sogenannten Teil-Löschvcrfahrens, bei dem lie Färbungsspannung oder die Bleichspannung nur einer (der mehreren Anzeigeelektroden, nämlich jenen Anzeigeelektroden zugeführt wird, die beim Übergang von einer zu einer anderen Sichtanzeige den beiden anzuzeigenden Mustern nicht gemeinsam sind. Tn anderen Worten: Die Erfindung kombiniert die Konstant-Spannungsansteuerung mit dem in der bereits erwähnten deutschen Patentanmeldung P 26 57 7 6O.0 beschriebenen Teil löschverfahren.

In einer speziellen Ausgestaltung sieht die Erfindung folgende Verfahrensmaßnahmen vor:

Die Gegenelektrode der elektroehromen Anzeigezelle wird auf Massepotential gehalten. Eine beispielsweise vom Bleich- zum Färbungszustand zu verändernde Anzeigeelektrode wird für eine bestimmte Zeitperiode an eine negative Konntant-Spannungsquel Ie gelegt, während eine vom Färbungszum Blei ch7w.itnnd zu verändernde Anzeigeelektrode während einer anderen vorgegebenem Zeitperiode auf eine positive Kon:;1 ,■nit-iäpannungiiquol je geschaltet wird. Diese Färbungs-

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und Bleichvorgänge erfolgen unter der Steuerung desselben Zeitgebers oder anders ausgedrückt, werden zum selben Zeitpunkt ausgelöst, um die für den Anzeigeübergang von einem zu einem nächsten Anzeigemuster erforderliche Zeitperiode äußorst klein zu halten.

Bei einer bevorzugten Durchführungsform wird die Zeitperiode, während der die Bleichspannung angelegt wird, länger gewählt als diejenige Zeitperiode, während der die Färbungsspannung anliegt. Auf diese Weise läßt sich eine vollständige Bleichung der betreffenden Anzeigesegmente und eine sehr stabile Anzeige sicherstellen.

Z\rr Verbesserung der Sichtbarkeit oder des I'ontrastes ist mit der bereits erwähnten offengelegten deutschen Patentanmeldung P 26 57 760.0 auch bereits ein sogenanntes Auffrischverfahren vorgeschlagen worden, das gemäß einer in der deutschen Patentanmeldung P 27 33 529.1 (entsprechend CH-Patentanmeldung 9176/77) beschriebenen Verfahrensführung noch verbessert werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den großen Vorteil, daß sich die Ansteuerung elektrochromer Anzeigeelemente mit digital steuerbaren Schaltungen verwirklichen läßt. 25

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sehr hohe Ansteuergeschwindigkeiten, also kurze Ansprechzeiten von beispielsweise 500 msec für elektrochrome Anzeigezellen verwirklicht werden können. 30

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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispielsweiser Ausgestaltung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Schnittdarstellung den grundsätzlichen

Aufbau einer elektrochromen Anzeigevorrichtung, die sich für die erfindungsgeiaäße Ansteuertechnik eignet;

Fig. 2 das Layout eines typischen Siebensegment-Anzeigemusters für eine numerische Anzeige;

Fig.3(A)in schematischer Darstellung die Anzeigebedingungen zur Darstellung der Ziffern 1 bis O; Fig.3(B)die schematische Wiedergabe von Ansteuersignalen,

die den einzelnen Anzeigesegmenten bei der Darstellung der Ziffern 1 bis O in Zuordnung

auf die Wiedergabe in Fig. 3 (A) zuzuführen sind;

Fig. 4 das Schaltbild eines Dekodierers in einer Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig.5(A) in schematischer Darstellung die Anzeigebedingungen zur Darstellung der Ziffern 1 bis O; Fig.5(B) in Bezug auf die Ziffern nach Fig. 5 (A) die durch den Dekodierer nach Fig. 4 abgegebenen Ausgangssignale;

Fig. 6 das Schaltbild einer Zuordnungsschaltung, die ein Flip-Flop zur Bestimmung jener Segmente enthält, die mit einer Färbungsspannung zu beaufschlagen sind;

Fig. 7 das Schaltbild einer auf die Segmentpotentiale

ansprechenden Bestimmungsschaltung zur Bestimmung, welches Anzeigesegment durch eine Färbungsspannung beaufschlagt werden soll;

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Fig. 8 die graphische Darstellung des !Contrasts,

aufgetragen über der angelegten Spannung bei einer elektrochromen Anzeigevorrichtung;

Fig. 9 das Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung und

Fig. 10 die zeitbezogene Darstellung von Signalverläufen an verschiedenen Punkten der Ansteuerschaltung nach Fig. 9.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer elektrochromen Anzeigezelle ,für die sich die erfindungsgemäße Ansteuertechnik eignet:

Auf einem transparenten Glassubstrat 1 ist beispielsweise mit Elektronenstrahl-Verdampfungstechnik eine lichtdurchlässige Anzeigeelektrode 2 aufgebracht. Die Anzeigeelektrode besteht aus In_?0, und weist eine Schichtdicke von 0_r2 [im auf; der Widerstandswert liegt bei 2Ο.Ω./Flächeneinheit. Auf die Anzeigeelektrode 2 ist ebenfalls mittels Vakuum-Verdampfungstechnik als elektrochromes Material ein

WO₃-FiIm 7 aufgebracht. Die Ausbildung dieses WO₃-FiImS 7 erfolgtebei einer Substrattemperatur von 35O°C mit einer

Verdampfungsgeschwindigkeit von 1 nm/sec bei einem Druck

—4
von 5x10 Torr (0₂~Partialdruck). Der WO₃-FiIm 7 wird durch Verwendung einer Metallmaske mit einer Dicke von 0,5 [im nur auf die Anzeigeabschnitte aufgebracht. Anschließend wird die Anzeigeelektrode 2 mittels Fotoätztechnik unter Verwendung von FeCl₃ und HCl als Ätzlösung in eine gewünschte Form gebracht. Die Zuführungsabschnitte für die Anzeigeelektrode 2 sind durch einen in Vakuum-Verdampfungstechnik aufgebrachten isolierenden Film 8 überzogen, der vorzugsweise aus SiO besteht und eine Schichtdicke von ca. 0,5 μπι aufweist. Das so hergestellte Substrat bildet die Front- oder Ansichtseite der elektrochromen

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Anzeigezelle.

Mittels Vakuumverdampfung vmrden auf einem weiteren Glassubstrat 1' eine Gegenelektrode 3 und eine Elektrode 4 aufgebracht. Die Elektroden 3 und 4 bestehen aus Ni und weisen eine Schichtdicke von 0,2 \im und einen Widerstandswert von 2 .Ω-/Flächeneinheit auf. Die Bezugselektrode 4 dient zur Bestimmung, ob das betreffende Segment gefärbt ist sowie zur Verwirklichung des erwähnten Teillöschverfahrens. Über der Gegenelektrode 3 ist in gleicher Weise wie der auf die Anzeigeelektrode 2 aufgebrachte WO^-FiIm 7 ein WO-j-Film 7' aufgebracht. Die beiden so vorbereiteten Substrate werden unter Zwischenschaltung von Abstand.;-stücken 5 aus Glasstäben von ca. 1 mm Stärke miteinander verbunden. Eine weiße poröse Keramikmasse bildet einen weißen Hintergrund im Inneren der elektrochromen Anzeigezelle, in die ein Elektrolyt 6 eingefüllt ist,der beispielsweise aus ?~-Butyrolacton gemischt mit LiClO. in einem Anteilsverhältnis von 1,0 Mol/l besteht.

20

Es sei nun angenommen, daß das ECD-Element zur Anzeige numerischer Information mit einem Sieben-Segment-Anzeigemuster gem. Fig. 2 verwendet werden soll. Zur Erläuterung des erwähnten Teillöschverfahrens wird davon ausgegangen, daß ein Wechsel von der Anzeige der Ziffer "2" zur Ziffer "3" erfolgen soll: Bei der Darstellung der Ziffer "2" müssen die Segmente a, b, d, e und g gefärbt sein, während andererseits bei der Darstellung der Ziffer "3" die Segmente a, b, c, d und g im Färbungszustand stehen müssen.

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Demnach ist beim übergang das Segment e zu bleiben, während das Segment c gefärbt werden muß. Für die übrigen

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Segmente ist eine änderung des /mzeigezustands nicht erforderlich .

Wie erwähnt, ist diese Teillöschtechnik in der am 7. Juli 1977 offengelegten deutschen Patentanmeldung P 2 6 57 760.0 beschrieben. Zur Bestimmung, ob das betreffende Segment sich zuvor im Färbungszustand befand, dient ein sogenanntes Daten-Flip-Flop, das in der Schaltung der Fig. G mit Bezugshinweis 40 angegeben ist.

Bei einem anderen Verfahren zur partiellen Löschung wird das Potential der betreffenden Segmente abgefragt um zu bestimmen, welches Segment sich zuvor im Fä;:bungszustand, bofand. In der deutschen Patentanmeldung P 27 56 (entsprechend CH-Patentanmeldung 15 505/77) wird eine Schaltung für diese Art der Bestimmung oder Auslesung des Anzeigezustands einer elektrochromen Anzeigezelle beschrieben. Fig. 7 zeigt ebenfalls ein Beispiel einer Schaltung, mit der sich die Potentiale der jeweiligen Anzeigesegmente überprüfen lassen. Bei der Schaltung nach Fig. 7 ist eine Eingangsklemme 4 mit der Bezugselektrode verbunden und eine weitere Eingangsklemme 2 ist an eine Segmentelektrode angeschlossen.

Wird ein solches ECD-Element beispielsweise in einer Uhr edor einem elektronischen Rechner verwendet, so liegt die Stellen- oder Größenordnung der Änderung des Anzeigemustar:5 fest. In diesem Fall läßt sich für die Teillöschung vorteilhaft der in Fig. 4 dargestellte Dekodierer verwenden. Dieser Dekodierer liefert an den mit a bis g bezeichneten Ausgangsklemmen nur dann ein Signal mit Signalpogel "1", wenn die zugeordneten Segmente vom Bleich-

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zum Färbungszustand geändert werden sollen, während sich die Anzeigeinformation fortlaufend von null aus erhöht. Die Fig. 5 (Λ) und 5 (B) veranschaulichen die Ausgangssignale des Dekodierers der Fig. 4 in Zuordnung auf die einzelnen Ziffern des Dezimalsystems.

Die Bestimmungsschaltung der Fig. 7 spricht auf die Überprüfung der Potentiale der jeweiligen Segmente an. Die Fig. 8 verdeutlicht die Änderungen des Kontrastverhältnisses eines Segments in Abhängigkeit vom Segmentpotential im Vergleich zum Potential an der aus Nickel bestehenden Bezugselektrode.

Obgleich das Kontrastverhältnis von der Filmdi ;ke des elektrochromen Materials und der Wellenlänge des Prüfstrahls abhängt, liegt das Kontrastverhältnis bei etwa 10:1 für den Fall eines Segmentpotentials von -500 mV, wenn die Prüfung an einer gem. Fig. 1 aufgebauten elektrochromen Anzeigezelle erfolgt und der Prüfstrahl eine Wellenlänge von 590 nm aufweist. Die Vergleichsspannung Vcomp sollte auf einen Wert eingestellt werden, der einem zu bevorzugenden Kontrastverhältnis entspricht. In diesem Fall wird Vcomp auf einem Wert von etwa -0,4 bis -0,2 Volt erhalten. Ist die Färbung geringer als es der Spannung Vcomp entspricht, so wird das betreffende Segment als gelöscht oder im Bleichzustand stehend angesehen, so daß es zur erneuten Färbung bereitsteht.

Die Prüf- oder Bestimmungsschaltung der Fig. 4, 6 und 7 liefern das Färbungssignal SW mit einem logischen Wert "1" nur dann, wenn das betreffende Segment vom Bleich- in den Färbungszustand überführt werden soll. Insbesondere läßt sich das Färbungssignal SW wie folgt darstellen:

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sw - ΰ' . s

wfirin !'.'.it

S' der vorherige Anzeigezustand (Färbungs- _C) zustand entspricht "1", Bleichzustand ent

spricht "0") und mit
S der neue Anzeigezustand

bezeichnet sind.

Das Steuersignal S liefert ein üblicher Dekodierer, 10

der binär kodierte Dezimalsignale (sogenannte BCD-Signale) in Segmentauswahlsignale für das Sieben-Segment-Anzeigemuster umsetzt. Die Fig. 3 (A) und 3 (B) verdeutlichen die Segrnentauswahlsignale für die jeweiligen AnzeigemusLer.

15

Bei der vorhergehenden Beschreibung wurde nur das

Färbungssignal betrachtet. Das Bleichsignal wird in gleicher Weise erzeugt. Beispielsweise kann das Bleichsignal durch Verwirklichung der logischen Bedingung SEt=S' .S" verwirklicht werden. Alternativ dazu kann als Bleichsignal SE auch 20

das Signal S verwendet werden, da die Bleichspannung ohne Nachteile inkauf nehmen zu müssen, überlagert werden kann.

Die so entstandenen Färbungs- und Bleichsignale SW und SE werden zur Steuerung von den jeweiligen Segmenten zugeordneten Halbleiterschaltern mit Impulsen W und E kombiniert. Der Impuls W bestimmt die Zeitperiode ^"^i für den FärbungsVorgang, während der

Impuls E die Zeitperiode 2*_ vorgibt, die für das Bleichen bestimmend ist.

Die Impulse W und E lassen sich aus einem Frequenz teiler ableiten, beispielsweise wenn es sich um eine

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ECD-Anzeigevorrichtung für eine elektronische Uhr handelt. Dazu alternativ kann zur Erzeugung der Impulse W und E auch ein monostabiler Multivibrator verwendet werden. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht nur auf ECD-Anzeigevorrichtungen für Uhren beschränkt. Vielmehr eignet sich die Erfindung zur elektronischen Anzeige von Daten besonders gut auch bei elektronischen Rechnern, Kilometerstandsanzeigern in Kraftfahrzeugen, bei elektronischen Wiegevorrichtungen u.dgl.

10

Wird die Verwendung eines Auffrischimpulses R vorgesehen, so sollten sämtliche Segmente kurzzeitig in den Bleichzustand gebracht v/erden, woraufhin bestimmte gewünschte Segmente koloriert werden. In diesem Fall muß also der Impuls E früher auftreten als der Impuls W. Dementsprechend wird der Halbleiterschalter zur Zuführung der Färbungsspannung über die logische Verknüpfung (SW + R.S).VJ geschlossen. Andererseits schließt die logische Verknüpfung (SE+R).E den Halbleiterschalter zur Zuführung der Bleichspannung. Dazu alternativ kann der Halbleiterschalter für die Bleichspannung auch über die logische Verknüpfung S ^ R.E geschlossen werden, wenn sämtliche nicht gewählte Segmente gebleicht werden sollen.

Dice Fig. 9 zeigt in schematischer Darstellung eine Amsteuerschaltung gem. der Erfindung. Bei dieser Schaltung spricht der Halbleiterschalter zur Zuführung der Bleichspannung auf die loginche Verknüpfung R + R.E an.

Die Anstcuerschaltung nach Fig. 9 umfaßt als wesentliehe Baugruppen monostabile Multivibratoren 11 und 12, die die erwähnten Impulse W und E abgeben. Die Färbungsspannung liefert ο ine? negative Konstant-Spannungsquelle 13, während die Hleichspannung aus einer positiven Konstant-

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Spannungsquelle 14 stammt.

Fig. 10 veranschaulicht in zeitbezogenen Diagrammen verschiedene Signale in der iSchaltung der Fig. 9: Mit V ist ein der Segmentelektrode (oder der Anzeigeelektrode) zuzuführendes Spannungssignal bezeichnet; wie in der Darstellung erkennbar, entspricht der gestrichelt gezeichnete Abschnitt einem Zustand hoher Systemimpedanz. Das mit I bezeichnete Diagramm verdeutlicht den Stromfluß durch die Anzeigeelektrode. Die positiven Stromabschnitte entsprechen dem Bleichvorgang. Das mit CR. gekennzeichnete Signaldiagramm verdeutlicht das Kontrastverhältnis. Der Auffrischimpuls R läßt sich entweder durch manuelle Betätigung einer entsprechenden Taste oder durch einen Frequenz-Unter-IS setzer auslösen, wie er beispielsweise in elektronischen Uhren verwendet wird. Der Auffrischimpuls R muß mit Taktimpulsen C1 synchronisiert sein, um Situationen auszuschliessen, bei denen der Auffrischimpuls R zu einem Zeitpunkt beginnt, an dem gerade die Impulse W oder E auftreten oder um zu verhindern, daß der Auffrischimpuls R zu einem Zeitpunkt endet, an dem ebenfalls gerade der Impuls W oder E auftritt.

Die Ansteuerschaltung der Fig. 9 ist an eine elektrochrome Anzeigeteile etwa gem. Fig. 1 angeschlossen. Eine zu bevorzugende Ansteuerbedingung läßt sich etwa wie folgt charakterisieren:

Der Färbungs-Spannungsimpuls weist einen Spannungspegel von etv/a 0,5 Volt und eine Impulsbreite von 500 msec auf. Der Pege] des Bleichspannungsimpulses liegt bei etwa 2,0 bis 2,5 Volt mit einer Impulsbreite von 1 see. Die tatsächliche Bleichperiode beträgt etwa 200 msec. Während des Bleichvorgangs fließt eine Ladungsmenge von über

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5 mc/cm und das Kontrastverhältnis im Färbungszustand beträgt über 3:1 (ermittelt mit einem Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von 590 nm ) .Es wird eine vollständige Bleichung erreicht. Der Färbungszustand wird bei Raumtemperatur für mehr als 24 Stunden aufrechterhalten. Zur Zeit noch laufende Untersuchungen ergaben bei hoher Zuverlässigkeit der Anzeige für dieses System mehr als 10 Änderungen des Anzeigezustands bei einer etwa alle zv/ei Sekunden erfolgenden Anzeigeänderung.

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Claims (8)

1006-GER 19. Januar 1978

SHARP KABUSHIKI KAISHA 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka, Japan

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer elektrochromen Anzeigevorrichtung

Prioritäten: 21. Januar 1977, Japan, Ser.Nr. 5992/1977 29. Juni 1977, Japan, Ser.Nr. 78110/1977

PATENTANSPRÜCHE

[ 1. J Verfahren zur Ansteuerung einer elektrochromen Anzeige- ^7orrichtung, die ein elektrochromes Material und eine Anzahl von in festgelegter Musterverteilung angeordnete Anzeigeelektroden enthält, die in bestimmter Ansteuerkombination jeweils ein bestimmtes Zeichen anzeigen, dadurch gekennzeichnet , daß beim übergang von der Anzeige eines bestimmten Zeichens zur Anzeige eines anderen Zeichens nur an diejenige(n) Anzeigeelektrode(n) eine elektrische Spannung angelegt wird, die den beiden Zeichen nicht gemeinsam sind, während die gemeinsame(n) Anzeigeelektrode(n)

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C&Wt&L IMSPSC"

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zu diesem Zeitpunkt durch keine elektrische Feldspannung beaufschlagt wird (werden) , und daß bei diesem Anzeigeüberqang eine vom Bleich- auf den Färbungszustand umzuschaltende An^eigeelektrode an eine Färbungsspannung und gleichzeitig eino andere vom Färbung.?.- auf Bleichzustand umzuschaltende Anzeigeelektrode an eine Bleichspannung gelegt v/erden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Färbungsspannung und der ßleichspannung gleichzeitig ausgelöst wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Zeitperiode, während der die Bleichspannung an die betreffende Anzeigeelektrode(n) angelegt wird, länger ist als die Anlegedauer der Färbungsspannung.

4. Ansteuerschaltung für eine elektrochrome Anzeigevorrichtung, die ein elektrochromes Material, eine Gegenelektrode und eine Anzahl von in festgelegter Musterverteilung angeordnete Anzeigeelektroden enthält, die in bestimmter Ansteuerkombination jeweils ein bestimmtes Zeichen anzeigen, gekennzeichnet durch

- eine positive Konstantspannungsquelle (14);

- eine erste Schalteinrichtung, über die die positive Konstantspannungsquelle mit einer ersten zu bleichenden Anzeigeelektrode verbindbar ist;

- eine negative Konstantspannungsquelle und

- eine zweite Schalteinrichtung, über die die negative Konstantspannungsquelle auf eine zweite, auf Anzeige zu färbende Anzeigeelektrode schaltbar ist.

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5. Ansteuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die erste und die zweite Urnschalteinrichtung gleichzeitig in den Schaltzustand EIN schaltbar sind.

6. Ansteuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Umschalteinrichtung für eine längere Zeitperiode im Schaltzustand EIN verriegelbar ist, als die zweite Umschalteinrichtung.

7. Ansteuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Gegenelektrode(n) auf Massepotential gelegt ist.

8. Ansteuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Absolutwert der von der positiven Konstant-Spannungsquelle (14) abgegebenen Ausgangsspannung höher liegt als jener der negativen Konstant-Spannungsquelle (13).

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