DE2814208A1 - Ansteuerschaltung fuer eine elektrochrome anzeigevorrichtung - Google Patents
Ansteuerschaltung fuer eine elektrochrome anzeigevorrichtungInfo
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Description
Sharp K.K. - 1032-GER TER MEER - MÜLLER · STEINMEISTER
BESCHREIBUNG
Gegenstand der Erfindung ist ein System oder eine Anordnung zur Ansteuerung einer elektrochromen Anzeigevorrichtung
die ein zwischen zwei mit Elektroden beschichteten Platten eingebrachtes elektrochromes Material enthält,
dessen Lichtabsorptionseigenschaften sich bei Zuführen eines Stroms reversibel ändern lassen.
Im allgemeinen unterscheidet man mindestens zwischen zwei Arten von elektrochromen Anzeigevorrichtungen (ECDs =
Electro£hromic Displays). Bei der ersten Art von ECD-Zellen 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 (WO,). 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.
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Sharp K.K. - 1032-GER
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 ein 0 Ansteuersystem für elektrochrome Anzeigevorrichtungen
zu schaffen durch die sich die Lesbarkeit, also der Kontrast der Sichtanzeige verbessern und über lange Zeiträume
gleichmäßig aufrechterhalten läßt, ohne daß eine größere Verlustleistung in Kauf genommen werden muß.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten technischen
Aufgabe gibt der Patentanspruch 1 in kurzer Zusammenfassung an. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße und weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläuterte Ansteuersystem für ECD-Anzeigen eignet sich besonders für sogenannte Segmentanzeigen,
bei denen die kombinierte Ansteuerung einzelner Segmente jeweils zur Anzeige eines bestimmten Musters,
insbesondere einer Zahl führt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die auf Färbungszustand gebrachten Anzeigesegmente
während der nach folgenden Speicherperiode elektrisch miteinander verkoppelt, um einen gleichmäßigen Färbungsgrad
für alle erregten Anzeigesegmente sicherzustellen. Bei einer verbesserten Ausführungsform ist außerdem noch eine
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Prüfeinrichtung vorgesehen, die das jeweilige Potential der gewählten, also erregten Anzeigesegmente, die auf
Speicher-Färbungszustand stehen, abtastet. 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;
das Prinzipschaltbild einer sogenannten Konstantpotential-Ansteuerschaltung für ECDs;
das Prinzipschaltbild einer sogenannten Konstantpotential-Ansteuerschaltung für ECDs;
Das Layout für ein typisches Sieben-Segment-
Ziffernanzeigemuster;
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 Konstantstrom-Ansteuerschaltung für ECDs;
Fig. 7 das Schaltbild einer typischen sogenannten Konstantstrom-Ansteuerschaltung für ECDs;
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Fig. | 2 |
Fig. | 3 |
Fig. | 4 |
Fig. | 5 |
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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 Konstant-
spannungsquelle für eine Konstantspannungs-An-
steuerschaltung;
Fig. 11 das Blockschaltbild einer Ausführungsform einer
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 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 7' 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
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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 (λ) der Anzeigeelektrode
2 für Lichtstrahlen der Wellenlänge λ läßt sich im Färbungszustarid wie folgt definieren:
- log TQ) = £ (λ) - C
worin mit
{F* die über eine Flächeneinheit fließende
Ladungsmenge und mit
£ (λ) eine Proportionalitätskonstante bezeichnet
sind, die den "Lichtwiderstand" des elektrochromen Materials bei Licht mit der Wellenlängeλ
angibt.
Besteht das elektrochrome Filmmaterial aus WO_, so läßt
sich die Proportionalitätskonstante <£ (λ) für Licht mit der Wellenlänge 590 nm wie folgt angeben:
£(λ= 590 nm) =30-40 (cm2/Coulomb)
— 9 —
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WO-, + xM + xe
Der Färbungsvorgang läßt sich durch folgende reservible Gleichungsbezxehung veranschaulichen:
M + WO_,e ~1
χ 3 χ (blau)
worin mit der Größe M die Ionen H , Li , Na , K usw. bezeichnet sind.
Die soweit beschriebene ECD-Zelle zeichnet sich durch folgende 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 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 Anzeigegröße und zur Wiederholungsrate, d.h. zur Anzahl der
Färbungs/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.
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Wie bereits erwähnt gibt es drei grundsätzliche Möglichkeiten zur Ansteuerung von ECD-Zellen, nämlich einmal
die Konstant-Potentialansteuerung, zum andern die Konstant-Stromansteuerung
und zum dritten die Konstant-Spannungsansteuerung. Diese unterschiedlichen Arten einer möglichen
Ansteuerung von ECD-Zellen werden nachfolgend näher betrachtet:
1.) Konstant-Potentialansteuerung
Eine typische Ansteuerschaltung für diese erste Ansteuertechnik zeigt die Fig. 2. Bei der Konstant-Potentialansteuerung
wird die die Gegenelektrode 3 beaufschlagende Spannung so gesteuert, daß die Spannungsdifferenz
zwischen der Anzeigelektrode 2 und der Bezugselektrode 4 auf einem vorgegebenen Wert ü gehalten wird. Erreicht
die Anzeigeelektrode 2 ein Potential das um einen bestimmten Wert, dem sogenannten Schwellenpegel E , 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 , über dem Potential
der Bezugselektrode 4 liegt, so wird die Anzeigelektrode 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.
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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-Segment-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 Lichtabsorptionseigenschäften 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 E und das Bleichpotential E mit Werten gewählt, die innerhalb des Bereichs
liegen, bei dem noch keine Nebenreaktionen auftreten, so
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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 1 und E ^ bezeichnet, so müssen für das Färbungspotential E und da:
Bedingungen gelten:
Bedingungen gelten:
potential E und das Bleichpotential E die folgenden
Es1 < 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 Milliampere pro cm 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
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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 Ansteuerschaltung für Konstantstromansteuerung ist in der deutschen Patentanmeldung
P 27 23 412.4 der gleichen Anmelderin {entsprechend CH-Patentanmeldung Nr. 6407/77) 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 η ändert. Die Schaltung nach Fig. 8 enthält Segmentauswahlschalter
und einen Zähler 23 zur Erfassung der Anzahl von Segmentelektroden, 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-ümschaltungen ein. Diese sich langsam aufbauenden Ladungen führen zu einem unerwünschten
Färben, selbst wenn einzelne Anzeigesegmente
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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 Anzeigelektroden 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 V und die Bleichspannung V 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 aus der gleichen Versorgungsquelle
ableiten. Die Konstant-Spannungsquelle nach Fig. 10 eignet sich zur gleichzeitigen Färbung und Bleichung bei sehr
kleinen Verlustleistungen. Als wesentliche Baugruppe enthält die Schaltung nach Fig. 10 einen Linearverstärker
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.
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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 Färbungszustand
versetzt werden. Um diesen unerwünschten Überlagerungseffekt zu vermeiden sind zwei Verfahren vorgeschlagen
worden:
(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 jetzt gewünschten Anzeigesegmente gefärbt. Ein typisches System
für diese Technik der vollständigen Löschung vor erneuter Erregung ist in der US-PS 3,950,936 beschrieben.
(B) Die Technik der Teillöschung:
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.
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Zur Verdeutlichung dieser Ansteuertechnik an einem
Beispiel sei die in Fig. 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 Pig. 3 bis 5 geht hervor, daß zur Anzeige der
Ziffer "2" die Segmente a, b, d, e und g EIN-zuschalten
sindr 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 und g
gemeinsam r 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 Zeichenwechsel· anzusteuernden Segmente erheblich reduzieren, was zu sehr günstigen Werten für
die Verlustleistung führt.
Diese sogenannte partielle Löschtechnik ist in der offengelegten deutschen Patentanmeldung P 26 57 760.6 der
gleichen Anmelderin (entsprechend CH-Patentanmeldung
15 937/76) 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 Fig. 1,3 bis 5 sowie 11 bis 13 erläutert.
Die elektrochrome Anzeigezelle nach Fig. 1 wird in folgender Weise hergestellt:
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Die transparenten Substrate 1 bestehen aus Natron-Kalk (-Silikat)-Glas. Auf das Glassubstrat 1 ist als Anzeigeelektrode
2 eine In-O -Schicht mittels Elektronenstrahlverdampfungsteahnik
in einer Schichtstärke von 0,2μπι aufgebracht. In analoger Weise wird als Gegenelektrode 3 und
als Elektrode 4 ebenfalls eine In-O .,-Schicht in einer
Stärke von 0,2 μια auf das andere Glassubstrat aufgebracht.
Der Bahnwiderstand für die Anzeigelektrode 2, die Gegenelektrode
3 und die Bezugselektrode 4 beträgt 20 Ώ/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 μι»aufgetragen. Die Verdampfungsbedingungen sind wie
folgt-,
Substrat-Temperatur : : 3500C
Verdampfungs-und Auftraggeschwindigkeit: 1,0 nm/Sek.
-4 Druck : 5 χ 10 Torr
(02-Leck)
Der WO^-FiIm bedeckt im wesentlichen die gesamte Fläche
der Gegenelektrode 3 und als Anzeigefläche unter Anwendung eines Verdampfungsverfahrens mit Maskenabdeckung
die Anzeigeelektrode 2.
Anschließend wird die Anzeigelektrode 2 (In0O -Schicht)
durch ein Photoätzverfahren in die einzelnen Anzeigesegmente
unterteilt, wobei das Ätzmittel FeCl., und HCl
enthält. Die Zuleitungselektroden-Abschnitte für die Anzeigeelektrode 2 werden mit einem isolierenden Film 3
aus Silikonharz überdeckt, das in einem Siebdruckverfahren aufgebracht wird.
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Die beiden so vorbereiteten Glassubstrate 1 werden durch das Abstandstück 5 miteinander verbunden,das aus einem
rechteckförmigen Glasstab mit einer Querschnittskantenlänge von etwa 1mm besteht. Der flüssige Elektrolyt 6
enthält CH3COOC2H4OC2H5, das von der U.C.C. Company unter
dem Begriff "Cellosolve Acetat" vertrieben wird, gemischt mit LiClO. 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 elektrochrom^ Anzeigen zu untersuchen, wurde folgender Versuch durchgeführt:
Beim Färben wurde ein Segment mit einer Ladungsdichte von 5 mC/cm 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 -o,2 V verblieb. Sodann
wurde ein anderes Segment mit einer Ladungsdichte von
2
10 mC/cm 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 Strom statt und die beiden Segmente erreichten einen gleichmäßigen Färbungsgrad. Die für den Ausgleichsvorgang benötigte Zeit lag bei etwa 1 Sekunde.
10 mC/cm 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 Strom statt und die beiden Segmente erreichten einen gleichmäßigen Färbungsgrad. Die für den Ausgleichsvorgang benötigte Zeit lag bei etwa 1 Sekunde.
Die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung nach Fig. 11 eignet
sich zur Ansteuerung der Ziffernanzeige nach Fig. 3. Die Fig. 12 verdeutlicht mehrere Signalverläufe an unterschiedlichen
Punkten der Schaltung nach Fig. 11.
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Die einzelnen Segmente 2 werden durch die in Fig. 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, währendäer das betreffende Segment mit einer Färbungsspannung beaufschlagt
wird. Zur Regenerierung des Speicherzustande wird zu einem
bestimmten Zeitpunkt ein Markierungssignal St erzeugt, bei dessen Auftreten sämtliche Segmente kurzzeitig gebleicht
ο und die gewünschten Segmente anschließend wiederum gefärbt
werden. Entsteht in der Schaltung nach Fig. 11 das Markierungssignal St, so wird zunächst ein Löschimpuls E
erzeugt, gefolgt von einem Einschreibimpuls W.
Die soweit beschriebene Ansteuertechnik mit Markierungs-T5
impuls ist in Einzelheiten in der offengelegten deutschen Patentanmeldung P 26 57 760.6 der gleichen Anmelderin beschrieben
(entsprechend CH-Patentanmeldung 15 937/76).
Ein Daten-Flip-Flop F/F liefert ein verzögertes Segmentsignal S', das dem Segmentsignal S des vorhergehenden
Zyklus entspricht. Das so gewonnene verzögerte Segmentsignal S' wird gegen das momentane Segmentsignal S verglichen,
um im gegebenen Fall das Segment 2 mit einer Färbungs-Spannungsquelle 31 nur dann zu verbinden, wenn
das Segmentsignal S 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 durch 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
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sicherzustellen. Erreicht das Segmentsignal S den logischen Pegel "niedrig", so wird das Segment 2 mit
einer Bleich-Spannungsquelle 32 verbunden, um den Bleichvorgang einzuleiten.
Nimmt das Markierungssignal St den logischen Pegel "hoch" ein, so wird über einen monostabilen Multivibrator 41 ein
Löschimpuls E erzeugt, um sämtliche Segmente zu löschen. Dieses Markierungssignal St muß so gesteuert sein, daß es
seinen logischen Pegel während der Zeitperiode nicht ändert, zu der ein Schreibimpuls W oder der Löschimpuls E
erzeugt werden.
Zur Verbindung der jeweiligen Segmente mit der Färbungs-Spannungsquelle
31, der Speicherleitung 35 und der Bleich-Spannungsquelle 32 in Übereinstimmung mit dem folgenden
Segment-Einschreibsignal S , dem Segment-Speichersignal S und dem Segment-Löschsignal S gelten folgende logische
Verknüpfungen:
sw = s-w · (S"1 + st)
Sm = Sw + Se
20 Se = S" + E
Das Markierungssignal St kann manuell oder nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls automatisch ausgelöst
werden. Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung des Markierungssignals St zeigt die Fig. 13. Wie bereits
erwähnt, ist der Färbungsgrad der Segmente proportional zum Spannungspegel an den jeweiligen Segmenten. Bei der
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TER MEER - MÜLLER · STEINMEISTER Sharp K'* ' " 1032"GER
Schaltung nach Fig. 13 wird der Spannungspegel auf der Speicherleitung 35 abgetastet, um das Markierungssignal St
dann auszulösen, wenn der überprüfte Pegel in Bezug auf einen vorwählbaren Pegel positiv wird.
Beim zeitkorrelierten Signalschaubild nach Fig. 12 ist
mit I der durch die ECD-Zelle fließende Strom und mit CR das Kontrastverhältnis zwischen Färbungs- und Bleichzustand
bezeichnet.
Die soweit beschriebene ECD-Zelle befindet sich zur Zeit noch unter Lebensdauer-Test, seit mehr als 6 Monaten.
Bei einer Testanordnung ist die ECD-Zelle mit einem Zähler verbunden, um sequentiell die Ziffern 0 bis 9 anzuzeigen,
wobei die nummerische Informationsanzeige nach jeweils 8 Sekunden geändert wird. Bei einer anderen Testanordnung
ist die ECD-Zelle an einen Uhrenmodul angeschlossen, um die Stunden und Minuten anzuzeigen. Die Ansteuerbedxngungen
sind dabei wie folgt:
(1) KONSTANT-SPANNUNGSANSTEUERUNG:
Einschreibspannung V = 0,5 V Einschreibperiode τ = 500 msec.
Löschspannung V = 2,5V
Löschperiode f bei Auffrischoder Markierungsbetrieb = 500 msec.
Unter diesen Betriebsbedingungen fließen elektrische
2
Ladungen von mehr als 5 mC/cm durch die Zelle und das Kontrastverhältnis ist bei einer Wellenlänge von 590 nm besser als 3:1.
Ladungen von mehr als 5 mC/cm durch die Zelle und das Kontrastverhältnis ist bei einer Wellenlänge von 590 nm besser als 3:1.
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TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Sharp K.K. - 1032-GER
" 22 " 28H208
(2) KONSTANT-POTENTIALANSTEUERUNG: Einschreibpotential V = 0,1 V
Einschreibperiode 1T" = 500 msec.
Löschpotential V = -1,5 V Löschperiode n-' = 500 msec.
Die Färbung erfolgt ähnlich wie im obigen Fall (1).
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809841 /0925
Claims (1)
- PATENTAHVvÄLTBTER MEER - MÜLLER - STEINMEISTERD-8000 München 22 D-48OO Bielefeld ^Q -ι /Of)QTriftstraßo A Siekorwall 73. April 19781032-GER
Mü/hmSharp Kabushiki Kaisha
22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka - JapanAnsteuerschaltung für eine elektrochrome AnzeigevorrichtungPriorität: 4. April 1977 - Japan - No. 38631/1977PATENTANS PRÜCHE/ 1. jAnsteuerschaltung für eine elektrochrorae Anzeigevor- ^—S richtung die ein elektrochromes Material und eine Anzahl von Anzeigeelektroden enthält, die in wählbarer Ansteuerkombination ein bestimmtes aus einer Mehrzahl von möglichen Zeichen anzeigen, gekennzeichnet durch- eine Einrichtung zur Auslösung der Färbung bestimmter Anzeigeelektroden und- eine Verbindungsschaltung (Fig. 11) zur elektrischen Durchverbindung der gewählten Anzeigeelektroden(2) während einer Speicherperiode zur Gewährleistung eines gleichbleibenden Färbungsgrads der gewählten Anzeigeelektroden.809841/0925
ORIGINAL INSPECTEDTER MEER · MÜLLER · STE.NMEISTER SharP Κ'Κ· ~ 1032-GERH2082. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsschaltung eine Speicherleitung (35) und Schalterelemente zur selektiven Anschaltung der Anzeigeelektroden (2) auf die Speicherleitung umfaßt.3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch- eine Schaltungsgruppe (Fig. 13) zur Abtastung des Potentialpegels der Speicherleitung (35) und- eine Regenerationsschaltung zur Regenerierung des Färbungszustande der gewählten Anzeigeelektroden wenn der Potentialpegel auf der Speicherleitung im Vergleich zu einem Vorgabepegel positiv wird.4. Ansteuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Regenerierungsschal'tung eine Schaltungsgruppe zur vorhergehenden Löschung durch Bleichung der gesamten Anzeigeelektroden und eine Schaltungsgruppe zur Einschreibung und zur erneuten Einfärbung der zuvor gewählten Anzeigeelektroden aufweist.5. Ansteuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbungsexnrichtung während einer festgelegten Zeitperiode eine Färbungsspannung mit vorgebbarem Pegel auf die gewählten Anzeigeelektroden schaltet.809841/0925T^ τ/ _ *i Π "^ *"*-— TER MEER · MÜLLER · STElNMEfSTER " ' - * "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 durcheine Schaltungsgruppe zum Löschen 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 koppelbar sind, bis auf die betreffenden Anzeigeelektroden eine Bleichspannung geschaltet wird.-A-8Ü9841/092B
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