DE2844480A1

DE2844480A1 - Elektrochrome anzeigeeinheit und verfahren zur ansteuerung derselben

Info

Publication number: DE2844480A1
Application number: DE19782844480
Authority: DE
Inventors: Leo Wiesner
Original assignee: Timex Corp
Current assignee: Timex Group USA Inc
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1978-10-12
Publication date: 1979-09-06
Also published as: GB2015798B; GB2015798A; HK44482A; FR2423020A1; US4246579A; JPS54118198A; FR2423020B3; CH638058A5

Description

HÖGER - STELLRECHT - GRIE3SBACH - HAECKER

Λ 43 007 b Anmelder: Timex Corporation

k - 163 Waterbury, Conn. 06720

26. September 1973 USA

Beschreibung :

Elektrochrome Anzeigeeinheit und Verfahren zur Ansteuerung derselben

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer elektrochromen Anzeigeeinheit mit mindestens einem Anzeigesegment, welches durch Schreib- und Lösch-Umsteuerspannungen entgegengesetzter Polarität in die Zustände "eingeschrieben" bzw. "gelöscht" umsteuerbar ist, sowie eine unter Anwendung dieses Verfahrens ansteuerbare elektrochrome Anzeigeeinheit, welche insbesondere zur Darstellung von Zahlen, Buchstaben, Symbolen und dergleichen in Uhren, Recheneinrichtungen, Messgeräten und dergleichen einsetzbar ist.

In den vergangenen Jahren wurde der Entwicklung digitaler und analoger elektrochromer Anzeigeeinheiten grosse Aufmerksamkeit gewidmet, wobei hinsichtlich des Aufbaus der Anzeigeeinheiten und hinsichtlich des Aufbaus ihrer Steuerung unterschiedliche Lösungen gefunden wurden, wie dies beispielsweise die US-PSen 3 908 355 und 3 987 433 zeigen. Insbesondere ist es bekannt, ausgewählte Segmente einer Anzeigeeinheit dadurch "einzuschreiben", dass man eine Spannung mit gegenüber einer gemeinsamen Gegenelektrode vorgegebener Polarität (gewöhnlich mit negativer Polarität) für ein vorgegebenes Zeitintervall anlegt, welches ausreicht, um die ausgewählten Segmente vollständig "einzuschreiben", woraufhin dann die Spannungszufuhr

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zu den "eingeschriebenen" Segnenten unterbrochen wird. In entsprechender Weise erfolgt ein "Löschen" eines Segments, indem man eine Spannung entgegengesetzter Polarität (bezogen auf die Gegenelektrode) für ein Zeitintervall anlegt, welches ausreicht, um das zuvor "eingeschriebene" Segment vollständig zu löschen und dann die Spannungszufuhr unterbricht. Bei den bekannten elektrochromen Anzeigeeinheiten werden also die Anzeigesegmente nach einer Umsteuerung von ihren Steuerspannungen getrennt und liegen nunmehr auf einem schwimmenden Potential, wobei man sich darauf verlässt, dass die elektrochrome Schicht aufgrund ihres Speichercharakters ihr Ladungspotential beibehält und damit den erreichten Zustand der Einfärbung bzw. der Transparenz.

Es wurde nunmehr festgestellt, dass auf schwimmendem Potential gehaltene Anzeigesegmente, wie sie bisher üblich sind, die Tendenz haben, Ladungen aufzunehmen oder zu verlieren, und zwar aufgrund von Leckströmen, so dass eingeschriebene Segmente langsam ausbleichen, v/ährend gelöschte Segnente sich langsam einfärben. Hierdurch wird die angezeigte Information immer undeutlicher. Andererseits kann man die Schreibspannung auch nicht ständig an einem eingeschriebenen Anzeigesegment wirken lassen, da die Farbe dann so dunkel wird, dass es schwierig ist, eine Löschung eines eingeschriebenen Elementes herbeizuführen. Andererseits führt die ständige Verbindung eines gelöschten Anzeigesegments mit der Löschspannung möglicherweise zu einer Verkürzung der Lebenserwartung der Anzeigeeinheit. Diese Effekte sind insbesondere bei Anzeigesegmenten wichtig, bei denen längere Zeit keine Umsteuerung erfolgt, wie dies

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beispielsweise bei Uhren bei den Anzeigeeleiaenten für die Stunden-, Tages- und Datums-Anzeige der Fall ist.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei elektrochromen Anzeigeeinheiten bei hoher Lebensdauer eine grosse Stabilität der angezeigten Information und eine zuverlässige Umsteuerbarkeit der Anzeigesegmente zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man an das Segment zumindest nach Umsteuerung in den einen der beiden Zustände eine Haltespannung mit gegenüber der Umsteuerspannung gleicher Polarität und verringertem Pegel zur Aufrechterhaltung des betreffenden Zustands anlegt.

Zur Durchführung dieses Verfahrens hat sich eine elektrochrome Anzeigeeinheit besonders bevxährt, die Steuereinrichtungen aufweist, welche derart ausgebildet sind, dass mit ihrer Hilfe an das Anzeigesegment zumindest nach Umsteuerung in den einen der beiden Zustände eine Haltespannung mit gegenüber der Umsteuerspannung gleicher Polarität und verringertem Pegel zur Aufrechterhaltung des betreffenden Zustands anlegbar ist.

Es ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, dass der Zustand der einzelnen Anzeigesegmente nach einer Umsteuerung für lange Zeit ohne für das elektrochrome Material bzw. das Elektrolytmaterial schädliche Dauerspannungen und ohne eine ständige hohe Belastung der Spannungsquellen aufrechterhalten v/erden kann.

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Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass der gewünschte Zustand der Anzeigesegmente dauerhaft aufrechterhalten werden kann, ohne dass dadurch die Umsteuergeschwindigkeit für den Fall einer schliesslich doch erforderlichen Umsteuerung und/ oder die in diesem Fall erforderliche Umsteuerspannung erhöht würde.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren ansteuerbaren elektrochromen Anzeigeeinheit mit den zugehörigen Steuereinrichtungen;

Fig. 2 eine weitere erfindungsgemäss steuerbare elektrochrome Anzeigeeinheit mit zugehörigen Steuereinrichtungen;

Fig. 3 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitenden Steuerung für eine elektrochrome Anzeigeeinheit;

Fig. 4 Impulsdiagramme für wesentliche Schaltungspunkte der Steuerung gemäss Fig. 3;

Fig. 5 Signalverläufe für wesentliche Punkte der Steuerung gemass Fig. 3.

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Wie Fig. 1 der Zeichnung zeigt, ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine elektrochrome Anzeigeeinheit 1 vorgesehen, der aus einer Spannungsversorgungseinheit 2 mehrere Spannungen über eine Schalteinrichtung bzw. eine Segment-Treiber-Steuereinheit 3 zuführbar sind.

Die wesentlichen Elemente der elektrochromen Anzeigeeinheit (ECD) sind eine elektrochrome (EC) Schicht bzw. ein Segment 4, welches auf eine Elektrode 5 abgeschieden ist, die auf einem Glassubstrat 6 vorgesehen ist, beispielsweise auf einem handelsüblichen NESA-Glasträger, eine Elektrolyt-Separator-Schicht 7, die in Kontakt mit der EC-Schicht 4 steht und eine Gegenelektrode 8. Die Gegenelektrode 8 wird beispielsweise durch Oxidieren und teilweises Reduzieren von Wolfram auf einem Glas- oder Keramiksubstrat 9 hergestellt. Zur Verbesserung des Kontrastes zwischen dem eingefärbten und dem nicht-eingefärbten Zustand kann der Elektrolyt-Separator-Schicht 7 ein Pigment zugesetzt werden. Als weisses Pigment ist TiO₂ gut geeignet.

Die elektrochrome Anzeigeeinheit 1 ist vorzugsweise gemäss den Lehren der US-PSen 3 704 057, 3 708 220 und 3 807 832 aufgebaut.

Kurz gesagt beschreiben die genannten Patentschriften elektrochrome Anzeigeeinheiten, bei denen die Lichtabsorptionsfähigkeit des aktivierten Bereiches durch Anlegen einer elektrischen Spannung an das elektrochrome Material derart geändert wird, dass dieses dunkler wird, da beispielsweise die Licht-

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durchlässigkeit in den aktivierten Bereich des Elektrodensegments abnimmt. Im allgemeinen führt das Anlegen einer Spannung der einen Polarität, beispielsweise der negativen Polarität gegenüber der Gegenelektrode an die elektrochrome Schicht dazu, dass deren Lichtabsorptionsvermögen ansteigt, so dass sie dunkler wird, was einem Einschreibvorgang entspricht. Das Anlegen einer Spannung der entgegengesetzten Polarität führt dagegen dazu, dass ein Ausbleichen erfolgt, was einem Löschvorgang entspricht. Das aktivierte Elektrodensegment hält den einmal erreichten Zustand des veränderten LichtabsorptionsVermögens nach einem Schreib- oder Löschvorgang wie ein Gedächtnis fest, bis eine Spannung entgegengesetzter Polarität angelegt wird.

Für den Betrieb der bekannten elektrochromen Anzeigeeinheiten ist es typisch, dass nach einem Schreibvorgang oder nach einem Löschvorgang die "geschriebene" bzw. "gelöschte" Segmentelektrode von den Schreib- bzw. Löschpotentialen getrennt wird und dann auf einem schwimmenden Potential liegt. Dabei kann jedoch an den Segmenten ein Ladungsverlust auftreten, der ein Ausbleichen der "geschriebenen" Segmente und/oder eine Einfärbung der "gelöschten" Segmente zur Folge hat.

Dieser unerwünschte Effekt kann bei vorbekannten elektrochromen Anzeigeeinheiten dazu führen, dass der Kontrast zwischen "geschriebenen" und "gelöschten" Segmenten absinkt, was insgesamt zu einer weniger deutlichen Anzeige führt.

Gemäss der Erfindung ist nun für eine elektrochrome Anzeigeeinheit 1 eine Steuereinheit vorgesehen, bei der das Schreiben

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oder Löschen der Segmente 4 durch Anlegen einer (relativ hohen) Schreibumsteuerspannung V. bzw. Löschumsteuerspannung V bewirkt wird. Die Umsteuerspannungen bzw. -potentiale sind so gewählt, dass eine Umsteuerung bzw. ein Übergang, d.h. eine Einfärbung oder ein Ausbleichen, so schnell wie möglich herbeigeführt wird, ohne dass unerwünschte elektrochemische Reaktionen ausgelöst wurden, die zu einer Verschlechterung der Anzeigeeinheit führen müssten. Nach einer Umsteuerperiode, welche so vorgegeben ist, dass im wesentlichen eine angemessene Färbung oder Bleichung des Segments 4 eintritt, wird das geschriebene bzw. gelöschte Segment 4 durch Anlegen einer Schreibhaltespannung V -bzw. einer Löschhaltespannung V stabilisiert, ³ wra ^{c J} em

d.h. in dem gewünschten Zustand der Einfärbung bzw. der Durchsichtigkeit gehalten. Die Haltespannungen V_T< , V , die zu einem niedrigeren Potential gegenüber der Gegenelektrode führen als die entsprechenden Umsteuerspannungen V . , V . sind so gewählt, dass der Zustand "geschrieben" bzw. "gelöscht" der einzelnen Segmente hinsichtlich der Ladung auf dem gewünschten Niveau gehalten wird, so dass folglich die Einfärbung bzw. Durchsichtigkeit der Segmente erhalten bleibt. Auf diese Weise wird im wesentlichen ein Gleichgewicht bewirkt, nämlich ein Zustand, in dem die Ladungsverluste eines Segmentes gerade ergänzt werden, so dass im Endergebnis der gewünschte Grad der Einfärbung bzw. der Transparenz der einzelnen Segmente aufrechterhalten wird.

Im einzelnen wird dann, wenn das Segment 4 geschrieben werden soll, die Schreibumsteuerspannung V . über Schalter 3aund 10

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der~ Steuereinheit 3 an die Elektrode 5 angelegt, wodurch die EC-Schicht bzw. das Segment 4 bezüglich der Gegenelektrode 8 für eine vorgegebene (Schreib-)Umsteuerperiode negativ wird. Die Umsteuerperiode wird dabei entweder empirisch bestimmt oder errechnet, und zwar derart, dass das Segment 4 veranlasst wird, den gewünschten Zustand der Lichtdurchlässigkeit im wesentlichen anzunehmen. Im Anschluss an die Umsteuerperiode wird dann das Segment 4 durch die Steuereinheit 3 von der Schreibumsteuerspannung V . getrennt und mit der Schreibhaltespannung V verbunden, um den erreichten Zustand des Segments 4 aufrechtzuerhalten.

Wenn das Segment 4 gelöscht werden soll, wird die Elektrode mit Hilfe der Steuerung 3 von der Schreibhaltespannung V₁ getrennt und an die Löschumsteuerspannung V . angeschlossen. "Die entsprechenden Verbindungen in der Steuereinheit 3 sind in strichpunktierten Linien eingezeichnet. Hierdurch wird das Segment 4 bezüglich der Gegenelektrode 3 für eine vorgegebene (Lösch-)Umsteuerperiode positiv. Nach Verstreichen der Umsteuerperiode wird die Elektrode 5 von der Löschumsteuerspannung V getrennt und durch die Steuereinheit 3 mit der Löschhaltespannung V verbunden, um das gewünschte Niveau des Löschzustandes des Segments 4 aufrechtzuerhalten.

Die Steuereinheit 3 kann, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, einen von Hand betätigbaren Umschalter oder entsprechende be-

3a kannte elektronische Schalteinrichtungen/enthalten. Weiterhin enthält die Steuereinheit 3 einen Schalter 10, der jedoch lediglich zur Erleichterung des Verständisses dargestellt ist.

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Die Vorrichtung arbeitet nämlich ohne weiteres, wenn der Schalter 10 weggelassen wird und wenn die Punkte A und B und die Gegenelektrode 8 miteinander verbunden werden.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltung einer Uhr mit einer erfindungsgemäss gesteuerten elektrochromen Anzeigeeinheit. Im einzelnen wird die elektrochrome Anzeigeeinheit 1 von einer elektronischen Schaltung angesteuert, welche einen Zeitgeber 51, eine Zähl- und Decodiereinheit 52 und die Steuereinheit 3 aufweist. Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 liefert die Spannungsversorgungseinheit 2 vier verschiedene Spannungen V , V_< ^V. und V an mehrere Untereinheiten der Steuereinheit 3 zum selektiven Ansteuern der Segmente beispielsweise der Segmente a bis g eines Zeichenelements der mehrstelligen Anzeigeeinheit 1. Die •Steuereinheit 3 kann mehrere Transistorschalter enthalten, welche auf Steuersignale von einem Komparator 53 ansprechen. Der Komparator 53 ist dazu bestimmt, den Zustand - geschrieben bzw. gelöscht - der einzelnen Segmente a bis g der Zeichenelemente festzustellen und sie mit den Befehlssignalen am Ausgang 54 der Zähl- und Decodiereinheit 52 zu vergleichen, damit vermieden wird, dass erneut eine Umsteuerspannung an ein Segment angelegt wird, welches gemäss den Steuersignalen der Zähl- und Decodiereinheit 54 lediglich in dem Zustand gehalten v/erden muss, in dem es sich bereits befindet. Der Komparator 53 steuert in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs der Steuersignale am Ausgang 54 der Zähl- und Decodiereinheit 52 und der Zustände der einzelnen Segmente der Zeichenelemente der Anzeigeeinheit 1 die Steuereinheit 3 derart, dass

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diese die richtigen Potentiale an die einzelnen Elektroden anlegt, um ein Einschreiben, ein Löschen oder ein Halten des Zustands der betreffenden Segmente zu bev/irken. Der Komparator 53 kann dabei in dem Fachmann bekannter Weise unter Verwendung eines Oparationsverstärkers aufgebaut sein.

Bei einer Änderung der Anzeige kann das Schreiben zuvor gelöschter Segmente und das Löschen zuvor geschriebener Segmente mit einer Frequenz zwischen 2 Hz und 4 kHz erfolgen, wobei ein im wesentlichen gleichzeitiges Verblassen und Sichtbarwerden der Segmente, an denen Zustandsänderungen herbeigeführt v/erden, erreichbar ist. Ein entsprechendes Verfahren ist in der US-PS 3 987 433 beschrieben und reduziert die Gefahr einer zweideutigen Anzeige bzw. die Gefahr der Anzeige von Undefinierten Zeichen auf ein Minimum.

Kurz gesagt, werden die Schreib- und Lösch-(Umsteuer-)Spannungen V und V . alternierend in schneller Folge während Zeitintervallen angelegt, welche kurz im Vergleich zu den Zeitintervallen für ein vollständiges Einschreiben oder Löschen sind. In jedem dieser kurzen Zeitintervalle wird lediglich ein teilweises Einschreiben bzw. Löschen erreicht. Die Umsteuerspannungen werden an den ausgewählten Segmenten insgesamt für ein als Umsteuerperiode bezeichnetes Zeitintervall angelegt. Während jedes Intervalls, in dem eine Schreib- oder Lesespannung angelegt x^ird, wird jedoch nur ein unvollkommenes Einschreiben oder Löschen erreicht. Der Umsteuereffekt ist jedoch kummulativ, so dass man das gleichzeitige Einschreiben und Löschen wahrnehmen kann, wodurch die Gefahr der Anzeige

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Undefinierter Symbole auf ein Minimum reduziert wird.

Bei einer Anzeigeeinheit, die in der vorstehend beschriebenen Weise gesteuert wird, ist, wie dies Fig. 1 zeigt, für jedes Segment ein Umschalter vorzusehen. Gemäss Fig. 3 sind also für zv/ei Segmente X und Y, von denen das Segment X "geschrieben" und das Segment Y "gelöscht" v/erden soll, zwei Umschalter 3X bzw. 3Y vorzusehen. Weiter sei für die Betrachtung der Fig. 3 der Zeichnung vorausgesetzt, dass die Frequenz, mit der die Schreib- und Löschspannungen intermittierend an die einzelnen Segmente angelegt werden, 32 Hz beträgt. In diesem Fall verbindet der Schalter 3X eine Anschlussklemme 13, an der die Schreibumsteuerspannung V , zur Verfügung steht, mit dem Segment X, das "geschrieben" v/erden soll, für ein Zeitintervall KT, wobei T = 1/32 s und K = < 1. Während des Zeitintervalls KT wird das Segment X mit der Schreibumsteuerspannung V teilweise "geschrieben". Während des gleichen Zeitintervalls wird der Schalter 3Y in die Position 0 (Fig. 1) gebracht, was bedeutet, dass Torschaltungen bzw. Gatter 12¹, 3O¹, 14' und 32' offen sind, so dass dem Segment Y keine Spannung zugeführt wird. Während der restlichen Zeit (1-K)~T des Zeitintervalls T

wird der Schalter 3X in die Position 0 gebracht, was bedeutet, dass Gatter 13,31,14 und 32 geöffnet sind, und der Schalter 3Y verbindet einen Anschluss 15' mit dem Segment Y, so dass ein teilweises Löschen des Segments Y mit der Löschumsteuerspannung V , erfolgt. Diese Schrittfolge wiederholt sich v/ährend aufeinanderfolgender Zeitintervalle T, wobei eine zunehmende Einfärbung des Segmentes X und ein zunehmendes Ausbleichen des Segments Y erreicht wird. Nach der Umsteuer-

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periode, die typischerweise zwischen 0,5 und 2 s liegt, ist die Einfärbung bzw. das Einschreiben des Segments X bis zu dem gewünschten Kontrastverhältnis fortgeschritten, während das Segment Y vollständig ausgebleicht bzw. gelöscht ist. Die Betriebsbedingungen werden nun so geändert, dass diese Zustände aufrechterhalten werden. Während des Zeitintervalls KT verbindet der Schalter 3X einen Anschluss 31 mit dem Segment X, um für dieses das gewünschte Kontrastverhältnis aufrechtzuerhalten, während der Schalter 3Y mit dem Anschluss 0 verbunden wird, so dass das Segment Y nunmehr abgekoppelt ist bzw. auf einem schwimmenden Potential gehalten wird. Danach wird während des Zeitintervalls (1-K)·Τ der Schalter 3X mit dem Anschluss 0 verbunden, so dass das Segment X ein schwimmendes Potential erhält, während der Schalter 3Y mit einem Anschluss 33' verbunden wird und somit das Segment Y im gebleichten Zustand hält. Diese Betriebsart des Aufrechterhaltens der Zustände wird fortgesetzt, bis ein Befehl von der Zähl- und Decodiereinheit 52 eine Zustandsänderung eines der Segmente fordert.

Bei der Anordnung gemäss Fig. 1 sind getrennte Schreibspannungen und Lesespannungen vorgesehen. Fig. 3. zeigt eine Schaltung, bei der nur eine einzige Spannungsversorgungseinheit vorgesehen ist und bei der die Gegenelektrode mit einer Rechteckimpulsfolge angesteuert wird, die eine Impulsfolgefrequenz K(wie oben definiert) und eine geeignete Amplitude aufweist. Zwei Segmente X und Y sind dargestellt, und entsprechende Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei die dem Segment Y zugeordneten Elemente jedoch mit einem hoch-

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gesetzten Strich " " markiert sind. Jedes Segment (beispielsweise das Segment X) ist mit vier Schalteinrichtungen, beispielsweise den Gattern 12,30,14,32 verbunden, welche es ermöglichen, dem betreffenden Segment die Schreibumsteuerspannung V ., die Schreibhaltespannung V , die Löschumsteuerspannung V . und die Löschhaltespannung V zuzuführen. Diese · Spannungen werden aus einer einzigen Spannungsversorgung, beispielsweise mittels eines Spannungsteilers (nicht dargestellt) erhalten. Die Werte bzw. Pegel dieser Spannungen sind bezüglich des hohen und niedrigen Signalpegels V„ bzw. V_L der Rechteckimpulsfolge 0 so gewählt, dass sich zwischen einem Segment und der Gegenelektrode jeweils die richtige Spannungsdifferenz ergibt, um die gewünschten Schreib - oder Lösch-Umsteuerspannung oder -haltespannung zu erhalten. Beispielsweise können die Bedingungen wie folgt gewählt werden:

0 auf V_TI : Schreibumsteuerspannung : V . - V_TT^-O,35 V

H Wu H

0 auf V„ : Schreibhaltespannung: V - V ^s--0,1 V 0 auf V_T : Löschumsteuerspannung: V . - V ί^?+0,8 V

Li e*C Jj

0 auf V_L : Löschhaltespannung: V_p - V_L S^+0,4 V

Es ist zu beachten, dass dann, wenn die Rechteckspannung 0 "hoch" ist (auf V„), ein Segment, welches entweder an der Schreibumsteuerspannung V oder an der Schreibhaltespannung V liegt, bezogen auf die Gegenelektrode 49 negativ ist und

folglich eingefärbt bzw. geschrieben wird. Wenn die Rechteckimpulsfolge 0 dagegen "niedrig" ist (auf V), dann ist ein

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Segment, welches mit der Löschuras teuer spannung V , oder der Löschhaltespannung. V verbunden ist, positiv bezüglich der gemeinsamen Gegenelektrode 49 und wird folglich ausgebleicht bzw. gelöscht. Zu beachten ist ferner, dass die Potentiale zwischen einem Segment und der Gegenelektrode für die Betriebsbedingung "Aufrechterhalten" wesentlich kleiner sind als für die Betriebsbedingung "Umsteuerung", und zwar sowohl beim Schreiben wie beim Löschen.

Die Gatter 12,14,30 und 32 werden jeweils über UND-Gatter 16,17,40 und 41 mit jeweils zwei Eingängen angesteuert und sind leitend, wenn das Ausgangssignal dieser UND-Gatter eine logische "1" (hoch) ist. Andernfalls sind die Übertragungsg'atter 12,14,30 und 32 offen, d.h. nicht leitend.

'An Eingängen 18 und 42 der UND-Gatter 16 bzw. 40 liegt jeweils die Rechteckimpulsfolge 0, während an Eingängen 20 und 44 der UND-Gatter 17 bzw. 41 eine Rechteckimpulsfolge 0 liegt, welche gegenüber der Rechteckimpulsfolge 0 um 180° phasenverschoben ist. Der zweite Eingang 19 des UND-Gatters 16 ist mit den Signalerzeugungseinrichtungen verbunden (beispielsweise mit der Zähl- und Decodiereinheit 52), welche Schreibbefehle in Form einer "1" (hoch) am Eingang 19 erzeugen. Der zweite Eingang 43 des UND-Gatters 40 ist ebenfalls mit Signaleinrichtungen verbunden, die an diesem Eingang eine "1" erzeugen, wenn der beim Einschreiben erreichte Zustand aufrechterhalten werden soll. In entsprechender Weise ist der zv/eite Eingang 21 des UND-Gatters 17 mit Signaleinrichtungen verbunden, über die ihm Löschumsteuerbefehle zugeführt v/erden. Der zweite Eingang 45 des UND-Gatters 41 ist ferner mit Signaleinrichtun-

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gen verbunden, über die ihm Löschhaltebefehle zugeführt werden.

Wenn im Betrieb das Segment X geschrieben und das Segment Y gelöscht werden soll, dann werden die entsprechenden Schreibbzv/. Lösch-Umsteuerbefehle jeweils als logische "1" an die Leitungen 19 und 21 ' gelegt. Wenn dann der hohe Pegel V_TT der

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Rechteckimpulsfolge 0 auftritt, geht das Ausgangssignal des UND-Gatters 16 auf "1", wodurch das Gatter 12 geschlossen, d.h. durchgeschaltet wird und die Schreibumsteuerspannung V . an das Segment X anlegt, wo nunmehr eine Einfärbung einsetzt, da dieses Segment bezüglich der Gegenelektrode 49 auf einem negativen Potential liegt. Zu diesem Zeitpunkt sind alle anderen Gatter für die Ansteuerung des Segments X offen, d.h. nicht-leitend. Dies gilt für das Gatter 30, da das Signal am Eingang 43 des UND-Gatters 40 eine "0" ist. Dies gilt ferner 'für die Gatter 14 und 32, da an den Eingängen 20 und 44 der UND-Gatter 17 und 41 die phasenverschobene Rechteckimpulsfolge 0 anliegt, die zu diesem Zeitpunkt "0" ist. In entsprechender Weise lässt sich feststellen, dass die Gatter 12', 30',14' und 32' zur Ansteuerung des Segments Y sämtlich offen bzw. nicht-leitend sind, so dass das Segment Y nicht angeschlossen ist.

Wenn die Rechteckimpulsfolge 0 auf ihren niedrigen Pegel V_ absinkt, öffnet das Gatter 12 und unterbricht damit die Verbindung des Segments X zu der Schreibumsteuerspannung V .. Andererseits erscheint auf der Leitung 21' eine "1", während gleichzeitig die phasenverschobene Rechteckimpulsfolge 0 auf ihren hohen Pegel V„ springt, was zur Folge hat, dass das

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Gatter 14· durchschaltet und das Segment Y mit der Löschumsteuerspannung V verbindet, so dass ein Bleich- bzw. Lösch-Vorgang einsetzt.

Die vorstehend beschriebenen Vorgänge wiederholen sich zyklisch für die Dauer der Umsteuerperiode bis für das Segment X ein angemessener Kontrast erreicht ist und bis eine vollständige Ausbleichung bzw. Löschung des Segmentes Y herbeigeführt ist.

Während der anschliessenden Betriebsart "Zustand halten" wird der Signalpegel auf der Leitung 43 eine "1", während auf der Leitung 19 eine "0" erscheint. Während der Zeiten, in denen die Rechteckimpulsfolge 0 auf ihrem hohen Pegel V„ liegt,

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ist folglich das Segment X über das Gatter 30 an die Schreibhaltespannung V angeschlossen. Wenn dann die phasenverschobene Rechteckimpulsfolge 0 auf "1" bzw. auf den hohen Pegel V springt, wird das Segment X (wegen 0 auf V-) von der Haltespannung getrennt und liegt nunmehr auf einem schwimmenden Potential, während das bis dahin auf einem schwimmenden Potential liegende Segment Y, da auf der Leitung 43 eine "1" steht, über das Gatter 32' mit der Löschhaltespannung V verbunden wird. Auch diese Schaltvorgänge wiederholen sich zyklisch, bis von der Zähl- und Decodiereinheit ein Umsteuerbefehl empfangen wird.

Impulsdiagramme und Spannungsverläufe zur weiteren Erläuterung der vorstehend beschriebenen Zusammenhänge sind in den Fig. 4 und 5 der Zeichnung dargestellt.

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Die Impulsfolgefrequenz der Rechteckimpulsfolgen 0 und 0, die als Sprungfrequenz f. bezeichnet wird, ist so vorgegeben, dass während jeder Periode die Schreib- und Lösch-ümsteuerspannungen eine solche Dauer haben, dass nur ein teilweises bzw. unvollständiges Schreiben bzw. Löschen der ausgewählten Segmente bewirkt wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass zu schreibende und zu löschende Segmente während aufeinanderfolgender Perioden der Rechteckimpulsfolgen 0 und 0 langsam eingeschrieben und gelöscht v/erden, bis nach einigen Perioden der Sprungfrequenz ein vollständiges Einschreiben bzw. Löschen erreicht ist, wobei für den Betrachter der Anzeigeeinheit der Eindruck entsteht, dass zuvor eingeschriebene Elemente langsam verlöschen, während gleichzeitig andere langsam sichtbar werden.

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Claims

OR.-INS. DIPL.-ING. M. SC. DI=L-Ph1YS. OH. DIPL.-PHYS. HÖGER - STELLRECHT - C5R1ESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART A 43 007 b Anmelder: Timex Corporation k - 163 Waterbury, Conn. 06720 26.September 1978 USA Patentansprüche :

1. Verfahren zur Ansteuerung einer elektrochromen Anzeigeeinheit mit mindestens einem Anzeigesegment, welches durch Schreib- und Lösch-Umsteuerspannungen entgegengesetzter Polarität in die Zustände "eingeschrieben" bzw. "gelöscht" umsteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass man an das Segment (4) zumindest nach Umsteuerung in den einen der beiden Zustände eine Haltespannung (V bzw. V) mit gegenüber der Umsteuerspannung (V . bzw. V ) gleicher Polarität und verringertem

et wt

Pegel zur Aufrechterhaltung des betreffenden Zustands ("eingeschrieben" bzw. "gelöscht") anlegt.

2. Elektrochrome Anzeigeeinheit mit einem ersten transparenten Träger mit mindestens einer ansteuerbaren transparenten Elektrode, mit einer auf der transparenten Elektrode aufgebrachten elektrochromen Schicht, mit einer an die elektrochrome Schicht angrenzenden Elektrolytschicht und mit einer an die Elektrolytschicht angrenzenden Gegenelektrode, die vorzugsweise auf einem zweiten Träger angebracht ist, der mit dem ersten Träger zum Einschliessen der elektrochromen Schicht und der Elektrolytschicht dichtend verbunden ist, sowie mit Steuereinrichtungen zum Anlegen von Schreib- und Lösch-Umsteuerspannungen zwischen den

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ORfGiNAL INSPECTED

26.September 1978 - 2 -

Elektroden zum "Einschreiben" bzw. "Löschen" des durch die elektrochrome Schicht definierten Anzeigesegments, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen (3,51 bis 53) derart ausgebildet sind, dass mit ihrer Hilfe an das Anzeigesegment (4, X, Y) zumindest nach Umsteuerung in den einen der beiden Zustände eine Haltespannung (V bzv7. V) mit gegenüber der Ums teuer spannung (V , bzw. V . ) gleicher Polarität und verringertem Pegel zur Aufrechterhaltung des betreffenden Zustands("eingeschrieben" bzw. "gelöscht") anlegbar ist.

3. Anzeigeeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen eine Steuereinheit (3,51 bis 53) auf v/eisen, mit deren Hilfe Schreib- und Lösch-Umsteuerbefehle und Schreib- und Lösch-Haltebefehle erzeugbar sind, dass die Steuereinrichtungen (3,51 bis 53) eine Signalquelle aufweisen, mit deren Hilfe eine wechselnde Spannung (0, 0) erzeugbar und an die Gegenelektrode (4 9) anlegbar ist, welche einem Schreibsignal und einem Löschsignal entsprechende Signalpegel aufweist, und dass mit der Signalquelle und mit der Steuereinheit Schalteinrichtungen (12 bis 45; 12' bis 45') verbunden sind, mit deren Hilfe an das Segment (4) bei Koinzidenz eines Schreibumsteuerbefehls und des Schreibsignalpegels die Schreib-Uznsteuerspannung (V , ) ,bei Koinzidenz eines Schreib-Haltebefehls und des Schreibsignalpegels die Schreibhaltespannung (V ), bei Koinzidenz eines Löschumsteuerbefehls und des Löschsignal-

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Λ 43 0G7 b

26.September 1973 - 3 -

pegels die Lösch-Urasteuerspannung (V ) und bei Koinzidenz eines Lcschhaltebefehls und des Löschsignalpegels die Löschhaltespannung (V ) anlegbar ist.

4. Anzeigeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wechselnde Signal eine Rechteckimpulsfolge ist, deren Pegel sich zwischen dem Schreibsignalpegel und dem Löschsignalpegel ändert und deren Impulsfolgefrequenz (f_i) so gewählt ist, dass die Dauer des Schreibsignalpegels und die Dauer des Löschsignalpegels kürzer sind als die für die Umsteuerung des Segments (4) erforderliche Umsteuerzeit,und dass die Steuereinheit (3, 51 bis 53) derart ausgebildet ist, dass sie Schreibund Lösch-Umsteuerbefehle mit einer solchen Dauer erzeugt, dass mit Hilfe der Schalteinrichtungen eine Umsteuerung des Segments (4) in den einen oder den anderen Zustand im Verlauf mehrerer Perioden der Rechteckimpulsfolge (0) herbeiführbar ist.

5. Anzeigeeinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen einen Zeitgeber (51) aufweisen, mit dessen Hilfe eine Uhrzeitinformation erzeugbar ist, derart, dass mit Hilfe der Schreib- und Lösch-Umsteuerbefehle und der Schreib- und Lösch-Haltebefehle eine Zeitinformation mittels mehrerer Anzeigesegmente (a bis d) an mehreren Zeichenstellen anzeigbar ist.

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