DE3032460A1

DE3032460A1 - Verfahren und anordnung zum betreiben einer elektrochrom-zelle

Info

Publication number: DE3032460A1
Application number: DE19803032460
Authority: DE
Inventors: Martin 8000 München Feldtkeller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-08-28
Filing date: 1980-08-28
Publication date: 1982-04-01

Description

Verfahren und Anordnung zum Betreiben einer E;Lektro-
chrom-Zelle Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Elektrochrom-Zelle, die zum Schreiben eines Zeichens durch einen in der eine'n'Richtung fließenden Strom auf eine- erste Spannung aufgeladen und die zum Löschen des Zeichens durch einen in der entgegengesetzten Richtung fließenden Strom auf eine zweite Spannung aufgeladen wird.
Bisherige Verfahren zum Betreiben einer Blektrochrom(EC)-Zelle sahen vor, die Schreibspannung als auch die Löschspannung auf einen relativ kleinen Wert zu begrenzen, um eine i-rreverslble Schädigung der EC-Zelle auszuschlie-Bein. Damit ergab sich jedoch ein geringer Kontrast oder eine relativ lange.Umladezeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer EC-Zelle der obengenannten Art so weiterzubilden, daß eine Schädigung der Zelle ausgeschlossen ist und die Schaltzeit verktlrzt werden kann. Außerdem soll eine Anordnung zum Betreiben einer EC-ZelLe nach diesem Verfahren angegeben werden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der in der einen als auch der in der entgegengesetzten Richtung fließende Strom als Impulsfolge zugeführt wird, daß in den Impulspausen die Spannung der Zelle gemessen und mit einer ersten beziehungsweise zweiten Bezugsspannung ver- glichen wird, und daß der Ladestrom abgeschaltet wird, wenn die Spannung mindestens so groß wie die Bezugsspannung ist.
Weiterbildungen der Erfindung und die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In der Figur ist eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer EC-Zelle 1 dargestellt. Diese EC-Zelle weist eine RUckelektrode.und eine Anzahl von Vorderelektroden auf, die entweder hochohmig abgeschaltet oder an Masse gelegt werden können. Je nach Schaltzustand der Vorderelektroden zeigt die Zelle 1 verschiedene Symbole oder Zeichen an. Dabei muß der Schreib- und'der Löschvorgang so gesteuert werden, daß die EC-Zelle nicht überladen wird.
Die Schaltungsanordnung besteht daher aus zwei Teilen, von denen der eine ür den Schreib- und der andere für den Löschvorgang vorgesehen ist.
Zur Erläuterung der Funktion der Anordnung wird zunächst davon ausgegangen, daß die EC-Zelle 1 nicht aufgeladen ist und ein Schreibstrom eingespeist wird. Dazu wird zunächst der Schalter 16 in seine linke Position gebracht, die mit H bezeichnet ist. Dieses H bezeichnet einen hohen Pegel, also ~ + UB. Der Pegel H liegt an einem Eingang 9 eines NAND-Gatters 7. An einem weiteren Eingang 10 des Gatters 7 liegt die Ausgangsspannung eines Taktgenerators 15, Ca dessen Ausgang impulsförmig der Pegel H anliegt. Die Impulspausen sind durch den Pegel L gekennzeichnet. Des dritte Eingang 8 des Gatters 7 ist mit einem Ausgang 14 eines ersten Flip-Flop 11 verbunden. Am Ausgang 14 liegt der Pegel H an, wenn die Spannung in der EC-Zelle 1 kleiner als eine erste Bezugsspannung ist.
Liegt am Ausgang des Taktgenerators 15 der Pegel H an, so öffnet das Gatter 7 und an seinem (invertierenden) Ausgang tritt Signal L auf,- das den ersten Transistor 3 öffnet. Die Rückelektrode der EC-Zelle 1 liegt damit an der Spannung +U3 -(Klemmen 4, 6) und der Schreibstrom kann zur EC-Zelle fließen.
In der nächsten Impulspause liegt am Ausgang des Taktgenerators 15 Pegel L, wodurch das Gatter 7 sperrt und am Ausgang der Pegel H auftritt. Der Transistor 3 wird ebenfalls gesperrt und der Schreibstrom unterbrochen.
Die Spannung der EC-Zelle 1 liegt damit an einem Eingang eines ersten Komparators 2, dessen anderem Eingang die erste Bezugsspannung zugeführt wird. Diese wird über ein erstes Potentiometer 5 eingestellt, das seinerseits an der Spannung +U3 liegt. Hat die Spannung in der EC-Zelle die erste Bezugsspannung noch nicht erreicht, so liefert der erste Komparator 2 eine Spannung yom Pegel L, die dem Eingang 12 des ersten Flip-Flop D1 zugeführt wird.
Der Schaltzustand des Flip-Flop 11 ändert sich nicht und am-Ausgang 14 bleibt der Pegel H bestehen. Beim nächsten Impuls des Taktgenerators 15 wird der Transistor 3 wieder geöffnet und ein weiterer SchreiDstromSimpuls fließt zur EC-Zelle 1. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die Spannung in der EC-Zelle gleich der Bezugsspannung ist.
Dies muB diejenige Spannung sein, die die EC-Zelle 1 verträgt, ohne irreversible Schäden zu erleiden.
In der nächsten Impulapause wird der Transistor 3 wiederum abgeschaltet und die Spannung der EC-Zelle liegt an dem einen Eingang des Komparators 2. Da die erste Bezugsspannung nunmehr geringfügig überschritten ist, nimmt die Ausgangsspannung des Komparators 2 den Pegel H an und am Eingang 12 des Flip-Flop 11 steht ebenfalls Pegel H. Bei der positiven Flanke des nächsten Impulses aus dem Taktgenerator 15, der dem Flip-Flop 11 über den Eingang 13 zugeführt wird, schaltet dann das Flip-Flop um. Am Ausgang 14 liegt dann Pegel L und das Gatter 7 bleibt gesperrt. Der Transistor 3 bleibt damit geschlossen und die Zelle 1 kann nicht weiter aufgeladen werden.
Soll die Information in der EC-Zelle gelöscht werden, so wird der Schalter 16 in seine rechte Position umgeschaltet. Dann liegt an ihm Pegel L. Pegel L liegt damit auch an einem ersten invertierten Eingang 18 eines UND-Gatters 17. Der zweite Eingang 19 des Gatters 17 ist mit einem Ausgang 28 eines zweiten Flip-Flop 25 verbunden.
Ein dritter Eingang 20 des Gatters 17 ist mit dem Ausgang des Taktgenerators 15 verbunden. Am Ausgang 28 des Flip-Flop 25 liegt Pegel H, wenn die Spannung am Eingang 26 des zweiten Flip-Flop 25 den Pegel L hat.
Liefert der Taktgenerator 15 einen Impuls (Pegel H), so öffnet das Gatter 17 und an seinem Ausgang liegt ebenfalls Pegel H. Der Impuls öffnet einen zweiten Transistor 21, der eine Umladespannung -UB (Klemmen 6, 24) an die Rückelektrode der EC-Zelle 1 schaltet. Bei der nächsten Impulspause sperrt das Gatter 17 und der Transistor 21 wird ebenfalls gesperrt. Damit liegt die Spannung der EC-Zellelan einem Eingang eines zweiten Komparators 22, dessen anderer Eingang mit einer zweiten Bezugsspannung versorgt wird. Diese wird durch ein Potentiometer 23 eingestellt, das zwischen den Klemmen 6 und 24 liegt. Die Ausgangsspannung des Komparators 22 hat den Pegel L, der Zustand des Flip-Flop 25 ändert sich daher nicht. Beim nächsten Impuls des Taktgenerators 15 wird der Umladevorgang fortgesetzt, bis die Spannung an der Rückelektrode der EC-Zelle 1 die zweite Bezugsspannung erreicht hat. Wird das Gatter 17 und mit ihm der Transistor 21 Jetzt gesperrt und die Spannung der EC-Zelle 1 mit der zweiten Bezugsspannung verglichen, so nimmt die Ausgangsspannung am zweiten Komparator 22 und amEingang 26 des Flip-Flop 25 Pegel H an. Das Flip-Flop 25 schaltet bei der positiven Flanke des nächsten Impulses aus- dem Taktgenerator 15, den es über seinen Takteingang 27 erhält, in den anderen Zustand. Am Ausgang 28 des Flip-Flop 25 tritt dann der Pegel L auf, der auch am Eingang 19 des Gatters 17 liegt. Dieses kann damit nicht mehr geöffnet werden und der Transistor 21 bleibt gesperrt. Der Umladevorgang ist damit-beendet und die Information gelöscht. Da die'Bezugsspannung der EC-Zelle angepaßt wird, wird eine Schädigung der EC-Zelle durch Überladen vermieden.
Die Schaltungsanordnung ist so aufgebaut, daß die Leerlaufspannung der EC-Zelle gemessen wird. Es könnte jedoch auch die Spannung an einer definierten Last gemessen werden.
-1 Figur 3 Patentansprüche Leerseite

Claims

Patentansprüche 1.)Verfahren-zum Betreiben einer EC-Zelle, die zum ohreiben eines Zeichens durch einen in der einen Richtung fließenden Strom auf eine erste Spannung aufgeladen und di-e zum Löschen des Zeichens durch einen in der entgegengesetzten Richtung fließenden Strom auf eine zweite Spannung aufgeladen wird, d a d u r c h g e -k e n n z e.i c h n e t , daß sowohl der in der einen als auch der in der entgegengesetzten Richtung fließende Strom als Impulsfolge zugeführt wird, daß in den Impulspausen die Spannung der Zelle gemessen und mit einer ersten beziehungsweise zweiten Bezugsspannung verglichen wird, und daß der Ladestrom abgeschaltet wird, wenn die Spannung mindestens so groß wie die Bezugsspannung ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e-n n z e i c h n e t , daß als Spannung die Leerlaufspannungder EC-Zelle gemessen wird.
3. Schaltungsanordnung zum Durchftihren des Verfahrens nach- Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Taktgenerator (15), dessen Ausgang mit den Takteingängen- (13, 27) zweier Flip-Flops Cii, 25) und mit je -einem -ersten Eingang (9, 20) eines :NAND-Gatters (7) beziehungsweise eines UND-Gatters (17) verbunden ist und der abwechselnd die Ausgangspegel H und L liefert, durch zwei Komparatoren (2, 22),.deren einer Eingang mit der Rückelektrode der EC-Zelle (1;) verbunden ist und dessen anderer Eingang an der ersten beziehungsweise zweiten Bezugsspannung liegt, durch zwei steuerbare Schalter (3; 21),.deren Steuereingänge jeweils mit dem Ausgang eines der Gatter (7, 17) verbunden sind und über die der eine Eingang der Komparatoren (2, 22), mit den Klemmen (4, 6, 24) weier Spannungsquellen verbindbar- ist, durch Jeweils eine Verbindung zwischen einem Eingang (12, 26) der Flip-Flops (11, 25) und dem Ausgang der Komparatoren (2, 22), durch. jeweils eine Verbindung zwischen einem Ausgang (14, 28) der Flip-Flop und einem zweiten Eingang (8, 19) der Gatter, wobei an den Ausgängen' der Flip-Flop Pegel L liegt, wenn die Ansgangsspannungen der Komparatoren Pegel H haben und durch einen Schalter (16), über den an einen dritten Eingang (9) des NAND-Gatters (7) und an einen dritten invertierenden Eingang (18) des UND-Gatters (17) Pegel H beziehungsweise * gel L anlegbar ist.