DE2802235B2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer elektrochromen Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

A²⁺ + ε' ^=
(transparent)

A ⁺

AXi
(purpurfarbig)

worin nut

A²

C₇H₁₅-

⁺-C₇H₁₅

X": Br",

bezeichnet sind.

Der Färbungszustand bleibt für mehrere Stunden bis zu mehreren Tagen beibehalten, auch nachdem das erwähnte Potential abgeklemmt wurde, solange die Anzeigeelektrode von der Ansteuerschaltung elektrisch getrennt bleibt. Dies wird als »Speichereffekt« bezeichnet. Wird umgekehrt die gefärbte Anzeigeelektrode auf einem 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 riüssigkeitsmischung auf.

Bei der zweiten Art von ECD-Elementen entsteht die Farbvariation durch eine Änderung de.> Absorptionsvermögens eines auf den Elektroden ausgebildeten anorganischen festen Films, der aus dem Oxid eines Übergangsmetalls, beispielsweise Wolframoxid (WO_S) besteht. Dieser Film wirkt mit einem Elektrolyten zusammen. Ein typisches System für diese zweite Art von ECD-Elcrncnten ist in einem. Fachaufsatz von. B. W.

Faughnan et al. in RCA Review 36, (1975) S. 177-197, 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:

WO₃ +JcH⁺ +xe"
(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 ECD-Anzügezellen ist in der DE-OS 27 09 086 beschrieben.

Bei der dritten Art von ECD-Elementen wird ein ähnliches elektrochromes Material verwendet wie beim zweiten Typ und außerdem ein fester elektrolytischer Film, durch den zwar Ionen, nicht jedoch Elektronen hindurchtreten können. Ein Beispiel für diese Art von ECD-Zellen ist in der US-PS 35 21 941 erläutert.

Diesen ECD-Elementen sind im allgemeinen folgende Merkmale gemeinsam:

1. Die Ansteuerung ist mit niedrigen Spannungen möglich (Spannungswerte liegen unter einigen Volt);

2. durch die zu erwartenden Speichereffekte 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/cm²);

4. der Färbungsgrad ist bestimmt durch die durchfließende Ladungsmenge;

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

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

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

8. die Ansteuerschaltung läßt sich mit integrierten Halbleiterschaltungen verwirklichen.

Allgemein gibt es drei verschiedene Verfahren zur Ansteuerung von ECD-Anzeigevorrichtungen, nämlich die Konstant-Potentialansteuerung, die Ko.istant-Stromansteuerung und die Konstant-Spannungsansteuerung.

Bei der Konstant-Potentialansteuerung ist eine Bezugselektrode vorgesehen, um das Potential an der (oder den) Anzeigeelektrode(n) auf einem festgelegten Wert zu halten. 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 durch einen festgelegten Flächenbereich fließende Strom auf einem bestimmten 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-ZeIIe eingestellt werden muß. Auch läßt sich ciie Versorgungsspannung nicht sehr effektiv ausnutzen, da die in der Ansteuer- oder Treiberschaltung verwendeten Transistoren im aktiven Bereich betrieben werden müssen.
Beispiele für solche Ansteuerschaltungen sowohl für

ίο Konstant-Potentialansteuerung als auch für Konstant-Stromansteuerung sind in der DE-OS 27 23 412 beschrieben.

Bei der Konstant-Spannungsansteuerung wird zwischen 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 ausgenützt, da die in der Schaltung verwendend ten Transistoren im Sättigungsbereich betrieben werden. Um eine gute Sichtbarkeit gewährleisten zu können, müssen jedoch die folgenden Bedingungen erfüllt werden:

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

2. Die Überspannung aufgrund der Reaktion an der U) 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

υ Anzeigeelektrode sein.

Da bei ECD-Elementen die Speichereffekte und der Färbungsgrad vom über die Anzeigeelektrode fließenden Strom abhängen, muß, um eine gleichmäßige Anzeige zu erhalten, die Färbungsspannungen sehr genau überwacht werden, damit keine Oberlagerungen auftreten. Um eine Überlagerung hinsichtlich der Färbungsspannung auszuschließen, wurden die beiden folgenden Methoden vorgeschlagen:

(A) Bei jeder Änderung der anzuzeigenden Information wird jede Anzeigeelektrode zunächst in den Bleichzustand gebracht. Danach werden bestimmte, für ein Zeichen erforderliche Anzeigeelektroden

-)ö gefärbt. Bei diesem Verfahren wird ein vergleichsweise großer Energiebedarf benötigt. Außerdem wird zur vollständigen Änderung einer Anzeigeinformation eine Zeitperiode (jw+te) benötigt, wobei mit Tivbzw. rc die Zeitperioden bezeichnet

■j-5 sind, die benötigt werden, um eine vollständige Färbung bzw. Bleichung zu erreichen.

(B) Die Färbungsspannung oder die Bisichspannung wird nur einer oder ggfs. mehreren Anzeigeelektroden zugeführt, die den beiden hintereinander

to 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

to der Energieverbrauch wesentlich senken. Eine Ansteuerschaltung für diese Art der Ansteuerung ist in der DE-OS 26 57 760 in Einzelheiten beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Konstant-Spannungsansteuerung von elektrochromen Anzeigevorrichtungen im Hinblick auf einen sehr 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 einer anderen Sichtanzeige erforderliche Zeitperiode verkürzt werden.

Zur erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe wird auf den Verfahrenshauptanspruch (Patentanspruch 1) verwiesen; eine erfindungsgemäße Schaltung zur Durchführung des Verfahrens ist in einem Vorrichtungshauptanspruch (Patentanspruch 4) wiedergegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht in der Kombination eines Verfahrens zur Konstant-Spannungsansteuerung und des sogenannten Teil-Löschverfahrens, bei dem die Färbungsspannung oder die Bleichspannung nur einer oder mehreren Anzeigeelektroden, nämlich jenen Anzeigeelektroden zugeführt wird, die beim Übergang von einer zu einer anderen Sichtanzeige den beiden anzuzeigenden Mustern nicht gemeinsam sind. In anderen Worten: Die Erfindung kombiniert die Konstant-Spannungsansteuerung mit dem in der bereits erwähnten DE-OS 26 57 760 beschriebenen Teillöschverfahren.

In einer speziellen Ausgestaltung sieht die Erfindung folgende Verfahrensmaßnahmen vor:

Die Gegenelektrode der elektrochromen Anzeigezelle wird auf Massepotential gehalten. Eine beispielsweise vom Bleich- zum Färbungszustand zu verändernde Anzeigeelektrode wird für eine bestimmte Zeitperiode an eine negative Konstant-Spannungsquelle gelegt, während eine vom Färbungs- zum Bleichzustand zu verändernde Anzeigeelektrode während einer anderen vorgegebenen Zeitperiode auf eine positive Konstant-Spannungsquelle geschaltet wird. Diese Färbungs- 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 äußerst klein zu halten.

Bei einer bevorzugten Durchführungsform wird die Zeitperiode, während der die Bleichspannung angelegt wird, langer 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 sichersteilen.

Zur Verbesserung der Sichtbarkeit oder des Kontrastes ist mit der erwähnten DE-OS 26 57 760 auch bereits ein sogenanntes Auffrischverfahren vorgeschlagen worden, das gemäß einer in der DE-OS 27 33 529 beschriebenen Verfahrensführung noch verbessert werden kann.

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

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.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter bezug auf die Zeichnung in

beispielsweiser Ausgestaltung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in einer Schnittdarstellung den grundsätzlichen Aufbau einer elektrochromen Anzeigevorrichtung, die sich für die erfindungsgemäße Ansteuertechnik eignet,

F i g. 2 das Layout eines typischen Siebensegment-Anzeigemusters für eine numerische Anzeige,

Fig.3(A) in schematischer Darstellung die Anzeigebedingungen zur Darstellung der Ziffern 1 bisO,

Fig. 3(B) die schematische Wiedergabe von Ansteuersignalen, die den einzelnen Anzeigesegmenten bei der Darstellung der Ziffern 1 bis 0 in Zuordnung auf die Wiedergabe in F i g. 3{A) zuzuführen sind,

F i g. 4 das Schaltbild eines Dekodierers in einer Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 5(A) in schematischer Darstellung die Anzeigebedingungen zur Darstellung der Ziffern 1 bis 0,

F i g. 5(B) in bezug auf die Ziffern nach F i g. 5(A) die durch den Dekodierer nach F i g. 4 abgegebenen Ausgangssignaie,

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

F i g. 7 das Schaltbild einer auf die Segmentpotentiale ansprechenden Bestimmungsschaltung zur Bestimmung, welches Anzeigesegment durch eine Färbungsspannung beaufschlagt werden soll,

F i g. 8 die graphische Darstellung des Kontrasts, aufgetragen über der angelegten Spannung bei einer elektrochromen Anzeigevorrichtung,

F i g. 9 das Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung und

Fig. 10 die zeitbezogene Darstellung von Signalverlaufen an verschiedenen Punkten der Ansteuerschaltung nach F i g. 9.

F i g. 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 In₂O₃ und weist eine Schichtdicke von 0,2 μΐη auf; der Widerstandswert liegt bei 20 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 erfolgte bei einer Substrattemperatur von 350⁰C mit einer Verdampfungsgeschwindigkeit von 1 nm/sec bei einem Druck von 5 xlO-⁴ Torr (O₂-Partialdruck). Der WO₃-FiIm 7 wird durch Verwendung einer Metallmaske mit einer Dicke von 0,5 μηι nur auf die Anzeigeabschnitte aufgebracht Anschließend wird die Anzeigeelektrode 2 mittels Fotoätztechnik unter Verwendung von FeCl: und HCl als Ätzlösung in eine gewünschte Forrr 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 μηι aufweist Das so hergestellte Substrai bildet die Front- oder Ansichtseite der elektrochromer Anzeigezelle.

Mittels Vakuumverdampfung wurden auf einenweiteren Glassubstrat 1' eine Gegenelektrode 3 unc eine Bezugselektrode 4 aufgebracht Die Elektroden 2 und 4 bestehen aus Ni und weisen eine Schichtdicke vor 0,2 μπι und einen Widerstandswert von 2 Ω/Flächenein

heit auf. Die Bezugselektrode 4 dient zur Bestimmung, ob das betreffende Segment gefärbt ist sowie zur Verwirklichung des erwähnten Teillöschverfahrens. Ober der Gegenelektrode 3 ist in gleicher Weise wie der auf die Anzeigeelektrode 2 aufgebrachte WCh-FiIm 7 ein WO³-Film T aufgebracht. Die beiden so vorbereiteten Substrate werden unter Zwischenschaltung von Abstandsstücken 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 y-Butyrolacton, gemischt mit L1CIO4 in einem Anteilsverhältnis von 1,0 Mol/1, besteht.

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, eund £· gefärbt sein, während andererseits bei der Darstellung der Ziffer »3« die Segmente a, b, c, d und g im Färbungszustand stehen müssen.

Demnach ist beim Übergang das Segment e zu bleichen, während das Segment c gefärbt werden muß. Für die übrigen Segmente ist eine Änderung des Anzeigezustands nicht erforderlich.

Wie erwähnt, ist diese Teillöschtechnik in der DE-OS 26 57 760 beschrieben. Zur Bestimmung, ob das betreffende Segment sich zuvor im Färbungszustand befand, dient ein sogenanntes Daten-Flip-Flop, das in der Schaltung der Fig.6 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 Färbungszustand befand. In der DE-OS 27 56 048 wird eine Schaltung für diese Art der Bestimmung oder Auslesung des Anzeigezustands einer elektrochromen Anzeigezelle beschrieben. F i g. 7 zeigt ebenfalls ein Beispiel einer Schaltung, mit der sich die Potentiale der jeweiligen Anzeigesegmente überprüfen lassen. Bei der Schaltung nach F i g. 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 oder einem elektronischen Rechner verwendet, so liegt die Stellen- oder Größenordnung der Änderung des Anzeigemusters fest. In diesem Fall läßt sich für die Teillöschung vorteilhaft der in Fig.4 dargestellte Dekodierer verwenden. Dieser Dekodierer liefert an dem mit a bis g bezeichneten Ausgangsklemmen nur dann ein Signal mit Signalpegel »1«, wenn die zugeordneten Segmente vom Bleich- zum Färbungszustand geändert werden sollen, während sich die Anzeigeinformation fortlaufend von null aus erhöht Die F i g. 5(A) und 5(B) veranschaulichen die Ausgangssignale des Dekodierers der Fig.4 in Zuordnung auf die einzelnen Ziffern des Dezimalsystems.

Die Bestimmungsschaltung der F i g. 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 Filmdicke des elektrochromen Materials und der Wellenlänge des Prüfstrahls abhängt, liegt das Kontrastverhältriis bei etwa 10:1 für den Fall eines Segmentpotentials von -50OmV, 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 gehalten. 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 F i g. 4, 6 und 7 liefern das Färbungssignal SlV mit einem logischen Wert »1« nur dann, wenn das betreffende Segment vom Bleich- in den Färbungszustand überführt werden soll. Insbesondere läßt sich das Färbungssignal SWwie folgt darstellen:

SlV= S'- S,

worin mit

5' der vorherige Anzeigezustand (Färbungszustand entspricht»1«, Bleichzustand entspricht »0«) und mit S der neue Anzeigezustand

bezeichnet sind.
Das Steuersignal Sliefert ein üblicher Dekodierender binär kodierte Dezimalsignale (sogenannte BCD-Signa-Ie) in Segmentauswahlsignale für das Sieben-Segment-Anzeigemuster umsetzt. Die Fig.3(A) und 3(B) verdeutlichen die Segmentauswahlsignale für die jeweiligen Anzeigemuster.

Bei der vorhergehenden Beschreibung wurde nur das Färbungssignal betrachtet. Das Bleichsignal wird in gleicher Weise erzeugt. Beispielsweise kann das Bleichsignal durch die logische Bedingung

SE=S'S

verwirklicht werden. Alternativ dazu kann als Bleichsignal SE auch 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 Wund ^kombiniert Der Impuls Unbestimmt die Zeitperiode t_w, für den Färbungsvorgang, während der Impuls £die Zeitperiode te vorgibt, die für das Bleichen bestimmend ist.

Die Impulse W und E lassen sich aus einem Frequenzteiler ableiten, beispielsweise wenn es sich um eine ECD-Anzeigevorrichtung für eine elektronische Uhr handelt Dazu alternativ kann zur Erzeugung der Impulse W und fauch 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 elektronsichen Wiegevorrichtungen u. dgL
Wird die Verwendung eines Auffrischimpulses R vorgesehen, so sollten sämtliche Segmente kurzzeitig in den Bleichzustand gebracht werden, 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 Fiirbungsspannung über die logische Verknüpfung

(SW+R S) W

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.

Die Fig.9 zeigt in schematischer Darstellung eine Ansteuerschaltung gemäß der Erfindung. Bei dieser Schaltung spricht der Halbleiterschalter zur Zuführung der Bleichspannung auf die logische Verknüpfung

R+RE

Die Ansteuerschaltung mach Fig.9 umfaßt als wesentliche Baugruppen monostabil Multivibratoren 11 und 12, die die erwähnten Impulse Wund Eabgeben. Die Färbungsspannung liefert eine negative Konstant-Spannungsquelle 13, während die Bleichspannung aus einer positiven Konstant-Spannungsquelle 14 stammt.

Fig. 10 veranschaulicht in zeitbezogenen Diagrammen verschiedene Signale in der Schaltung der F i g. 9.

Mit V ist ein der Segrnentelektrode (oder der Anzeigeelektrode) zuzuführendes Spannungssignal bezeichnet; wie in der Darstellung erkennbar, entspricht der gestrichelt gezeichnete Abschnitt einem Zustand hoher Systemimpedanz. Das mit / 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 auslösen oder durch einen Frequenz-Untersetzer gewinnen, wie er beispielsweise in elektronischen Uhren verwendet wird. Der Auffrischimpuls R muß mit

ίο Taktimpulsen Cl 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

ι s ebenfalls gerade der Impuls IVoder £ auftritt.

Die Ansteuerschaltung der Fig.9 ist an eine elektrochrome Anzeigezelle etwa gemäß F i g. 1 angeschlossen. Eine zu bevorzugende Ansteuerbedingung läßt sich etwa wie folgt charakterisieren:

Der Färbungs-Spannungsimpuls weist einen Spannungspegel von etwa 0,5 Volt und eine Impulsbreite von 500 msec auf. Der Pegel 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 5 mC/cm², 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 10⁶ Änderungen des Anzeigezustands bei einer etwa alle zwei Sekunden erfolgenden Anzeigeänderung.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ansteuerung einer elektrochromen Anzeigevorrichtung, die ein elektrochromes Material und eine Anzahl von in festgelegter Musterverteilung angeordnete Anzeigeelektroden enthält die in bestimmter Ansteuerkombination jeweils ein bestimmtes Zeichen anzeigen, wobei beim Wechsel von der Anzeige eines bestimmten Zeichens zur Anzeige eines anderen Zeichens nur an in diejenigen) Anzeigeelektrode(n) eine elektrische Spannung angelegt wird, die den bieden Zeichen nicht gemeinsam ist (sind), während die gemeinsame(n) Anzeigeelektrode(n) zu diesem Zeitpunkt durch keine elektrische Feldspannung beaufschlagt wird (werden), dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Anzeigewechsel eine vom Bleich- auf den Färbungszustand umzuschaltende Anzeigeelektrode an eine Färbungsspannung und gleichzeitig eine andere vom Färbungs- und Bleichzustand umzuschaltende Anzeigeelektrode an eine Bleichspannung gelegt werden.

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

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

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch Il für eine elektrochrome Anzeigevorrichtung, die außer elektrochromem Material und einer Anzahl von in festgelegter Musterverteilung angeordneten Anzeigeelektroden i> die in bestimmter Ansteuerkombination jeweils ein bestimmtes Zeichen anzeigen, eine Gegenelektrode enthält, gekennzeichnet durch

— eine positive Konstantspannungsquelle (14);

— eine erste Schalteinrichtung, über die die positive Konstantsparanungsquelle mit einer ersten zu bleichender« Anzeigeelektrode verbindbar ist;

— eine negative Konstantspannungsquelle (13) und ⁴⁾

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

5(1

5. Schaltungsanordnung mach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Schalteinrichtung gleichzeitig in den Schaltzustand EIN schaltbar sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch v> gekennzeichnet, daß die erste Schalteinrichtung für eine längere Zeitperiode im Schaltzustand EIN verriegelbar ist als die zweite Schalteinrichtung.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode(n) (3) auf wi Massepotential gelegt ist(sind).

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

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer elektrochromen Anzeigevorrichtung, die ein zwischen zwei mit Elektroden versehenen Trägerplatten eingebrachtes elektrochromes Material enthält mit der Möglichkeit, die Lichtabsorptionseigenschaften bei Zuführung bestimmter Ansteuerströme reversibel zu ändern. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Ansteuerverfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.

Allgemein unterscheidet man zwischen drei Typen elektrochromer Anzeigevorrichtungen, die im folgenden auch als ECD-Elemente (ECD = ElektroChromic Display) bezeichnet sind:

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 beispielshaluer den durch C. J. Shoe, et al in Appl. Phys. Lett. 23, [1973], S. 64-65, 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: