CH619552A5 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrochrome Anzeigeeinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In letzter Zeit wird für elektrochrome Anzeigeeinrichtungen, die mit niedriger Spannung betrieben werden können, besondere Aufmerksamkeit und Interesse gezeigt, insbesondere für batteriebetriebene tragbare elektronische Geräte und dergleichen.

Nachstehend soll vorerst eine allgemeine Übersicht auf elektrochrome Anzeigeeinrichtungen gegeben werden. Von elektrochrome Eigenschaften aufweisenden Materialien sind allgemein zwei Typen bekannt: beim einen Typ wird eine in flüssigem Zustand vorliegende elektrochrome Substanz oxi-diert oder chemisch reduziert zwecks Ablagerung eines Reaktionsproduktes auf einer Elektrode, beim anderen Typ wird eine in festem Zustand auf einer Elektrode vorhandene elektrochrome Substanz oxidiert oder reduziert, um ihre Absorptionseigenschaften für sichtbares Licht zwecks Erzeugens einer Anzeige zu ändern. Der zweitgenannte Typ schliesst beispielsweise die Verwendung einer Schicht eines Übergang-Metalloxides wie WO3 (Wolframoxid) zusammen mit einem Elektrolyten ein, wie in einem Artikel von B. W. Faughnan et al. in der RCA-Review 36,177 (1975) beschrieben.

Die vorliegende Erfindung benützt ein Verfahren zum Betrieb einer elektrochromen Anzeigeeinrichtung, welche nach diesem System arbeitet. Diesbezüglich zeigt Fig. 1 schematisch den Aufbau einer Zelle einer elektrochromen Anzeigeeinrichtung. Eine solche Zelle enthält ein Paar einander gegenüberliegende Substrate 1 aus Isoliermaterial, eine auf der Innenseite des einen Substrates angeordnete Anzeigeelektrode 2, eine auf der Innenseite des anderen Substrates angeordnete Gegenelektrode 3, die einer Referenzelektrode 4 benachbart ist, zwischen den Substraten 1 angeordnete Abstandhalter 5, einen im Spalt zwischen den Substraten vorhandenen Elektrolyten 6, auf den Elektroden 2 und 3 aufgebrachte Schichten 7 aus elektrochromem Material, und auf der Anzeigeelektrode 2 angebrachte Isolierschichten 8, welche die dort vorhandene Schicht 7 aus elektrochromem Material, nachfolgend EC-Mate-rial genannt, umgibt.

Wenn in der Zelle nach Fig. 1 Strom von der Gegenelektrode 3 zur Anzeigeelektrode 2 fliesst, so verfärbt sich das EC-Material entsprechend der aufgedrückten Ladung, nachstehend als Schreibimpuls bezeichnet. Wird die gleiche Ladungsmenge mit umgekehrter Polarität an diese Elektroden angelegt (nachstehend mit Löschimpuls bezeichnet), so entfärbt sich das EC-Material wieder, d. h. es kehrt in seinen ungefärbten Zustand zurück. Wenn die Verfärbung nicht sehr stark ist, gilt für die Beziehung zwischen der Transmittanz T( y) bei einer gegebenen Wellenlänge und der Ladungsmenge a pro Flächeneinheit die Gleichung

-logT(y) = e(y)» ct worin der Wert von e( y) von der Wellenlänge des EC-Materials abhängig ist und gemäss den Messungen der hier genannten Erfinder für den Fall, dass Wolframoxid WO3 als EC-Material verwendet wird, im Bereich von e( y = 590 nm) = 30~40 (cm2/Coulomb)

liegt. Im vorliegenden Fall verläuft der Färbungsvorgang wie folgt:

WO ' + xM+' + xe~ ^ M %(ìex~ 3 x 3

( färb lo s ) ( b'lau )

Wenn nun die elektrochrome Anzeige (EC-Anzeige) eingefärbt ist, kann die Spannung der Treiberschaltung abgeschaltet werden, und infolge der hohen Impedanz zwischen der Anzeigeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 kann die Anzeige ohne Stromzufuhr während einer Anzahl Stunden bis zu einigen Tagen aufrecht erhalten werden. Die Merkmale der EC-Anzeige sind die folgenden:

1. Die EC-Anzeige besitzt einen extrem weiten Blickfeldwinkel,

2. die EC-Anzeige weist, unabhängig vom Blickfeldwinkel,

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3 619552

einen guten Kontrast auf, riais oder der Elektroden verhindert werden kann, indem das

3. die EC-Anzeigé kann mit niedriger Spannung betrieben Schreibpotential Ew und das Löschpotential Ee in einen Spanwerden (wenige Volts), nungsbereich gelegt werden, in welchem keine unerwünschte

4. der gefärbte Zustand bleibt während mehreren Stunden Nebenreaktionen auftreten. Bei dieser Auswahl werden für das bis zu mehreren Tagen aufrecht erhalten, auch wenn die Strom- s Schreibpotential Ew und das Löschpotential Ee Relationen zufuhr unterbrochen ist (Speichereffekt), gewählt, wo Es, <EW und Ee<Es2 sind, wobei Esl und Es2 Poten-

5. die Färbungsintensität ist nur von der Höhe der angeleg- tiale sind, bei welchen Nebenreaktionen auftreten können. Bei ten Ladung abhängig, diesem Verfahren, bei welchem das Potential der Gegenelek-

6. der Energiekonsum ist proportional zur Anzeigefläche trode nicht gesteuert wird, können somit Defekte, wie Elektro-und der Anzahl der Färbungs- und Löschzyklen. io lytzersetzung, Zerstörung der Gegenelektrode 3 usw. durch die

Für den Betrieb einer EC-Anzeige sind folgende, mit A, B Anwendung zu hoher Spannungen auftreten, wenn das Laden und C bezeichnete Verfahren anwendbar: und Entladen nicht durch eine genaue Festlegung der Reaktionsvorgänge an der Gegenelektrode erfolgt. Das oben

A. Konstant-Potential-Betriebsverfahren beschriebene Problem kann indessen vermieden werden,

In Fig. 2 ist der Plus-Eingang eines Verstärkers 11 über 15 indem der Bereich der an die Gegenelektrode 3 angelegten Klemmen U, an welche ein Setz-Spannungs-Impuls angelegt Spannung durch Tiefhalten der Stromquellenspannung am Verwird, geerdet, während der Minus-Eingang des Verstärkers 11 stärker 11 usw. niedrig gehalten wird. Zusätzlich muss beim mit der Referenzelektrode 4 der EC-Anzeige verbunden ist. Schaltungsaufbau darauf geachtet werden, dass diese einen Der Verstärkerausgang ist mit der Gegenelektrode 3 verbun- relativ hohen Strom liefern kann, d. h. mehrere 10 mAmp. pro den. Die Anzeigeelektrode 2 ist in eine Anzahl Segmente unter- 20 m2 Anzeigefläche. Zu beachten ist weiter, dass die Segmentteilt, von welchen jedes über einen Segmentwählschalter 12 wählschalter 12 durch äquivalente Halbleiterschalter für die geerdet ist. Es sei hier vermerkt, dass wenn eine Anzeigeelek- Umschaltvorgänge ersetzt werden können, und zwar sowohl trode zur Anzeige von Zahlen, Symbolen, Buchstaben usw. im im beschriebenen Konstant-Potential-Verfahren nach Fig. 2, als gefärbten Zustand angeordnet ist, nachfolgend jede dieser auch in den nachstehend beschriebenen Konstant-Strom-Ver-Anzeigeelektroden als Segmente bezeichnet werden. In Fig. 3 25 fahren und Konstant-Spannungs-Verfahren.

ist ein Anzeigemuster mit sieben Segmenten a, b, c, d, e, f und g zur Anzeige von Ziffern von 0 bis 9 gezeigt. B. Konstant-Strom-Betriebsverfahren

Bei einer solchen Anordnung ist die an die Gegenelektrode Bei dem gemäss Fig. 5 erläuterten Konstant-Strom-

3 anzulegende Spannung so gesteuert, dass die Potentialdiffe- Betriebsverfahren ist die EC-Anzeige über Kontakte W zum renz zwischen der Anzeigeelektrode 2 und der Referenzelek- 30 Schreiben, M zum Speichern, E zum Löschen und Stromrich-

trode 4 gleich ist der Setz-Spannung an den Klemmen U. Im tungswechselkontakte 22 mit einer Konstant-Strom-Quelle 21

vorliegenden Fall wird die Färbung der EC-Anzeige eingeleitet, verbindbar. Die Kontakte werden zum Schreiben (W) und wenn das Potential der Anzeigeelektrode 2 relativ zum Poten- Löschen (E) wahlweise geschlossen und sind während der tial der Referenzelektrode 4 auf einem bestimmten Wert Ew Speicherungszeit offen. Das obige Betriebsverfahren, bei dem

(kleiner als die mit E,h bezeichnete Schwellspannung) gehalten 35 der Betrag der zufliessenden Ladung nach Wunsch festgelegt wird. Dagegen wird die Färbung schwächer, wenn das Poten- werden kann, hat den Vorteil, dass der Färbungsgrad vorbe-

tial der Anzeigeelektrode 2 relativ zum Potential der Referenz- stimmbar ist, auch wenn der Spannungsabfall in der Elektro-

elektrode 4 auf einen Wert Ee gebracht wird, der höher als Eth denzuleitung oder durch Abweichungen im Widerstand des ist. Beim Erden der Anzeigeelektrode 2 wird deren Potential EC-Materials variiert. Dazu kommt, weil die Gegenelektrode 3

niedrig gegenüber demjenigen der Referenzelektroden 4, wenn « geerdet und jedes der Segmente 2 (Anzeigelektrode) mit der die Spannung an den Klemmen U positiv ist. Konstant-Strom-Quelle verbunden werden kann, dass einzelne

In Fig. 4 ist das Verhältnis zwischen dem «Gleichgewichts»- der Segmente 2 gefärbt werden können, während gleichzeitig

Potential E der Anzeigelektrode 2 und der optischen Dichte A andere Segmente gelöscht werden können.

(welche dem negativen log der Licht-Transmittanz gleich ist) Die Schaltung nach Fig. 5 kann in eine Schaltung gemäss gezeigt. 45 Fig. 6 geändert werden, wo eine Konstant-Strom-Quelle, deren

Für den Betrieb der EC-Anzeige ist das Setzen des Schreib- Stromstärke entsprechend der Segmentzahl bzw. Anzeigepotentials Ew auf das Gleichgewichtspotential Ec entsprechend fläche geändert werden kann, verwendet wird.

der gewünschten Färbungsintensität nicht praktisch, weil eine in Fig. 6 ist eine EC-Anzeige mit einer Konstant-Strom-sehr lange Zeit für das Erreichen des Gleichgewichtszustandes Quelle 21 ' verbunden, deren Strom durch Signale n einer Zähnotwendig ist. Aus diesem Grunde wird bei der Eingabe des 50 lerschaltung 23 variiert wird. Die Anzahl der Signale n ent-Schreibimpulses das Potential Ew (positiver als die Spannung an spricht derjenigen der zu speisenden Anzeigeelektroden bzw. den Klemmen U) niedriger gehalten als das der gewünschten Segmente 2, für die der Schaltung 23 mit Seg bezeichnete Färbungsintensität entsprechende Gleichgewichtspotential Ec. Signale zugeführt werden. Jede der zu speisenden Elektroden 2 Beim Löschen indessen wird das Potential auf dem Wert Ee ist über einen mit dem Eingang der Schaltung 23 verbundenen (negativer als die Spannung an den Klemmen U) gehalten, wel- 55 Segmentwählschalter 12' mit Erde verbindbar. In der oben eher über dem Schwellpotential Eth liegt. Wenn die Färbungsin- beschriebenen Anordnung bewirkt eine kleine Differenz zwi-tensität entsprechend der fliessenden Stromstärke erreicht ist, sehen der Lade- und Löschimpulsenergie, dass der Fehlerbe-wird der Stromfluss durch Öffnen des bezüglichen Segment- trag bei jedem Lade-Lösch-Zyklus akkumuliert wird, wobei wählschalters 12 unterbrochen, und der Speicherzustand liegt eine Verschiebung der Reaktionsrichtung auftritt. Mit anderen vor. Es sei vermerkt, dass ein offener Segmentwählschalter 12 6o Worten, wenn die Ladungsmenge zum Schreiben grösser ist als bei gefärbtem oder gelöschtem Zustand der Anzeige so gehal- zum Löschen, wird die Färbung so stark, dass eine einwandfreie ten wird, auch wenn andere Segmente betrieben werden. Es ist Löschung nicht mehr möglich ist. Wenn andererseits die indessen auch zu beachten, dass es bei diesem Anzeigeverfah- Ladungsmenge zum Löschen grösser ist als zum Schreiben, so ren unmöglich ist, andere Segmente zu löschen, während ein fliesst Strom auch noch nach dem Löschen. Daraus resultiert Segment gefärbt wird, weil Schreiben und Löschen zu unter- 65 eine unerwünschte Nebenerscheinung, wie Elektrolytzerstö-schiedlichen Zeiten erfolgen sollten. rung, Zerstörung der Elektrode usw. Wenn im obigen Fall die

Das oben beschriebene Verfahren hat den Vorteil, dass die Nebenerscheinung nach praktisch vollständigem Abschluss

Zersetzung des Elektrolyten und die Zerstörung des EC-Mate- des Löschens aufzutreten beginnt, steigt das Potential der

619552

Anzeigelektrode plötzlich an. Dieser Umstand kann ausgenutzt werden, um den Bereich der Spannungsänderung an der Kon-stant-Strom-Quelle zu begrenzen. Damit kann vermieden werden, dass das Potential der Anzeigeelektrode jenes Potential überschreitet, bei welchem die Nebenerscheinung aufzutreten trachtet Es ergibt sich daraus automatisch eine Unterdrückung der Nebenerscheinung.

In den Fig. 7(a), 7(b) und 7(c) sind Aufbaubeispiele von Kon-stant-Strom-Quellen gezeigt. In Fig. 7(a) ist die Eingangsklemme S über einen Widerstand R mit den Basen von Transistoren Tri und Tr2 verbunden, deren Emitter parallel geschaltet und geerdet sind, während ihre Kollektoren mit den bezüglichen Basen von Transistoren Tr3 und Tr4 verbunden sind. Die Kollektoren der Transistoren Tr3 und Tr4 sind miteinander und ferner mit der Ausgangsklemme Iout verbunden. Die Klemme +Vcc ist an eine Verbindung zwischen dem Kollektor des Transistors Tri und der Basis des Transistors Tr3 angeschlossen, welche Verbindung eine Diode Dl enthält, und ferner mit dem Emitter des Transistors Tr3. Die Klemme -VBe dagegen ist an eine Verbindung zwischen dem Kollektor des Transistors Tr2 und der Basis des Transistors Tr4 angeschlossen, welche Verbindung eine Diode D2 enthält, und ferner mit dem Emitter des Transistors Tr4. In der modifizierten Schaltung nach Fig. 7(b) fehlt die Erdung der Emitter der Transistoren Tri und Tr2, während die Eingangsklemme S statt an die Basen der Transistoren Tri und Tr2 gemäss Fig. 7(a), hier über den Widerstand R an eine Verbindung zwischen den Emittern der Transistoren Tri und Tr2 angeschlossen ist. Die Basen der Transistoren Tri und Tr2 sind geerdet, und zwischen dem Emitter des Transistors Tr4 und der Klemme -VEE ist ein Widerstand Re eingefügt. Darüber hinaus ist die Schaltung nach Fig. 7(b) die gleiche wie die in Fig. 7(a) gezeigte. In der weiterhin modifizierten Schaltung nach Fig. 7(c) sind die Dioden Dl und D2, sowie der in Fig. 7(b) enthaltene Widerstand Re zur Vereinfachung weggelassen. In jeder der oben nach den Fig. 7(a) bis 7(c) beschriebenen Schaltungen wird ein dem Eingangsstrom proportionaler Strom an der Ausgangsklemme Iou, abgegriffen.

GKonstant-Spannungs-Betriebsverfahren

Bei dem in Fig. 8 beschriebenen Konstant-Spannungs-Betriebsverfahren ist die Konstant-Strom-Quelle 21 der Fig. 5 und 6 durch eine Schreib-Konstant-Spannungsquelle 31 und eine Lösch-Konstant-Spannungsquelle 32 ersetzt, welche mit der Gegenelektrode 3 und auch, und zwar über einen Umschalter 33, mit der Anzeigeelektrode oder dem Segment 2 verbunden ist, welcher Umschalter zum Umschalten zwischen den Stellungen W = Schreiben, M = Speichern und E = Löschen dient. Es ist hier festzuhalten, dass die Schreibspannung Vw der Spannungsquelle 31 nicht unbedingt der Löschspannung Ve der Spannungsquelle 33 entsprechen muss. Obschon die Schreib-Spannungsquelle 31 und die Lösch-Spannungsquelle 32 in Fig. 8 als separate Spannungsquellen gezeigt sind, kann auch die in Fig. 9 gezeigte Schaltung angewandt werden, in welcher durch eine Spannungsteilerschaltung eine niedrigere Spannung von einer höheren Spannung der Konstant-Spannungsquelle 34 abgegriffen wird, und in welcher Schaltung der Polaritätswechsel durch einen Umschalter 33' erzielt wird.

Beim oben beschriebenen Betriebsverfahren muss auch eine höhere Spannung aufgedrückt werden, wenn das Laden und das Entladen der Gegenelektrode 3 nicht glatt erzielbar ist. Somit besteht die Gefahr von Nebenerscheinungen. Indessen ist das Konstant-Spannungs-Betriebsverfahren vorteilhaft,

wenn ein geringer Leistungsbedarf von Interesse ist, wie dies bei batteriegespeisten EC-Anzeigen in elektronischen Einrichtungen der Fall ist. Zudem ist die Schaltung einfach im Vergleich mit derjenigen nach dem früher beschriebenen Kon-stant-Potential- und dem Konstant-Strom-Betriebsverfahren, bei welchen die Stromquellen am stärksten belastet sind.

Das Konstant-Spannungs-Betriebsverfahren ist jedoch dann nachteilig, wenn für die Anzeigeelektrode das gleiche EC-Material wie für die Reaktionssubstanz auf der Gegenelektrode verwendet wird. Dann hängt die Färbungsintensität der Anzeigelektrode 2 von der Färbungsintensität der Gegenelektrode 3 ab, auch wenn die gleiche Treiberspannung angelegt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb in der Schaffung einer verbesserten elektrochromen Anzeigeeinrichtung und eines verbesserten Betriebsverfahrens für eine solche Einrichtung. Weiterhin sollen die oben beschriebenen Ungleichmässigkeiten der Farbintensität der Anzeige vermieden werden, wobei durch eine einfache Schaltung eine stabile Arbeitsweise erzielt werden soll. Eine weitere Bedingung ist eine niedrige Betriebsspannung und ein geringer Energieverbrauch, um die Einrichtung vorzugsweise als Anzeigemittel in batteriegespeisten elektronischen Geräten und dergleichen einsetzen zu können. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Schaffung einer elektrochromen Einrichtung der eingangs genannten Art, deren Merkmale sich aus der Kennzeichnung des Anspruchs 1 ergeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teildarstellung einer elektrochromen Anzeigezelle, wie bereits beschrieben und in Verbindung mit einer auch bei der Erfindung angewandten Treiberschaltung verwendbar,

Fig. 2 ein elektrisches Schema für das bereits beschriebene konventionelle Konstant-Potential-Betriebsverfahren einer elektrochromen Anzeigeeinrichtung,

Fig. 3 ein Ausführungsmuster für den Aufbau einer Anzeigesegmente verwendenden Anzeigeeinrichtung,

Fig. 4 eine Graphik zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Gleichgewichtspotential von Anzeigeelektroden und dem Absorptionsvermögen von EC-Materialien,

Fig. 5 ein elektrisches Schema für das bereits beschriebene konventionelle Konstant-Strom-Betriebsverfahren einer elektrochromen Anzeigeeinrichtung,

Fig. 6 ein modifiziertes elektrisches Schema des Schemas nach Fig. 5,

Fig. 7(a) bis 7(c) elektrische Schemata von Beispielen konventioneller Konstant-Strom-Quellen, die in den Schaltungen nach den Fig. 5 und 6 verwendbar sind,

Fig. 8 ein elektrisches Schema einer weitern, ebenfalls bereits beschriebenen elektrochromen Anzeigeeinrichtung,

Fig. 9 ein ähnliches Schema wie Fig. 8, jedoch teilweise modifiziert,

Fig. 10 ein elektrisches Schema einer Schaltung für den Betrieb einer elektrochromen Anzeigeeinrichtung gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 11 eine Graphik zur Darstellung der Beziehungen der Potentiale an entsprechenden Elektroden und des Absorptionsvermögens des EC-Materials beim erfindungsgemässen Verfahren.

In der folgenden Beschreibung sind gleiche Teile in den Zeichnungen überall mit den gleichen Referenznummern bezeichnet.

Vorerst wurde das beim erfindungsgemässen Betriebsverfahren verwendete EC-Material wie folgt vorbereitet:

Auf einem Substrat aus Natronglas ImCh wurde durch Elek-tronenstrahlbedampfung eine Schicht von 2000 Â für die Bildung einer transparenten Schicht aufgebracht. Der spezifische Flächenwiderstand betrug 20 Ohm. Anschliessend wurde WO3 aus EC-Material durch thermische Verdampfung bei einer Substrattemperatur von 350 °C in einer Schichtdicke von 5000 Â und bei 10 À pro Sekunde unter einem Umgebungsdruck von 5 x 10"4 torr unter Abgabe von O2 aufgetragen. Das WO3 wurde für die Gegenelektrode über die ganze Substratoberfläche auf4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

619552

gedampft, während für die Anzeigeelektrode 2 eine Maskenauf-dampfung für die die Segmentabschnitte deckende Partie erfolgte. Die ImCb-Oberfläche wurde anschliessend durch ein bekanntes Photoätzverfahren in die Einzelsegmente unterteilt, wobei eine Lösung von FeCh in HCl verwendet wurde. Hierauf wurden Ableitungsabschnitte der Segmente durch Siebdruck mit einer Expoxiharzschutzschicht versehen. Die so vorbereiteten Substrate für die Gegenelektrode 3 und die Anzeigeelektrode 2 wurden hierauf durch Abstandhalter aus Glasstäbchen von 1 mm2 Querschnitt miteinander verbunden, wobei Elektrolyt in den Spalten zwischen den Elektroden 2 und 3 vorhanden war. Der verwendete Elektrolyt bestand aus einer Mischung von BaSOt zur Erzeugung eines weissen Hintergrundes mit einer Lösung, die durch Auflösen von LiCICh in «Cellosolvat-Acetat» (CH3 COOC2 H4OC2H5) [Handelsname des Herstellers UCC Company, USA] hergestellt wurde, bei einem Gewichtsverhältnis von 1 :1 und einer Konzentration von 1,0 Mol pro Liter, und anschliessendem Kneten der Mischung in pastenähnliche Form. Im vorliegenden Fall bestand der Grund zur Verwendung eines weissen Hintergrundes darin, dass die Verfärbung der Gegenelektrode 3 von der Anzeigeelektrode 2 her unsichtbar wurde, und auch zur Verbesserung der Kontrastverhältnisse beim «Beschreiben» mit derselben Ladungsmenge. Dabei standen bei konstanter Ladungsdichte die logarithmischen Werte der Kontrastverhältnisse zwischen durchscheinenden Anzeigetypen, den spiegelnd reflektierenden Anzeigetypen und den diffus reflektierenden Anzeigetypen etwa in einem Verhältnis von 1 :2 :2,5-3 zueinander, wobei das Kontrastverhältnis als Verhältnis des Lichtdurchlasses oder der Reflektion zwischen dem gefärbten und dem gelöschten (nicht gefärbten) Zustand zu verstehen ist. Aus Obigem geht hervor, dass der diffus-reflektierende Anzeigetyp einen ausgeprägteren Kontrast liefert als die durchscheinenden oder die spiegelnd reflektierenden Anzeigetypen. Hier ist auch festzuhalten, dass bei diffuser Reflektion das Kontrastverhältnis entsprechend der Reflektionscharakteristik der diffus reflektierenden Oberfläche variiert.

In Fig. 10 ist eine Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemässen Betriebsverfahrens gezeigt, in welcher Schaltung eine wie oben beschrieben hergestellte EC-Zelle betrieben wird. Der negative Pol einer Konstant-Spannungs-Quelle 34' ist mit der Gegenelektrode 3 und dem Schreib-Kontakt W verbunden, während der positive Pol der genannten Spannungsquelle über einen Segmentwählschalter 33" mit einem Segment 2 verbunden ist. Jeder Wählschalter 33" ist zwischen einem Löschkontakt E und einem Schreibkontakt W hin und her schaltbar. Das die Schaltung nach Fig. 10 benützende erfin-dungsgemässe Betriebsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte positive Spannung V der Konstant-Span-

nungs-Quelle 34' an die nichtgewählten Segmente angelegt ist, um diese im farbgelöschten Zustand zu halten, während sich die Gegenelektrode 3 im eingefärbten Zustand befindet. Wenn nun der Umschalter 33" so geschaltet wird, dass sich ein bestimm-5 tes Segment auf dem gleichen Potential wie die Gegenelektrode 3 befindet, färbt sich das betreffende Segment sofort auf die gleiche Farbintensität wie die Gegenelektrode 3. Ist die Fläche der Gegenelektrode 3 mehrere Male so gross wie die der Anzeigefläche der Segmente, so kann der durch die Anzahl 10 ausgewählter Segmente hervorgerufene Unterschied der Farbintensität vernachlässigt werden. Es ist zu bemerken, dass auch bei kontinuierlichem Anliegen der Löschspannung V an nichtgewählte Elemente der Energiekonsum unbedeutend ist, weil der nach dem Löschen fliessende Reststrom sehr klein ist. Ein 15 solcher Reststrom ist auf einen Wert begrenzt, der die Entfärbung der Gegenelektrode 3 infolge Leckstroms und Restsauerstoff usw. im Elektrolyt kompensiert.

Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen dem Absorptionsvermögen und den Gleichgewichtspotentialen bezüglicher Elek-20 troden. In dieser Figur ist das Schwellpotential mit Elh, das Potential der Gegenelektrode 3 durch Ec, die Potentiale der gefärbten Segmente mit Eein und der gelöschten mit Eaus, und schliesslich die Spannung der Konstant-Spannungs-Quelle mit V bezeichnet. Bei den durch die Erfinder durchgeführten Ver-25 suchen wurde gefunden, dass die bevorzugte Spannung der Konstant-Spannungs-Quelle im Bereich von 2 bis 3 Volt liegt, bei einer Ansprechzeit für Schreiben und Löschen unter 300 ms. und einem Kontrastverhältnis von über 5:1. Die Lebensdauerevaluation erstreckt sich auf über 106 Zyklen. Gleichzei-30 tig wurde gefunden, dass der Reststrom nach dem Löschen unter 10 (iAmp. pro cm2 Elektrodenfläche bei 2,5 Volt lag. Es ist zu bemerken, dass das früher erwähnte Kontrastverhältnis das Verhältnis der integrierten Intensität bei diffus reflektiertem Licht in gefärbtem Zustand zu demjenigen in ungefärbtem 35 Zustand betrifft, wenn monochromatisches Licht von 590 nm Wellenlänge senkrecht auf die Oberfläche der Anzeigeelektrode auftrifft.

Zu bemerken ist weiterhin, dass bei dem anhand der Fig. 10 und 11 beschriebenen erfindungsgemässen Betriebsverfahren ■io ein gleichwertiger Effekt erzielt wird wie beim Reduzieren der Schreibspannung auf 0 bei dem anhand der Fig. 8 beschriebenen Konstant-Spannungs-Betriebsverfahren. Zusätzlich kann beim genannten erfindungsgemässen Betriebsverfahren die Anzahl der Segmentumschalter reduziert werden, und es ist 45 nur eine einzige Konstant-Spannungs-Quelle erforderlich, während die Gleichmässigkeit der Färbung in vorteilhafter Weise erreichbar ist. Es ergibt sich somit eine bemerkenswerte Vereinfachung des Aufbaus bei einer vorzüglichen Leistungsverbesserung.

G

4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

619552 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrochrome Anzeigeeinrichtung, umfassend in der Form einer elektrochromen Anzeigezelle: eine elektrochromes Material enthaltende Gegenelektrode (3), eine Anzahl Anzeigeelektroden (2), die ein elektrochromes Material von bestimmter Färbung im erregten Zustand enthalten, Mittel (5) zum Einstellen eines bestimmten Abstandes zwischen der Gegenelektrode (3) und den Anzeigeelektroden (2), einen zwischen die Gegenelektrode (3) und die Anzeigeelektrode (2) angeordneten Elektrolyten (6), und mit dem Elektrolyten in Berührung stehende lichtundurchlässige Mittel (8) zum Bedek-ken des Gegenelektrodenbereichs ausserhalb der Anzeigeelektrodenbereiche, gekennzeichnet durch eine Konstant-Span-nungsquelle (34') zur Erregung der Anzeigemittel, ein Schaltmittel (33"), welches die zu färbenden der Anzeigeelektroden (2) auf das gleiche Potential bringt wie die Gegenelektrode und die zu löschenden der Anzeigeelektroden (2) an eine bestimmte, bezüglich der Gegenelektrode (3) positive Spannung legt, wobei die Gegenelektrode in ihrem gefärbten Zustand verbleibt.

2. Elektrochrome Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Gegenelektrode ein Vielfaches der Anzeigefläche der Anzeigeelektroden beträgt.

3. Elektrochrome Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige-Elektroden (2) als Segmente einer Digitalanzeige gestaltet sind, dass die Kon-stant-Spannungsquelle (34') Bestandteil einer Treiberschaltung zur Speisung der Anzeigezelle ist, in welcher Schaltung der negative Pol der Konstant-Spannungs-Quelle sowohl mit der Gegenelektrode (3) verbunden ist als auch über einen Schreibkontakt (W) der Schaltmittel (33") mit den Anzeigeelektroden (2) verbindbar ist und der positive Pol der Konstant-Spannungs-Quelle (34') über einen Löschkontakt (E) der Schaltmittel mit den Anzeigeelektroden (2) verbindbar ist, um die zu färbenden Anzeigeelektroden auf das Potential der Gegenelektrode zu bringen und die zu löschenden Anzeigeelektroden an eine bezüglich der Gegenelektrode positive Spannung zu bringen.

4. Elektrochrome Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel ein Umschalter (33") ist.

5. Elektrochrome Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel ein Halbleiterschalter ist.

6. Verfahren zum Betrieb der elektrochromen Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die zu färbenden der Anzeigeelektroden (2) auf das Potential der Gegenelektrode (3) bringt, und dass man die zu löschenden der Anzeigeelektroden auf ein bestimmtes, bezüglich der Gegenelektrode positives Potential bringt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das an den zu löschenden Anzeigeelektroden liegende positive Potential so lange an diese Elektroden angelegt bleibt, bis eine neue Anzeigeinformation durch die Schaltmittel (33") eingegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das bestimmte positive Potential zwischen zwei und drei Volt liegt.