CH625073A5 - - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Betrieb von elektrophoretischen Anzeigeelementen, dadurch gekennzeichnet, dass dem Anzeigesignal,ein Wechselspannungssignal überlagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Wechselspannungssignals so hoch gewählt wird, dass die von diesem Signal verursachten Schaltvorgänge für den Betrachter nicht mehr wahrnehmbar sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Wechselspannungssignals ^20 Hz ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselspannungssignal einen sinusförmigen, dreieckförmigen oder einen rechteckförmigen Spannungsverlauf aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselspannungssignal aus einzelnen Wellenzügen besteht (Fig. 3e), wobei die Dauer eines Wellenzuges mindestens gleich der Schaltzeit der Pigmente ist und der Anfang eines Wellenzuges zusammenfält mit der Änderung des jeweiligen Schaltzustandes.

Die Wirkungsweise elektrophoretischer Anzeigeelemente ist ausführlich von I. Ota, J. Ohnishi und M. Yoshiyama (Proc. IEEE, Vol. 61 (1973), S. 832-836) beschrieben worden. Bei Verwendung solcher Anzeigeelemente werden nach einiger Zeit Agglomerationen der Pigmentteilchen beobachtet, beispielsweise in der Form von Rastern. Die einzelnen Rasterpunkte bestehen aus einer Vielzahl von Teilchen, von denen nur ein Teil, nämlich die an der Peripherie - und nach längerem Betrieb nicht einmal diese - schalten, d.h. bei Umkehr des äusseren elektrischen Feldes zur anderen Elektrode wandern. Durch die deutlich sichtbare Rasterung (der Abstand der einzelnen Rasterpunkte liegt beispielsweise zwischen 0,5 und 2 mm) oder andersartige Agglomerationen wird der Gesamteindruck der Anzeige wesentlich beeinträchtigt und der Kontrast zwischen Flächenelementen mit verschiedenen Schaltzuständen wesentlich verringert.

Von Herstellern derartiger elektrophoretischer Anzeigeelemente ist bereits vorgeschlagen worden, beim Auftreten sichtbarer Agglomerationen der Pigmentteilchen die Anzeigeelemente für eine Weile mit einer rechteckförmigen Wechselspannung von beispielsweise 1 Hz und 150 Vss zu betreiben. Ein derartiges Verfahren erfordert indessen eine Unterbrechung des Anzeigebetriebes. Überdies wird die störende Rasterbildung nur für einen relativ kleinen Zeitabschnitt beseitigt

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb von elektrophoretischen Anzeigeelemente anzugeben, bei dem störende Rasterbildungen oder Agglomerationen der Pigmentteilchen weitgehend verhindert werden, ohne dass der Anzeigebetrieb unterbrochen werden muss, so dass der Kontrast und der Gesamteindruck der Anzeige wesentlich besser sind, als bei bekannten Anordnungen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dem Anzeigesignal ein Wechselspannungssignal überlagert wird.

Vorzugsweise wird die Frequenz so hoch gewählt, dass die von dem Wechselspannungssignal verursachten Schaltvorgänge für den Betrachter nicht mehr wahrnehmbar sind. Dies ist für Frequenzen grössen als 20 Hz der Fall.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass durch diese Massnahmen nicht nur die Rasterbildung ausbleibt und damit der Kontrast der Anzeigeelemente sehr hoch ist, sondern dass die Umschaltgeschwindigkeit von einem in den anderen

Zustand (z.B. von gelb nach blau) wesentlich schneller erfolgt, als bei nach bekannten Verfahren betriebenen Anzeigeelementen. Ausserdem ergab sich eine Erhöhung der Lebensdauer derart betriebener elektrophoretischer Anzeigeelemente.

Weder der Amplitudenverlauf noch die Amplitudenhöhe des Wechselspannungssignals sind kritisch. Es konnten mit Erfolg sowohl sinusförmige als auch rechteckige und dreieck-förmige Signale verwendet werden. Die Amplitudenhöhe des Wechselspannungssignals konnte kleiner oder auch grösser als die Amplitudenhöhe des Anzeigesignals sein, sie konnte auch gleich hoch sein. Uw ist vorzugsweise von derselben Grössen-ordnung wie UA. Weitere Einzelheiten ergeben sich aus dem nachfolgend anhand von Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Anordnung, bestehend aus einem Anzeigeelement und einer Ansteuerungsvorrichtung;

Fig. 2a und 2b den Aufbau eines Anzeigeelementes gemäss Fig. 1, das mit Hilfe des neuen Verfahrens betrieben wurde; und

Fig. 3a bis 3e den zeitlichen Verlauf eines Anzeigesignals, UA, sowie unterschiedliche Wechselspannungssignale, Uw, und aus diesen beiden resultierende Treibersignale UT.

Das in Fig. 1 mit 1 bezeichnete elektrophoretische Anzeigeelement wird über eine dreiteilige Ansteuerungsvorrichtung, 2,3,4 betrieben. Dabei werden das Anzeigesignal UA durch einen Generator 2, und das zu überlagernde Wechselspannungssignal Uw durch einen Generator 3 erzeugt. Beide Signale werden dann in einem Modulator 4 zu dem resultierenden Treibersignal UT zusammengesetzt und über die entsprechenden Anschlüsse 12,13,14 des Anzeigeelementes 1 diesem zugeführt. Zwischen Modulator 4 und Generator 3 ist ein Schalter 5 angeordnet.

Das in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Anzeigeelement kann beispielsweise als eine Zelle mit Gelb-Blau-Anzeige mit zwei gleichgrossen, kontrastierenden Flächenelementen ausgeführt werden.

Fig. 2a und 2b stellen eine derartige Zelle detailliert dar. Sie besteht aus einer unteren Glasplatte 6 mit durchgehender transparenter Elektrode 7 und einer oberen Glasplatte 8 mit zweigeteilter transparenter Elektrode 9 und 10, die insgesamt etwa die gleiche Fläche wie die Elektrode der unteren Glasplatte einnimmt. Mit Hilfe eines durchgehenden Streifens Glaslot 11 auf den Rändern der Glasplatten 6 und 8 sind diese so zusammengefügt, dass sich die Elektroden im Inneren der Zelle einander gegenüber befinden und dass die eine Platte so gegen die andere versetzt ist, dass sich die elektrischen Anschlüsse 12, 13 und 14 der Elektroden 9,7 und 10 ausserhalb des Glaslotsteges 11 befinden. In der Zelle selbst befindet sich eine Suspension 15, die aus folgenden Bestandteilen aufgebaut ist:

1,5 Gewichtsteile Hansagelb der Farbwerke Hoechst AG, Frankfurt am Main.

19 Gewichtsteile Lösungsmittelgemisch, bestehend aus Tetrachlorkohlenstoff und 1,1,2-Trichlortrifluoräthan der Fluka AG, Buchs SG.

0,03 Gewichtsteile Fettblau B der Farbwerke Hoechst AG, Frankfurt am Main.

In dieser Suspension 15 sind die Pigmentteilchen (Hansagelb) negativ geladen.

Zwischen die Anschlüsse 12 und 14 wurde zunächst ein - in Fig. 3a dargestelltes - rechteckförmiges Anzeigesignal UA, gelegt. Die Amplitude des Signals, UA, betrug 80 V, die Frequenz 0,5 Hz. Der Anschluss 13 diente als Nulleiter. Liegt nun beispielsweise am Anschluss 12 eine positive Spannung, so wandern die negativen Teilchen der Suspension 15 an die Elektroden 9 und das von dieser Elektrode bedeckte Flächenelement erscheint von oben betrachtet gelb. Da in diesem Fall die Elektrode 7 gegenüber der Elektrode 10 ebenfalls ein positives Potential aufweist, wandern im Bereich unterhalb der Elektrode 10 die negativen Teilchen zur Elektrode 7. In dem

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Bereich der Elektrode 10 erscheint das entsprechende Flächenelement daher von oben betrachtet blau, da man in diesem Fall nur die durch den Farbstoff intensiv angefärbte Lösung sehen kann, aus der die negativen Pigmentteilchen nach der vom Betrachter weggewandten Elektrode angewandert sind.

Bereits nach fünf Minuten Dauerbetrieb dieser Zelle war eine rasterförmige Ablagerung von nicht «schaltenden» Teilchen auf den Elektroden 7,9 und 10 von aussen sichtbar. Dem Anzeigesignal UA wurde daraufhin das in Fig. 3b gezeigte, ebenfalls rechteckförmige Wechselspannungssignal Uw überlagert, indem Schalter 5 (Fig. 1) geschlossen wurde, so dass sich das in Fig. 3c schematisch dargestellte Treibersignal Ut ergab. Die Amplitude des Signals Uw betrug 80 V, die Frequenz 50 Hz.

Innerhalb weniger Minuten trat eine deutliche Verbesserung des Aussehens der Zelle in jedem der beiden Schaltzustände, die durch das Signal UA vorgegeben sind, ein. Schliesslich war das Flächenelement der Anzeige, dessen obere Elektrode nach Anlegen des Signals UA positives Potential aufwies, gleichförmig gelb, und das andere, dessen obere Elektrode auf negativem Potential lag, gleichförmig dunkelblau. Der Kontrast und die Schaltgeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit mit der die elektrophoretisch wandernden Pigmentteilchen einem Wechsel des Signals UA folgen, waren gegenüber dem Betrieb ohne überlagerte Wechselspannung Uw deutlich verbessert. Die Zelle konnte nunmehr ohne sichtliche Veränderung mehrere Tage lang ununterbrochen mit den angegebenen Signalgrössen betrieben werden. Eine Rasterung trat überhaupt nicht erst auf, wenn die Zelle von vornherein mit einem Signal UT, wie es in Fig. 3c schematisch gezeigt ist, betrieben 5 wurde.

Es hat sich gezeigt, dass die Zelle auch mit Frequenzen <50 Hz des Signals Uw mit gutem Erfolg betrieben werden kann, und zwar bis zu Frequenzen von etwa 5 Hz. Allerdings wird ab etwa 10 Hz im Moment des Schaltens von einem Anzei-i° gezustand in den anderen - auch bei Amplituden UW<UA - ein Flimmern erkennbar, das auf die Gegenwart des Signals Uw zurückzuführen ist.

Die Wechselspannung Uw kann auch aus einzelnen Pulsen bestehen - wie in Fig. 3d wiedergegeben - oder verschieden 15 lange Perioden in der positiven und negativen Richtung haben. Ferner ist eine Form der Wechselspannung möglich, wie sie in Fig. 3e dargestellt ist. Vorzugsweise fällt dabei durch entsprechende Funktionsweise des Modulators 4 der Anfangspunkt s mit dem Zeitpunkt der Änderung des Schaltzustandes des 20 Anzeigesignals UA (vgl. Fig. 3a) zusammen. Diese Ausführungsart kommt vor allem dann in Frage, wenn auch das Anzeige-signaIUA nach Änderung des Anzeigezustandes wieder auf Null zurückgeht, da elektrophoretische Bauelemente ihren Anzeigestand über längere Zeit hinweg auch ohne angelegte Spannung 2- halten können.

G

2 Blatt Zeichnungen