DE2756763C2 - Elektrochromes Datensichtgerät - Google Patents
Elektrochromes DatensichtgerätInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, wie sie dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu
entnehmen ist. Eine elektrochrome Anzeigetafel enthält im allgemeinen eine Anzahl von Anzeigeelektroden
sowie eine Gegenelektrode, wobei erstere zur Ermöglichung einer Auswahl in Gruppen gruppenweise
miteinander elektrisch in Verbindung stehen, und Schaltmittel sowohl zur Auswahl einer Anzahl der
genannten Anzeigeelektroden als auch zur Erzeugung einer Anzeige auf denselben durch Bildung eines
sichtbaren Farbniederschlages. Eine derartig ausgelegte Anzeigetafel läßt sich der US-PS 39 50 936 entnehmen.
Es ist jedoch nicht zu entnehmen, daß das elektrochrome Material eine elektrochrome Lösung ist. wie im
Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt
In der britischen Patentschrift Nr. 13 76 399 wird eine elektrochrome Lösung, nämlich Viologen, als geeignetes,
elektrochromes Material vorgeschlagen, und zwar insbesondere Heptyl-Viologen-Dibromid, das im gelösten
Zustand farblos ist, bei Durchgang eines elektrischen Stromes jedoch auf der Anzeigeelek'.rode einen
ίο purpurfarbigen Niederschlag hinterläßt. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Material beschränkt
In einem weiteren allgemein gebräuchlichen Typ von elektrochromen Bildanzeigegeräten sind beispielsweise
zahlreiche punktförmige Elektroden in Zeilen und Spalten angeordnet, um auf diese Weise eine Matrixanzeigevorrichtung
vorzusehen, die punktweise, z. B. über integrierte MOS-Bauelemente angesteuert werden
kann, wie es der DE-OS 25 49 912 zu entnehmen ist Ein ausgewähltes, anzuzeigendes Bild wird im allgemeinen
dadurch erzeugt, daß man Strom an ausgewählte Anzeigeelektroden legt, wobei das Bild durch ein
Muster von gefärbten Punkten gebildet wird. Zur Auswahl und gegenseitigen Isolation von bzw. der
Anzeigeelektroden gehört zu jeder Elektrode ein elektronischer Schalter mit drei Anschlüssen, beispielsweise
ein Transistor. Die gesamten Steuerelektroden der Schalter, die zu den entsprechenden Zeilen der
Anzeigeelektroden gehören, sind mit entsprechenden Zeilenleitern verbunden. Die Anzeigeelektroden einer
jeden Spalte sind parallel über ihre entsprechenden Schalter und einen Spaltenleiter mit Treiber- und
Auswahlschaltungen für diese Spalte verbunden.
Diese Parallelverbindung von Anzeigeelektrodcn in Gruppen in einer elektrochromen Bildanzeige wirft das
Problem auf, das durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll. Eine derartige Anzeigeelektrodengruppe
kann durch sämtliche Anzeigeelektroden einer Spalte der Anzeigetafel oder auch durch irgendeine andere
zweckmäßige Gruppenzusammenfassung von Elektroden gebildet sein. Gruppen von Anzeigeelektroden
können somit so zusammengeschaltet werden, daß ausgewählte Buchstaben oder Zahlen angezeigt werden,
indem man jeweils die betreffenden Elektroden der
■»5 angeschlossenen Gruppe auswählt. Eine rechteckige
Matrixanordnung von 7x9 punktförmigen Anzeigeelektroden
beispielsweise kann eine Zeichenstelle sein, wobei alle Elektroden über entsprechende Transistorschalter
mit einer gemeinsamen Treiberschaltung verbunden sind. Die Transistorsteuerelektroden können
an eine Auswahlschaltung so angeschlossen werden, daß Buchstaben oder Zahlen dadurch optisch angezeigt
werden, weil die gewählten Anzeigeelektroden sich aufgrund der Erregung der gewählten Steuerelektroden
verfärben.
Wie in der britischen Patentschrift 13 76 399 beschrieben,
wird der Farbstoff an der als Kathode wirkenden Anzeigeelektrode durch Reduktion von farblosem
Viologen gebildet. Der umgekehrte Vorgang, nämlich Oxidation, läuft an der Gegenelektrode, der Anode, ab.
Die Bildung des Farbstoffes an einer Anzeigeelektrode wird Schreiboperation genannt, und die Entfernung
dieses Stoffes durch Oxidation nennt man Löschoperation. Eine Farbstoff tragende Anzeigeeiektrode wird als
beschrieben bezeichnet.
Wenn eine Anzeigeelektrode beschrieben wird, wird eine ausreichend starke Ladung zum Niederschlagen
einer deutlich sichtbaren Farbstoffschicht aufgebracht.
Dazu gehört das Überziehen der Elektrode mit größenordnungsmäßig zehn Molekularschichten des
Farbstoffes, weil ein oder zwei Schichten noch nicht sichtbar sind. Nebenbei sollte erwähnt werden, daß ein
elektrochromes Bildanzeigegerät besonders für Bildanzeigen mit variabler Helligkeit geeignet ist. Der
Einfärbungsgrad einer Elektrode läßt sich genau steuern, da die Menge des niedergeschlagenen Farbstoffes
an einer Elektrode von der der Elektrode zugeführten Ladungsmenge abhängig ist. Eine beschriebene
Elektrode steht auf einem wohl definierten Potential, gegeben durch die Nernst-Gleichung:
E = E0 + k - In (p/c)
worin £0 und k konstant sind, cdie Grundkonzentration
des elektrochromen Materials in der eiektrochromen Lösung und ρ der Anteil der von der niedergeschlagenen
Schicht überzogenen Elektrode ist. Daraus folgt, daß E einen Höchstwert erreicht, wenn die Elektrode
ganz überzogen ist und sich nicht ändert, auch dann, wenn weiterer Farbstoff auf der Elektrode niedergeschlagen
wird. Im Gegensatz dazu steht die nicht beschriebene Elektrode auf einem Undefinierten Potential,
das kleiner ist als Eund durch die Komponenten des Elektrolyten bestimmt wird.
Zwischen einer beschriebenen und einer nicht beschriebenen Elektrode besteht somit eine Potentialdifferenz.
Zwischen den in einer Gruppe über elektronische Schalter zusammengefaßten Elektroden
findet eine Ladungsübertragung von beschriebenen zu jo nicht beschriebenen Elektroden trotz des jeweils durch
die elektronischen Schalter jeweils bereitgestellten Widerstands statt. Die Ladungsübertragung setzt sich
fort, bis die nicht beschriebenen Elektroden eine Mono-Molekularschicht aus elektrochromem Material
tragen und das Potential zwischen den beschriebenen und den nicht beschriebenen Elektroden ausgeglichen
ist. Wenn Ladung von den beschriebenen Elektroden abgeführt wird, dann wird der Farbstoff dieser
Elektroden in die Lösung zurückgeführt. Obwohl mononiolekulare Schichten elekirochromen Materials
auf unbeschriebenen Elektroden unsichtbar sind, hat der Ladungsverlust, der auch Ladungsausgleich genannt
wird, die unerwünschte Wirkung, die durch beschriebene Elektroden bereitgestellte Anzeige zu bleichen. Das
Ausmaß dieses Bleichens ist nicht konstant, da es vom Zahlenverhältnis beschriebener /u unbeschriebener
Anzeigeelektroden in einer Gruppe abhängt. Wenn /.. B. 1000 Anzeigeelekiroden mit gleicher Fläcne in einer
Gruppe zusammengefaßt sind, 50 nC/cm- zum Niederschlagen einer Monoschicht elektrochromen Materials
gebracht werden und wenn 2,5 niC/cm- zum Schreiben einer Elektrode erforderlich sind, dann zeigt eine
einfache Rechnung, daß beim Beschreiben von weniger als 20 Elektroden infolge Ladungsausgleichs die hierbei
zugeführte Ladung abgeleitet wird, was schließlich zu einer unsichtbaren Monoschicht auf den betreffenden
beschriebenen Elektroden führt. Auch wenn mehr als 20 Elektroden beschrieben werden, reduziert der Bleicheffekt
den Kontrast zwischen beschriebenen und unbe- bO schriebenen Elektroden, insbesondere bei solchen
Elektrodengruppen, in denen nur wenige Elektroden beschrieben sind. Im allgemeinen wird natürlich ein
slarker Kontrast verlangt. Aus diesem Grunde werden in einer Anordnung, wie in »IEEE Transactions on b5
Electron Devices«, Bd. ED-22, 1975, Nr. 9, auf Seite 750
angegeben, FET-Bauelemente zur Ansteuerung jeweiliger
Matrix-Bildpunkte vorgesehen. Der jeweils hohe Widerstand derartiger Bauelemente im Auszustand
minimalisiert dabei zum Ladungsausgleich führende Leckströme.
Das Problem des Ladungsverlustes kann man auch aus der Sicht des Schaltungskonstrukteurs betrachten.
Um einen gewünschten Kontrast zwischen beschriebenen und unbeschriebenen Elektroden zu bekommen,
müßte man wissen, wieviele unbeschriebene Elektroden es in jeder Gruppe gibt, um die an zu beschreibenden
Elektroden zu liefernde Ladung zu bestimmen. Für eine vorgegebene Elektrodengruppe ändert sich die entsprechende
Anzahl aber von einem Anzeigebild zum anderen. Die Treiberschaltung müßte dann so präzis
steuerbar sein, daß sie dem sich entsprechend dem jeweils anzuzeigenden Bild ändernden Strombedarf zu
geaügen vermag. Durch eine solche Forderung jedoch werden Komplexität und Aufwand für eine derartige
Treiberschaltung stark erhöht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Ladungsverlust an beschriebenen Elektroden
eines elektrochromen Datensichtgeräts zu verhindern und dadurch die Bildanzeige zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst, wie es dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 zu
entnehmen ist.
Im wesentlichen wird dank der Maßnahmen gemäß der Erfindung beim Beschreibungsvorgang ein unsichtbarer,
dünner Überzug, bestehend aus dem Farbniederschlag, der an sich zur Anzeige, dann allerdings in
dickerer Auftragung, dient, auf alle nicht zur Anzeige ausgewählten Elektroden aufgebracht, während die
angesteuerten ausgewählten Elektroden dabei ihre Einfärbung in üblicher Weise erhalten. Damit wird in
vorteilhafter Weise erreicht, daß die Potentiale /wischen ausgewählten und nicht ausgewählten Elektroden
ausgeglichen sind. Einem Ladungsausgleich ist dabei die Grundlage entzogen, so daß der Anzeigekontrast
in wirksamer Weise erhalten bleibt. Dies beruht im wesentlichen auf der Tatsache, daß nur wenige Lagen
des Farbniederschlags auf den jeweiligen Elektroden, wie gesagt, unsichtbar bleiben. Unbeschriebene Elektroden,
die einen solchen unsichtbaren Farbüberzug aufweisen, werden als abgesättigte Leerstellen bezeichnet.
Vorteilhatte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erklärt, die ein Ausführungsbeispiel eines elektrochromen
Datensichtgerätes gemäß der Erfindung darstellt.
Die Bildanzeigetafel 1 besteht aus zwei Platten dielektrischen Materials, wie beispielsweise Glas, von
denen wenigstens eine transparent ist, und die sowohl in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet als
auch an den Kanten miteinander versiegelt sind. Sie bilden eine hermetisch abgeschlossene, mit einer
Lösung elektrochromen Materials gefüllte Kammer. Die transparente Platte trägt eine transparente
Gegenelektrode 2; beispielsweise eine dünne Oxidschicht, die mit einem auf einem geeigneten Potential
gehaltenen Anschluß 3 verbunden ist. Die andere Platte trägt eine Anordnung von Anzeigeelektroden 4 aus
Gold oder Platin oder einem anderen elektrochemisch neutralen Metall oder einer entsprechenden Melallegicrup'j.
Darstellungsgemäß sind die Anzeigcelektroden 4 punktförmig ausgebildet und in Zeilen und Spalten
angeordnet, was jedoch keinerlei Einschränkung der Erfindung darstellen soll. Der Einfachheit halber sind die
neun Anzeigeelektroden als in drei Zeilen und Spalten angeordnet dargestellt, in der Praxis würde ein
Datensichtgerät jedoch etwa 1000 Zeilen mit jeweils 1000 Anzeigeelektroden 4 enthalten, jede Anzeigeelektrode
4 ist durch die Trägerplatte hindurch mit einem entsprechenden elektronischen Schalter 5 verbunden,
der als Feldeffekttransistor dargestellt ist. Andere Transistortypen oder elektronische Schalter können
jedoch ebenso gut verwendet werden. Die Gate-Elektroden 6 der elektronischen Schalter 5, verbunden mit
den Anzeigeelektroden 4 derselben Zeile, sind gemeinsam an die entsprechenden Zeilenleiter 7 angeschlossen.
Die Zeilenleiter 7 sind mit entsprechenden bistabilen Kippschaltungen 8 eines Zeilenwahlregisters 9 verbunden.
Die Drain-Elektrode i0 eines jeden elektronischen Schalters 5 ist an die zugehörige Anzeigeelektrode 4
und die Source-Elektroden It der elektronischen Schalter 5 jener Anzeigeelektroden 4 derselben Spalte
sind gemeinsam an einen entsprechenden Spaltenleiter 12 angeschlossen. Das Potential eines jeden Spaltenleiters
12 wird durch eine Spaltentreiberschaltung 13 bestimmt. Die Schaltung 13 ist im Detail für nur eine
Spalte dargestellt. Die Spaltentreiberschaltung 13 spricht auf den Inhalt eines binären Schieberegisters 14
herkömmlicher Art an, das die seriell über Leitung 15 zugeführten Daten enthält. Die entsprechenden bistabilen
Stufen des Schieberegisters 14 sind mit der Spaltentreiberschaltung 13 verbunden.
Die allgemeine Arbeitsweise eines elektrochromen Datensichtgerätes wird anschließend beschrieben, ohne
noch dabei die Anwendung der vorliegenden Erfindung oder Einzelheiten der Spaltentreiberschaltung speziell
zu berücksichtigen.
Das Zeilenwahl-Register 9 arbeitet normalerweise als zyklisches Schieberegister aufgrund eines Signals an
einem Anschluß 16, durch das ein einzelnes Eincrbil zyklisch durch das Register 9 geschoben wird. Jeder
Zeilenleiter 7 ist verbunden mit einem Block mit der Beschriftung »1« der entsprechenden Stufe bzw.
Kippschaltung 8 des Zeilenwahlregisters 9. Das besagt, daß der entsprechende Zeilenleiter 7 erregt ist. wenn
eine Stufe im Einerzustand steht. Die Erregung eines Zeiienleiters 7 erregt wiederum die Gate-Elektroden
dieser Zeile, und das Erregersignal wird so gewählt, daß
die elektronischen Schalter 5 Strom leiten können. Der Umlauf des Einerbits im Register 9 läßt daher die
elektronischen Schalter 5 zeilenweise nacheinander schließen, wobei jeweils nur die elektronischen Schalter
einer Zeile geschlossen sind. Wenn die elektronischen Schalter einer Zeile geschlossen sind, werden die
bistabilen Kippschaltungen ;n der Spaltcntrciberscha!
tung 13 auf »I« oder »0« gesetzt und dadurch festgelegt.
ob Schreibsignale an die Spaltenleiter anzulegen sind oder nicht. Wenn z. B. nur die mittlere Anzeigeelektrode
einer Zeile zu aktivieren ist. wird nur die bistabile Kippschaltung in der mittleren Spaltentreiberschaltungseinheit
13 auf »1« gesetzt, die bistabilen Kippschaltungen
der anderen Einheiten dagegen werden auf »0« gesetzt. Die auf »1« stehenden bistabilen Kippschaltungen
leiten das Schreibsignal jeweils an den Spaltenleiter 12, an den die Spaltentreiberschaltungseinheit 13 mit
der bistabilen Kippschaltung angeschlossen ist. Das .Schreibsignal wird an die Anzeigeelektrode 4 in der
Zeile geleitet, deren elektronischer Schalter 5 geschlossen ist. Der Zustand der bistabilen Kippschaltungen
entspricht den im Schieberegister 14 gespeicherten Daten. Damit ergibt sich nachstehende Operationsreihenfolge:
Schieben der Daten in das Schieberegister 14, die definieren, welche Anzeigeelektroden der jeweiligen
Zeile zu beschreiben sind; Einstellen der bistabilen Kippschaltungen in den Spaltentreibereinheiten entsprechend
diesen Daten im Schieberegister 14 und gleichzeitiges Schließen der elektronischen Schalter 5
der Zeile, auf die sich die Daten beziehen, und schließlich Anlegen eines Schreibsignals an alle
Spaltentreibereinheiten 13. Diese Reihenfolge wird für alle Zeilen synchron mit dem Umlauf des Einerbits im
Zeilenwahlregister 9 wiederholt.
Zum Schreiben gehört, wie schon gesagt, der Niederschlag einer deutlich sichtbaren Schicht von
Farbstoff auf der betreffenden Anzeigeelektrode 4, und das führt dazu, daß diese Anzeigeelektrode 4 auf ein
wohldefiniertes Potential relativ zu einer nicht beschriebenen Anzeigeelektrode gebracht wird. Wenn aber
nichts zur Verhinderung geschieht, folgt anschließend ein Ladungsverlust mit dadurch bedingtem Abgang des
Farbstoffes von den beschriebenen Elektroden 4 zu den nicht beschriebenen Elektroden, die mit den beschriebenen
Elektroden parallel geschaltet sind. Dieser Ladungsabfluß ist beendet, wenn die Potentiale der
beschriebenen und der nicht beschriebenen Elektroden ausgeglichen sind, d. h. wenn wenigstens eine monomolekulare
Schicht des Farbstoffes auf den unbeschriebenen Elektroden niedergeschlagen ist.
Die Elektroden in den entsprechenden Spalten bilden Gruppen parallel geschalteter Elektroden, zwischen
3n denen eine den Leckwiderständen der elektronischen Schalter 5 entsprechende Ladungsübertragung stattfinden
kann. Die Erfindung verhindert einen Ladungsabfluß dadurch, daß auf jede Elektrode wenigstens eine
ein/ige molekulare Schicht des Farbstoffes nicdcrgcschlagen wird. Wo eine Anzcigeelektrodc beschrieben
werden soll, wird soviel Farbstoff in ausreichendem Maße niedergeschlagen, daß die betreffende Elektrode
klar zu erkennen ist. Eine nicht beschriebene Anzeigeelektrode trägt gemäß der Erfindung eine unsichtbare
Schicht des Farbstoffs, d.h. lediglich die Grundladung. Die Potentialdifferenz zwischen beschriebenen und
unbeschriebenen Elektroden ist damit Null, so daß kein
Ladungsverlust auftritt. Diese Grundladung wird aufgebracht, indem man ein Schreibsignal an entsprechende
Anzeigeelektroden während einer kürzeren Zeit anlegt, als es zur Erzeugung einer deutlich sichtbaren Schicht
des Farbstoffes nötig ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezielle Ausführung begrenzt. Zum Aufbringen
der Grundladung kann z. B. auch eine andere Stromquelle benutzt werden, als für den Schreibstrom,
indem ein Strom geringerer Stärke während des jeweiligen Zeitraumes angelegt wird, der zum Erzeugen
einer sichtbaren Schicht des Farbstoffes bei stärkerem Strom benötigt wird.
Jede Spaltentreibereinheit 13 umfaßt Schaltungen mit Feldeffekttransistoren zum Anlegen von Signalen für
das Schreiben, für das Aufbringen der Grundladung und für das Löschen an die zugehörigen Spaltenleiter 12, und
eine bistabile Kippschaltung 35 zum Speichern eines
von einer entsprechenden Stufe des Schieberegister 14 zugeführten Datenwertes. Jede Spaltentreiberschaltungseinheit
13 spricht auf Steuersignale auf allen diesen Einheiten gemeinsamen Steuerleitungen an. Diese
Signale sind: »AIIes-Löschen« auf Leitung 17. »wahlweises
Löschen« auf Leitung 18, »Negationssignal für Grundladung« auf Leitung 19 und »Datenladesignal«
- auf Leitung 20.
Elektrisches Potential mit einem zur Entfernung des
niedergeschlagenen Farbstoffes von den Anzeigeelekiroden
geeigneten Wert wird an die Sammelleitungen 21, 22 angelegt, die allen Spaltentreiberschaltungseinheiten
13 gemeinsam sind. Die Schreibsteuerung 23 besteht aus drei Transistoren, 24 bis 26, die zwischen ■>
Masse oder einem Referenzpotential und Leiter 27 parallel geschaltet sind, der seinerseits über einen
Transistor 28 mit dem Spaltenleiter 12 verbunden ist. Die Gate-Elektroden der Transistoren 24 bis 26 sind
entsprechend mit den Steueranschlüssen Wl bis W 3 verbunden.
Wenn der Transistor 28 leitet und einer der elektronischen Schalter 5 geschlossen ist, öffnen
Steuersignale an einem der Anschlüsse Wl bis W3eine Strombahn, die den Gegenelektrodenanschluß 3, den
Elektrolyten, die mit dem geschlossenen elektronischen Schalter 5 verbundene Anzeigeelektrode 4, den
Spaltenleiter 12, den Transistor 28 und einen oder mehrere Transistoren 24 bis 26 umfaßt. Die Stärke des
über diese Strombahn zu einem gegebenen Zeitpunkt fließenden Stromes und somit die Menge des auf der
Anzeigeelektrode 4 niedergeschlagenen Farbstoffes hängt davon ab, wieviele der Transistoren 24 bis 26
durch die Steuersignale über die Anschlüsse Wl bis W3 in den leitenden Zustand geschaltet werden. Die größte
Farbintensität ergibt sich, wenn alle drei Transistoren leiten und die geringste, wenn nur einer hiervon leitet.
Eine derartige Anordnung der Schreibsteuerschaltung bietet die Möglichkeit, eine Büdanzeige mit veränderlicher
Intensität bereitzustellen.
Der Transistor 28 wird durch das Potential an seiner Gate-Elektrode 29 gesteuert. Die Source-Elektrode
eines Transistors 30, der als Stromquelle wirkt, ist mit der Gate-Elektrode 29 und über die Transistoren 31 und
32 mit Masse verbunden oder an ein Referenzpotential gelegt. Die Drain-Elektrode des Transistors 30 ist mit
einem Anschluß 44 verbunden, an den ein Potential
angelegt wird, das dazu dient, den Transistor 28 in den leitenden Zustand zu schalten. Solange die Transistoren
31 und 32 nicht leiten, wird dieses Potential an die Gate-Elektrode 29 des Transistors 28 angelegt, wogegen
bei Leitung der Transistoren 31 und 32 das Potential an der Gate-Elektrode 29 derart ist, daß der Transistor
28 nicht leitet. Der Transistor 32 wird durch das Potential an seiner Gate-Elektrode 33 gesteuert, das
vom Knotenpunkt 34 der bistabilen Kippschaltung 35 bekannter Bauweise stammt. Der Schaltzustand der
bistabilen Kippschaltung 35 wird durch den Speicherzustand der entsprechend zugeordneten Schiebestufe des
Schieberegisters 14 gesteuert, das den Leitungszustand eines Transistors 36 durch Steuerung des Potentials
seiner G ate-Elektrode 37 bestimmt.
Der Klarheit wegen ist eine herkömmliche Rückstellschaltung nicht gezeigt. Transistor 36 und Transistor 38
sind zwischen Knotenpunkt 34 und Masse oder einem Referenzpotential in Serie geschaltet Die Gate-Elektrode
39 des Transistors 38 wird durch das Datenladesignal auf der Sammelleitung 20 gesteuert. Wenn dieses
hoch ist hängt der Zustand der bistabilen Kippschaltung davon ab, ob der Transistor 36 leitet oder nicht die
Potentiale der soeben beschriebenen Dateneingabeschaltung werden so gewählt daß bei Speicherung einer
Null in der bistabilen Kippschaltung 35, was anzeigt daß eine Schreiboperation nicht erforderlich ist das
Potential am Knotenpunkt 34 dann derart ist daß der Transistor 32 leitet Die Leitfähigkeit des Transistors 31
wird durch das Potential an der Gate-Elektrode 40 Besteuert Letzteres wird bestimmt durch das Potential
auf der Sammelleitung 19, das den Transistor 31 mit Ausnahme einer kurzen Zeitspanne, die Grundladungszeit
genannt wird, leitend macht. Während dieser Zeitspanne, in der der Transistor 31 nicht leitet, wird die
Gate-Elektrode 29 auf das Potential am Anschluß 44 gelegt, mit dem Ergebnis, daß der Transistor 28 leitet.
Zusammenfassend kann die Bilderzeugung wie folgt beschrieben werden. Eine Zeile von Anzeigeelektroden
wird gewählt. Wenn eine Anzeige an einer Elektrode in einer gegebenen Spalte der gewählten Zeile erzeugt
werden soll, dann führt der Knotenpunkt 34 der Spaltentreiberschaltung 13 dieser Spalte ein Potential,
so daß der Transistor 32 nicht leitet. Dann ist das Potential der Gate-Elektrode 29 dasjenige des Anschlusses
44, so daß durch den Transistor 28 Schreibsirom geleitet werden kann. Wenn andererseits
kein Bild erzeugt werden soll, liegt am Knotenpunkt 34 ein Potential, bei dem die Transistoren 31 und 32 unter
Steuerung durch das negierte Grundladungssignal leiten, ausgenommen während der Grundladungszeitdauer,
in der Transistor 31 nicht leitet. Hierbei wird der Transistor 28 eingeschaltet, um einen Schreibstrom
vorgegebener Größe während dieser Zeitspanne durchzulassen. Dieser Vorgang setzt sich mit der Wahl
der nächsten Zeile von Anzeigeelektroden entsprechend fort.
Der notwendige Strom zur Erzeugung einer sichtbaren Schicht von auf einer Anzeigeelektrode niederzuschlagendem
Farbstoff kann an sich in einem einzigen Vorgang geliefert werden, d. h. eine Zeile von
Anzeigeelektroden wird gewählt, ein zum Beschreiben der gewählten Elektroden dieser Zeile ausreichender
Schreibstrom angelegt und dann die nächste Zeile gewählt. Vorzugsweise jedoch wird der benötigte
Gesamtstrom mit mehreren gleichen Impulsen bereitgestellt. Dadurch ergibt sich eine kürzere Schreibdauer
und ein schrittweises Erscheinen der Anzeige. Werden η gleiche Impulse bereitgestellt, dann läßt man das
Zeilenwahlregister 9 entsprechend η mal umlaufen, um
jedesmal bei Wahl einer Zeile Mn des Gesamtschreibstromes an die gewählten Anzeigeclektroden zu liefern.
Bei einem derartig gepulsten Schreiben gibt es dann mehrere Möglichkeiten zur Erzeugung der Grundladung.
In einem ersten Verfahren wird die Bereitstcllungsperiode für die Grundladung gleichmäßig über die
η Schreibzyklen verteilt, wobei insgesamt Mn des
gesamten Schreibstromes für das Liefern der Grundladung an jede nicht gewählte Anzeigeelektrode vorgegeben
ist. Bei einem zweiten Verfahren wird die Grundladung nur in einem einzigen Schreibzyklus
geliefert, beispielsweise bei dem letzten der η Schreibzyklen. Auf alle Fälle wird jedoch vorausgesetzt,
daß die Dauer für das Aufbringen der Grundladung nicht größer ist als Mn der Gesamtschreibdauer.
Die Parameter der Schreiboperation hängen stark von Form und Topographie der Anzeigeelektroden ab.
Es wurde jedoch festgestellt daß eine Ladung von 2,5 mC/cm2 erforderlich ist, um eine Anzeige an einer
Elektrode zu erzeugen, wogegen eine Ladung von 200μΟαη2 als sogenannte Grundladung völlig ausreicht
Eine Zuführungsdauer für die Grundladung sollte daher etwa dem 0,08fachen einer vollen Schreibperiodendauer
entsprechen, wenn ein und dieselbe Stromquelle zur Verfugung steht Daraus folgt daß ein
kompletter Schreibimpuls zur Lieferung der Grundladung in jeden Zyklus eingepaßt werden kann, solange
nichrmehr als zehn Schreibzyklen vorliegen.
Um zur Erweiterung der Anwendungsmöglichkeit
des erfindungsgemäßen Datensichtgeräts Bildanzeigen mil veränderlicher Intensität, d.h. mit Graustufen, zu
bekommen, können die Transistoren 24 bis 26 gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wahlweise
so betrieben werden, daß sie unterschiedliche starke Ströme auf die Spaltenleiter 12 führen und somit
entsprechend verschiedene Ladungen an die Anzeigeelektroden 4 liefern. Um die während der Zuführungsdauer einer Grundladung, d. h. einer solchen zur Bildung
einer unsichtbaren Schicht, niedergeschlagene Ladungsmenge genau zu bestimmen, muß ein Strom bekannter
Stärke auf die Spaltenleiter übertragen werden. Es wird als Beispiel angenommen, daß zur Lieferung einer
Grundladung nur der Transistor 24 durch ein auf den Anschluß WI gegebenes Signal in den leitenden
Zustand geschallet wird. Um sicherzustellen, daß während dieses Zeitraums nur der Transistor 24 leitet,
ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Der Schaltzustand der bistabilen Kippschaltung 35 läßt sich
beispielsweise abfühlen, wobei jeweils ein Signal an W1 angelegt wird, sobald die bistabile Kippschaltung 35 auf
»0« steht. Zur praktischen Durchführung kann dafür gesorgt werden, daß ein Signal geeigneter Länge und
Taktierung dauernd auf den Anschluß W\ übertragen wird, daß Signale an die Anschlüsse W2 und W3 aber
nur dann gegeben werden, wenn die bistabile Kippschaltung 35 auf »!«steht.
Vorzugsweise jedoch wird der Zustand der bistabilen Kippschaltung 35 zur Steuerung der Schreibsignale
nicht abgefühlt, sondern es wird ein fester Ladungsbetrag auf jede Elektrode aufgetragen, der einer
Grundladung entspricht. Wo der Farbniederschlag jedoch sichtbar sein soll, wird Ladung in einer solchen
Stärke aufgebracht, daß sich die erforderliche Farbintensität einstellt. Der feste Ladungsbetrag wird während
der Zuführungsperiode der Grundladung bereitgestellt, so daß für diesen Zeitraum der zu liefernde Strom fest
vorgegeben ist, wobei es dann keine Rolle spielt, ob die betreffende Anzeigeelektrode nur eine der Grundladung
entsprechende unsichtbare Schicht tragen soll oder aber zur Übernahme einer sichtbaren Schicht von
Farbstoff vorgesehen ist.
Die Erzeugerschaltung für die Schreibsignale sind herkömmlicher Art und werden daher nicht im
einzelnen beschrieben. Ein Oszillator liefert eine Folge von Grundtaktimpulsen, die in an sich bekannter Weise
für die Schreibsignale unterteilt werden. Die Schreibsignale können so lang sein, daß eine Elektrode in einer
einzigen Operation beschrieben werden kann, oder sie können auch so getaktet sein, daß, wie oben
beschrieben. Impulse angelegt werden. Bei langen Schreibsi^naien oder bei Verteilung einer jeweiligen
Zuführungsperiede für die Grundladung auf alle Schreibperioden wird das negierte Signal für eine
Grundladung durch entsprechende Unterteilung der Grundtaktimpulse und Invertierung des Teilerausganges
bereitgestellt. Wo gepulstes Schreiben in Kombination mit nur einer Zuführungsperiode für die Grundla-ϊ
dung verwendet wird, bestimmt sich die Länge des negierten Signals für eine Grundladung durch Teilung
der Grundtaktimpulse, und dasjenige Signal, das eine Reihe von Zuführungsperioden für die Grundladung
definiert, wird durch Zählen der Schreibsignale und κ. Benutzung jedes n-ten Schreibsignals zur Lieferung
einer Grundladung geschaltet. Während der Schreibopcralion selbst kann ein bestimmter Ladungsverlust
zwischen beschriebenen und nicht beschriebenen Zeilen eintreten;dieser ist jedoch vernachlässigbar klein.
Abschließend werden noch die Löscheinrichtungen beschrieben. In der Löschoperation wird die Ladung
von den betreffenden Anzeigeelektroden einfach abgeleitet, und dies ist nicht zeitabhängig unter der
Voraussetzung allerdings, daß der Operation eine bestimmte Mindestzeit zum vollständigen Ableiten der
Ladung vorgegeben ist. Eine selektive Löscheinrichtung wird durch einen Transistor 41, die selektive Löschsteuerleitung
18 und die Löschsammelleitung 22 bereitgestellt. Der Transistor 41 ist zwischen Transistor 28 und
^ Löschsammeüeitung 22 geschaltet. Die selektive Löschsteuerleitung
18 ist mit der Gate-Elektrode des Transistors 41 verbunden. Die Sammelleitung 22 ist
relativ zum Potential der Gegenelektrode 2 etwas positiv. Wenn ζ B. die Gegenelektrode 6 Voll hat, dann
jo hat die Sammel.eitung 22, wenn der Transistor 41 leitet, 6,2 Volt. ]e nach Zustand des Zeilenwahlregisters 9 und
der bistabilen Kippschaltung 35 wird eine Anzeigeelektrode oder auch eine Elektrodenzeile zum Löschen
gewählt. Mit dieser FJnrichtung läßt sich das Löschen
j-, zeilenweise oder auch innerhalb begrenzter Felder von Bildern oder von alphanumerischen Anzeigen durchführen.
Mit dem Transistor 42, der Gesamtlösch-Steuerleitung 17 und der Löschsammelleitung 21, die mit der
Sammelleitung 22 verbunden werden kann, ist auch ein anderes Löschverfahren möglich. Der Transistor 42 ist
mit dem Transistor 28, bezogen auf den Spaltenleiter parallel geschaltet. Für eine Gesamtlöschung, bei der
alle Anzeigeelektroden gleichzeitig gelöscht werden. werden alle Stufen des Zeilenwahlregisters 9 iluivh ein
Signal am Anschluß 43 auf »1« geschaltet, und dann führen die Gate-Elektroden aller elektronischen Seh.il
ter 5 ein derartiges Potential, daß alle diese elektiviu
sehen Schalter 5 leitend sind. Wenn die Steuei-lemin;:
so ein Potential hat, bei dem der Transistor 42 leitend im. fließt ein umgekehrter Strom über alle λη/eii.eeleWii.'
den und führt zur Beseitigung des se>ainten nu-Jct :·.<.·
schlagenen Materials.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Elektrochromes Datensichtgerät, das aus einer
elektrochromen Anzeigetafel (1) mit einer eleiitrochromen
Lösung zwischen einer Anzahl von Anzeigeelektroden (4) und einer Gegenelektrode (2),
wobei erstere zur Ermöglichung einer gruppenweisen Auswahl über elektronische Schalter (5)
miteinander elektrisch in Verbindung stehen, und aus Schaltmitteln (9, 13, 14) zur Auswahl der
gewünschten Anzeigeelektroden (4) sowie zur Sichtbarmachung derselben durch Erzeugen eines
sichtbaren Farbniederschlages auf denselben mittels Übertragung einer Ladung besteht, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Potentialausgleich zwischen mittels der Schaltmittel (9, Ü3, 14)
gewählten und nicht gewählten Anzeigeelektroden (4) zumindest auf alle nicht zur Bildanzeige
angesteuerten Anzeigeelektroden (4) eine Grundladung übertragbar ist, welche den Farbniederschlag
von nur einer oder zwei Mono-Molekularlagen und
daher durchsichtiger Materialschichten auf diesen Elektroden (4) zur Folge hat.
2. Elektrochromes Datensichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unsichtbare
Materialniederschlag mit derselben Niederschlagsgeschwindigkeit erfolgt, wie jener zur Bildung
des sichtbaren Farbniederschlages, daß jedoch die Schaltmittel zum Niederschlag der unsichtbaren
Farbschicht nur während einer Zeitspanne wirksam sind, die ein feststehender Bruchteil der Zeitspanne
für die Bildung des sichtbaren Farbniederschlages ist.
3. Elektrochromes Datensichtgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel
eine bistabile Kippschaltung (35) und eine Serienschaltung aus einer steuerbaren Schreibstromeinrichtung
(23), einem Transistorschalter (28) und einer Stromquelle aufweist, daß der Transistorschalter
(28), wenn die bistabile Kippschaltung (35) den einer gewählten Anzeigeelektrode (4) entsprechenden
ersten Schaltzustand eingenommen hat, so lange geschlossen ist, bis auf der gewählten, angesteuerten
Anzeigeelektrode (4) ein sichtbarer Farbniederschlag auftritt, und daß der Transistorschalter (28),
wenn die bistabile Kippschaltung (35) den einer nicht-gewählten Anzeigeelektrode (4) entsprechenden
zweiten Schaltzustand eingenommen hat, nur so lange geschlossen bleibt, bis auf der nicht gewählten,
also nicht angesteuerten Anzeigeelektrode (4) der unsichtbare Farbniederschlag gebildet ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE (1) | DE2756763C2 (de) |
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