DE2756763C2 - Elektrochromes Datensichtgerät - Google Patents

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)

Patentansprüche:

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.