DE2946203A1 - Ansteuerschaltung fuer elektrochrome anzeigevorrichtungen - Google Patents

Description

TCF-IMEKR - MUl.If-R - '.,TLINMtISIEf. HIFARP K. K. 1289~GER-A

-A-

BESCHREIBUNG
5

Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für eine elektrochrome Anzeigevorrichtung, mit der sich eine Mehrzahl von Segmentelektroden in der Anzeigevorrichtung auf Färbungs- bzw. Anzeigezustand schalten lassen.

10

Dabei wird vorzugsweise bei der Färbung eine Konstantstromsteuerung und beim Löschen eine Konstantspannungssteuerung verwendet, wie dies schon in der DE-OS 28 25 erläutert worden ist. Die in dieser Veröffentlichung erläuterte Ansteuermethode hat jedoch bei Verwendung eines Halbleiterchips in der Treiber- bzw. Ansteuerschaltung den Nachteil, daß Änderungen der elektrischen Eigenschaften von Transistoren im Halbleiterchip zu ungleichförmigen Einfärbungszuständen oder -tiefen bei den verschiedenen Segmentelektroden der Anzeige führen. Diese Eigenschaftsänderungen sind auf Fabrikationsbedingungen zurückzuführen.

Eine kürzlich mit US-Patentanmeldung 056 629/1979 vorgeschlagene Ansteuerschaltung ist nicht in der Lage, alle diese Mängel zu beheben, weil auch damit noch Einfärbungsunterschiede auftraten, die teilweise auf die Schaltung und teilweise auf die Struktur der Anzeigezelle zurückzuführen sind. Die Schwierigkeiten beruhen darauf, daß es nicht möglich ist, die einzelnen Transistoren in der Schaltung so genau zu bemessen, daß alle Segmentelektroden genau den gleichen Strom erhalten. Da auch die beispielsweise geätzten Segmentelektroden Fertigungstoleranzen aufweisen, besonders, wenn sie sehr klein sind, läßt sich auf diese Weise kein gleichförmiger Einfärbungszustand gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansteuerschaltung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß

030021/0895

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISIEf. .TiIARP K. K. 1289"GER-A

unter Verwendung eines Konstantstroms beim Einfärben und einer Konstantspannung beim Löschen bei sämtlichen Segmentelektroden ein gleichförmiger Einfärbungszustand erzielbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben, vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein besonderes Merkmal der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung besteht in der Verwendung eines in der Schaltung vorhandenen Schalterelements zum gegenseitigen Kurzschließen von einzufärbenden Segmentelektroden. Durch dieses Mittel wird auf einfache Weise eine vollständig gleichförmige Einfärbungstiefe sämtlicher im Färbungszustand befindlicher Segmentelektroden erzielt. Dieses Schaltelement kann so ausgebildet sein, daß es sowohl für die Einfärbung als auch zum Löschen herangezogen werden kann.

Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, den zu löschenden Segmentelektroden im Zeitsimultanbetrieb Löschimpulse zuzuführen, durch welche diese Segmentelektroden vollständig entfärbt bzw. gelöscht werden.

30

Bei einer Ausführung enthält die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung eine erste Schaltungsgruppe zum Zuführen eines konstanten Stromes an mindestens eine der Segmentelektroden, um diese in Färbungszustand zu versetzen, eine zweite Schaltungsgruppe zum Kurzschließen der eingefürbten Segmentelektrode, die auf diese Weise eine einheitliche Färbung erhalten, und eine dritte Schaltungsgruppe zum Zuführen einer konstanten Spannung an mindestens eine zuvor gefärbte Segmentelektrode, um diese zu

03002 1 /0895

TER MEER - MÜLLER . STEINMEIS

SHARP K. K. 1289-GER-A

löschen bzw. zu entfärben.

10

Die betreffenden Segmentelektroden erhalten den konstanten Strom bzw. die konstante Spannung in Form von entsprechenden Impulsen, die auf Zeitsimultanbasis zugeführt werden. Die zuvor erwähnte zweite Schaltungsgruppe besteht aus einem Schaltungselement, welches Bestandteil der ersten oder dritten Schaltungsgruppe ist.

15

20

25

30

35

Auf diese Weise wird die gestellte Aufgabe mit geringem Schaltungsaufwand einwandfrei gelöst.

Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfindung

aufweisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf

eine Zeichnung, die auch den Stand der Technik umfaßt, näher erläutert. Darin zeigen:

Fig.

Fig.

Fig.

Fig

Fig.

Fig.

Fig. 6 (A)

eine herkömmliche elektrochrome Anzeigezelle in geschnittener Darstellung, eine Symboldarstellung, wie sie durch mehrere in der herkömmlichen elektrochromen Anzeigezelle von Fig. 1 vorhandene Elektroden gebildet wird, eine erfindungsgemäße Ansteuerschaltung für herkömmliche elektrochrome Anzeigezellen gemäß Fig. 1, eine schematische Schaltung eines Signalgenerators aus der Ansteuerschaltung von Fig. 3,

eine Tabelle von durch den Signalgenerator von Fig. 4 erzeugten Steuersignalen,

ein anderes Ausführungsbeispiel eines Signalgenerators für die Ansteuerschaltung von Fig. 3,
eine Aufstellung von durch den Signalge-

030021 /0895

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTt R SHARP K. K. 1289"GER-A

nerator von Fig. 6 erzeugten Steuer-Signalen,

Fig. 7 eine abgewandelte Ausführung einer Ansteuerschaltung ,

Fig. 8 (A) und

Fig. 8 (B) Stromversorgungsschaltungen für die Ansteuerschaltung von Fig. 7 und

Fig. 8 (C) eine Darstellung einer den Stromversorgungsschaltungen von Fig. 8(A) und 8 (B) zugeführten Signalart.

Die in Fig. 1 dargestellte herkömmliche elektrochrome Anzeigezelle enthält einen elektrochromen Film 1 aus WO₃ oder dergleichen, einen In₂O₃-FiIm 2, ein Glassubstrat 3, eine Gegenelektrode 4, ein schüsseiförmiges Glassubstrat 5, ein Dichtungselement 6 und einen Elektrolyten 7.

Der elektrochrome Film 1 und der In₇O^-FiIm 2 bilden eine Anzeigeelektrode auf dem Glassubstrat 3, und die Gegenelektrode 4 befindet sich auf dem schüsseiförmigen Glassubstrat 5. Beide Glassubstrate 3 und 5 sind an ihren Rändern über das Dichtungselement 6 miteinander verklebt, und der Elektrolyt 7 befindet sich in der zwischen den beiden Glassubstraten 3 und 5 gebildeten Kammer. In dem Elektrolyten 7 kann ein beispielsweise weißes Pigmentelement aufgelöst sein, um als Hintergrund für den elektrochromen Film 1 zu dienen, welcher durch das bekannte Elektrochromie-Phänomen gefärbt ist.

Der elektrochrome Film 1 umfaßt mehrere Segmentelektroden, die durch die nachstehend beschriebene erfindungsgemäße Ansteuerschaltung so angesteuert werden können, daß beispielsweise das in Fig. 2 dargestellte Symbol angezeigt wird.

030021/0895

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTrR 'IH* RP K. K. 1289-GER~A

Die in Fig. 3 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Ansteuerschaltung ist in einem Halbleiterchip enthalten und wirkt als Konstantstrom-Steuerschaltung bei Herstellung eines Färbungszustands und als Konstantspannungs-Steuerschaltung bei Herstellung eines Löschzustands. Aus Gründen der Vereinfachung enthält das nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nur drei zu färbende Segmentelektroden, in der Praxis kann deren Anzahl jedoch beliebig erweitert werden.

Die in Fig. 3 schematisch dargestellte elektrochrome Anzeigezelle 9 enthält drei Segmentelektroden S₁ bis S, und eine Gegenelektrode C. Daran angeschlossen sind mehrere Transistoren, vorzugsweise MOS-Transistoren TrW, TrE, Tel bis Te3, TW1 bis TW3, TrX und TWG. Durch entsprechende Aktivierung einer ersten aus TrW, TW1 bis TW3 bestehenden Transistorgruppe wird der Einfärbungszustand hergestellt, das heißt, mindestens eine der Segmentelektroden S₁ bis S^ wird gefärbt.

Durch entsprechende Aktivierung einer zweiten Gruppe von Transistoren TrE, TE1 bis TE3 wird der Farbzustand gelöscht, das heißt, mindestens einer der gefärbten Segmentelektroden S₁ bis S, wird vollständig gelöscht.

Ferner sind drei Gate-Steuerschaltungen GC1 bis GC3 vorhanden, von denen jede ein Ubertragungstor TGi, einen vorzugsweise als MOS-Transistor ausgebildeten Transistor Ti und ein Umkehrglied Ii enthält. Für den Betrieb der Ansteuerschaltung von Fig. 3 sind mehrere Steuersignale S1E, S1E, S2W, S2E, S3W, S3E, W und E erforderlich. Ein Wider-5 stand R liegt, zwischen den MOS-Transistoren TWG und TrX.

Im Betrieb ist der MOS-Transistor TrW an die Gegenelektrode C angeschlossen und der MOS-Transistor TrW überträgt eine Einschreibspannung VDW von einer Stromversorgung zur Gegenelektrode C, wenn das Gate des MOS-Transistors TrW Schreib-

030021/0895

TER MEER - MÜLLER . S T E IN M E IS T Z F. tHmRP K. K. 1289"GER-A

taktsignale W erhält, welche ebenfalls zum Gate von Transistor TWG gelangen, so daß letzterer durchgeschaltet wird. Jetzt liegt eine Versorgungsspannung VB am Widerstand R, so daß eine an Gate und Source von MOS-Transistor TrX angeschlossene Leitung eine konstante Spannung VX führt. Diese konstante Spannung VX geht zu den Gate-Steuerschaltungen GC1 bis GC3 und danach zu den drei MOS-Transistoren TW1 bis TW3, aber nur dann, wenn gerade die Herstellung eines Färbungszustands erfolgt.

Die drei MOS-Transistoren TW1 bis TW3 sind mit den drei Segmentelektroden S₁ bis S-. verbunden und werden so betrieben, daß sie alle einen konstant großen Strom führen.

Die Schreibtaktsignale W dienen als Gate-Steuersignale für den MOS-Transistor TWG und die MOS-Transistoren TrW und TWG werden durchgeschaltet, wenn die Schreibtaktsignale W einen niedrigen Pegel haben.

Der MOS-Transistor TrE ist auch an die Gegenelektrode C angeschlossen. Das Gate von MOS-Transistor TrE erhält Löschtaktsignale E nur, wenn mit Hilfe der Ansteuerschaltung der Löschzustand hergestellt wird. MOS-Transistor TrE wird leitfähig, wenn das Löschtaktsignal E einen hohen Pegel hat.

Die betreffenden Gate-Steuerschaltungen GC1 bis GC3 werden mit drei Gruppen von Schreibsteuersignalen S1W bis S3W in der Weise versorgt, daß die konstante Spannung VX selektiv an die Gates der MOS-Transistoren TW1 bis TW3 gelangt. Bedingung für den Zugang dieser Konstantspannung VX zum Gate der genannten Transistoren ist, daß die betreffenden Schreibsteuersignale S1W bis S3W einen niedrigen Pegel haben. Unter dieser Bedingung ge-

030021 /0895

TER MEER - MÜLLER - S TEINMEISl EH SJ¹ARP K. K. 1289~GER~A

langt die konstante Spannung VX an die Gates der MOS-Transistoren TW1 bis TW3 bei hohem Pegel, so daß die betreffenden MOS-Transistoren T1 bis T3 durchgeschaltet werden und auf diese Weise die Gates der MOS-Transistoren TW1 bis TW3 an Masse legen, so daß diese Transistoren gesperrt sind.

Die als zweite Gruppe ausgewiesenen MOS-Transistoren TE1 bis TE3 liefern eine konstante Spannung für Löschzwecke. Drei Gruppen von Löschsteuersignalen gehen an die jeweils zugeordneten Gates der MOS-Transistoren TE1 bis TE3, von denen je einer mit einer der Segmentelektroden S1 bis S3 verbunden sind. Derjenige der Transistoren TE1 bis TE3, dessen Löschsteuersignal S1E bis S3E einen niedrigen Pegel hat, wird durchgeschaltet und liefert so eine Löschspannung VDE an die zugehörige der Segmentelektroden S1 bis S3 für Löschzwecke.

Ein in Fig. 4 separat dargestellter Signalgenerator liefert der Ansteuerschaltung von Fig. 3 verschiedene Steuersignale. Der Signalgenerator enthält mehrere Flip-Flop-Schaltungen F31 bis FR3 und FS1 bis FS3, denen mehrere logische Schaltungen, wie UND-Glieder, ODER-Glieder und Umkehrglieder naclxjeschaltet sind. Es werden zugeführt mehrere Eingangssignale SiG1 bis SiG3, Taktsignale ClR und ClS, Schaltsignale Int, Farbänderungssignale Chw1 bis Chw3 sowie Signale ChwO.

Synchron mit den Anstiegsflanken der Taktsignale ClR und ClS gehen jeweils drei Gruppen von Eingangssignalen Sig1 bis Sig3 in die D-Typ-Flip-Flop-Schaltungen FR1 bis FR3. Diese Eingangssignale Sig1 bis Sig3 sind jeweils den drei Segmentelektroden S1 bis S3 zugeordnet. Führen sie einen hohen Pegel, dann bedeutet dies, daß mindestens eine der Segmentelektroden S1 bis S3 gefärbt ist. Ausgangssignale der D-Flip-Flop-Schaltungen FR1 bis FR3 werden

030021/0895

MULI EU - S 1 t IN M K IS ' ··. R SIiARP K. K. 1289"GER-A

-11-

tnit einer Verzögerungszeit eines Taktintervalls der Takusignale C13 und ClS den nachfolgenden D-Flip-Flop-Schaltungen FS1 bis FS3 zugeführt.

Die D-Flip-Flop-Schaltungcn FS1 bis FS3 erzeugen die Farbänderungssicjnale Chw1 bis Chw3, und die haben beispielsweise nur dann einen hohen Pegel, wenn die zugeordneten Segmentelektroden S1 bis S3 vom Löschzustand in den Färbungszustand überführt werden sollen. Die Signale ChwO entstehen durch logische Addition der drei Farbänderungssignale Chw1 bis Chw3. Die Schaltsignale Int werden zur Erzeugung der vorstehend erwähnten Löschzeitsignale E umgedreht und schalten die Färb- und Löschzeiten. Die oben erwähnten Schreibzeitsignale W werden aus den Signalen ChwO und den Schaltsignalen Int in Verbindung mit einem NAND-Vorgang abgeleitet. Dann befinden sich die Farbänderungssignale Chw1 bis Chw3 auf einem hohen Pegel, W = Int.

Die Schreibsteuersignale S1W bis S3W und die Löschsteuersignale S1E bis S3E werden sämtlich logisch geformt durch die Schaltsignale Int, die Signale ChwO, die Farbänderungssignale Chw1 bis Chw3 und die Augangssignale der D-Flip-Flop-Schal tunqon FR1 bis FR3.

Die zeitliche Zuordnung der zuvor erwähnten verschiedenen Signale zeigt Fig. 5. Die Minimalfrequenzen der Taktsignale ClR und ClS, der Schaltsignale Int und der Löschzeitsignale E sind bestimmt durch die Ansprechzeit der benutzten elektrochromen Anzeigezelle, sie liegen in der Größenordnung von etwa 100 Millisekunden bis zu einigen Zehntel Sekunden. Gemäß Fig. 5 ist die Impulsbreite des Schaltsignals Int als die tatsächliche Impulsbreite, und die Impulszahl wurde fortgelassen. Oben sind mehrere Rahmennummern Tq bis Tg angegeben.

Unter Bezug auf Fig. 3 und Fig. 5 führen die D-Flip-Flops

030021 /0895

TERMEER - MÜLLER - STEINMEIST-R SHARP K. K. 1289"GER-A

FR1 bis FR3 in den Rahmen T_ß und T₁ Eingangssignale Sig1 bis Sig3 mit niedrigem Pegel, und folglich entstehen Schaltsignale Int an Anschlüssen, wo Löschsteuersignale S1E bis S3E entstehen sollen. Weil die Löschtaktsignale E umgedrehte Schaltsignale Int sind, wird der MOS-Transistor TrE leitend, wenn das Löschtaktsignal E hohen Pegel führt. Die Gegenelektrode C ist geerdet, so daß die positive Löschspannung VDE den drei Segmentelektroden S1 bis S3 zugeführt wird und diese intermittierend löscht.

Im nächsten Rahmen T₂ führt der Q-Ausgang von D-Flip-Flop FR1 einen hohen Pegel, so daß auch das Farbänderungssignal Chw1 einen hohen Pegel führt und eine Färbung an der Segmentelektrode S1 veranlaßt. Dieser Färbungsvorgang läuft folgendermaßen ab:

20

Bei übergang des Farbänderungssignals Chw1 auf hohen Pegel sind die Signale ChwO dann auf hohem Pegel, so daß die umgedrehten Signale Int der Schaltsignale Int dort entstehen, wo die Schreibtaktsignale W entstehen sollen. Die umgedrehten Signale Int werden auch als Schreibsteuersignal S1W benutzt. Folglich wird die Segmentelektrode S1 gefärbt, wenn die umgedrehten Signale Int auf hohen Pegel gebracht werden, weil die positive Schreibspannung VDW an die Gegenelektrode C gelegt wird.

Die positive konstante Spannung VX gelangt an das Gate des MOS-Transistors TW1, so daß dieser einen konstanten Strom aus der Gegenelektrode C zur Segmentelektrode S1 zieht. Wenn die umgedrehten Signale Int auf hohen Pegel umgeschaltet werden, liegt das Gate von MOS-Transistor TW1 an Masse, so daß eine weitere Färbung der Segmentelektrode S1 gestoppt wird. Zu diesem Färbungszeitpunkt der Segmentelektrode S1 werden im Time Sharing-Betrieb durch die positive Löschspannung VDE bestimmte Impulse an die restlichen Segmentelektroden S2 und S3 gelegt,

030021/0895

VRP K. K. 1289-GER-A

TER MEER - MÜLLER - STEINMEIS^ ¹IR

- 13 -

damit diese gelöscht werden. Dieser Vorgang wird durch die Löschsteuersignale S2E und S3E gesteuert.

Im nächsten Rahmen T, haben die Iarbänderungssignale Chw2 den hohen Pegel, um die Segmentelektrode S2 in der Weise zu färben, wie dies vorher in Verbindung mit Segmentelektrode S1 beschrieben worden ist. Während der Herstellung des Färbungszustands von Segmentelektrode S2 gehen keine Farbzustandsänderungssignale zur Segmentelektrode S1, aber die Segmentelektrode S3 erhält Impulse der Löschspannung VDE, um im Time Sharing-Betrieb mit Hilfe der Löschsteuersignale S3E gelöscht zu werden.

Für den folgenden Rahmen T- sei angenommen, daß sämtliche Segmentelektroden S1 bis S3 ihren Färbungs- oder Löschzustand beibehalten. Die Signale ChwO bleiben auf niedrigern Pegel. Zu dem Zeitpunkt, wenn die gefärbten Elektroden S1 und S2 auf der Basis der Löschspannung VDE beruhende Löschimpulse erhalten sollen, wird die Gegenelektrode C offengelegt. Dadurch werden zu diesem Zeitpunkt die Elektroden S1 und S2 miteinander kurzgeschlossen, weil die MOS-Transistoren TE1 und TE2 wie Doppelrichtungsschalter wirken.

Falls ein Farbunterschied zwischen den Segmentelektroden S1 und S2 besteht, fließt ein diesem Farbunterschied entsprechender Strom zwischen ihnen, nämlich aufgrund einer zwischen den Segmentelektroden S1 und S2 erzeugten Gegen-EMK ' (elektromotorische Kraft). Auf diese Weise wird jeglicher Farbunterschied sofort ausgeglichen.

Andererseits werden die Löschimpulse durch die Löschspannung VDE der Segmentelektrode S3 zugeführt, damit diese gelöscht wird, wenn die Gegenelektrode C an Masse gelegt wird.

Im Verlauf des nächsten Rahmens T₅ werden in der bereits zuvor beschriebenen Weise im Time Sharing-Betrieb (kann

030021 /0895

TEHMEER - MÜLLER . S T EIN M EIS ..: R "HARP K. K. 1289-GEP~A

- 14 -

auch als zeitmultiplex bezeichnet werden) der Segmentelektrode S2 Löschimpulse mit konstanter Spannung zugeführt, um sie von ihrem gefärbten in den gelöschten Zustand zu überführen, und die Segmentelektrode S3 erhält Färbungsimpulse mit konstantem Strom, um sie vom gelöschten in den gefärbten Zustand zu versetzen. Somit erfolgt das Löschen von Segmentelektrode S2 und die Färbung von Segmentelektrode S3 gleichzeitig.

Im letzten Rahmen Tg werden die Segmentelektroden S1 und S3 gelöscht, und Elektrode S2 erhält ebenfalls Löschimpulse, damit sie gelöscht bleibt.

Aufgrund der in Fig. 5 schematisch dargestellten Zeitsimultanansteuerung zum Einfärben und Löschen ist die Summe der Einfärbungszeiträume in einem Rahmen gleich der Summe des Zeitraums, in dem umgekehrte Int-Signale hohen Pegel führen. Andererseits ist die Summe der Löschzeiträume gleich dem Zeitraum, wo die Schaltsignale Int einen niedrigen Pegel und gleichzeitig die Löschzeitsignale E einen hohen Pegel führen.

25

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführung der Erfindung sind die Einfärbungszeiträume kürzer als die Löschzeiträume, und außerdem gibt es keine Einfärbungszeiträume in hinteren Rahmenabschnitten. Diese Erscheinung ist dadurch begründet, daß die Einfärbungstiefe der Segmentelektrode von dem pro Flächeneinheit zugeführten Strom abhängig ist. Durch Erhöhung der Stromstärke bei der Konstantstromansteuerung in einem hinteren Rahmenabschnitt würde dort die Einfärbungstiefe ebenfalls ansteigen.

Dies läßt sich auch anders ausdrücken: Eine Einfärbungsansprechzeit der Segmentelektrode entspricht einer Rahmenfrequenz. Wenn der Rahmenzeitraum sehr kurz ist, beispielsweise gleich oder weniger als 200 Millisekunden, 0 dann entstehen keine Probleme, weil der Ansprechvorgang

030021/0895

TtHMLLK- MÜLLLM . y M.INMLIb' Cl' !".11/RP K. K. 1289"GER-A

augenblicklich erfolgt. Würde man jedoch eine langsame Rahmenfrequenz benutzen, beispielsweise mit einer Anzeigezeit in der Größenordnung einer Minute, dann würde die Rahmenfrequenz bei etwa 60 Sekunden liegen; eine so lange Schaltzeit wäre für die Darstellung nicht geeignet.

Deshalb benutzt man vorzugsweise eine kurze Rahmenfrequenz bzw. Rahmenschaltzeit, der Einf ärbungsprozeß wird vorzugsweise innerhalb einer Sekunde nach Rahmenbeginn oder so ähnlich abgeschlossen, damit eine kurze Ansprechzeit erzielt wird. Die Löschzeit zur Änderung des Einfärbungszustands in den Löschzustand beträgt nicht mehr als einige Zehntelsekunden, aber um den Löschvorgang zum Abschluß zu bringen, wird eine etwas längere Zeit benutzt.

Die Zeitsimultanansteuerung wird deshalb angewendet, damit die Einfärbungs- und Löschoperationen gleichzeitig und bei Benutzung einer Stromquelle durchgeführt werden. Das Kurzschließen der gefärbten Elektroden und das Anlegen der Löschimpulse an die zu löschenden Segmentelektroden erfolgt parallel. Die Arbeitsspannung VB, die Löschspannung VDE und die Schreibspannung VDW werden alle aus der gleichen Stromquelle bezogen.

Der in Fig. 6 dargestellte Signalgenerator ist eine Abwandlung gegenüber Fig. 4. Der Signalgenerator von Fig. 6 erzeugt Steuersignale für N-Kanal-MOS-Transistoren TW1 bis TW3, damit diese die gefärbten Segmentelektroden zur Herstellung einer einheitlichen Einfärbung kurzschließen. Soweit die Einzelheiten in Fig. 6 mit Fig. 4 übereinstimmen, tragen sie gleiche Bezugszahlen.

35

In Fig. 6(A) sind die von dem Signalgenerator in Fig. 6 erzeugten Steuersignale dargestellt.

In Fig. 7 ist eine in Relation zu Fig. 3 abgewandelte Ansteuerschaltung dargestellt, die aus einer zugeführten

030021/0895

TER MEER - MÜLLER - STEINMEIST^R SlJ⁷VRP K. K. 1289"GER-A

Spannung separate Substratspannungen für die den Einfärbungs- und Löschvorgang steuernden Transistoren erzeugt. Um den Einfluß der in der elektrochromen Anzeigezelle gebildeten Gegen-EMK (elektromotorische Kraft) auszuschalten, muß die Substratspannung isoliert von der Source-Spannung zugeführt werden, wie weiter unten erläutert wird.

Bekanntlich hat die elektrochrome Anzeigevorrichtung Speichereigenschaften. Der Einfärbungszustand der Anzeigeelektroden kann nämlich aufrechterhalten werden, wenn die Anzeigeelektroden durch Anlagen einer Minusspannung an diese und durch Anlegen einer Plusspannung an die Gegenelektrode eingefärbt werden. Die Höhe der positiven Spannung zwischen Gegen- und Anzeigeelektroden richtet sich nach dem für die Gegenelektrode verwendeten Material.

Wird WO., sowohl für die Gegenelektrode als auch für die Anzeigeelektrode verwendet, dann liegt der Wert der Plusspannung einige über zehn Volt. Zum Löschen der Anzeigeelektroden wird ihnen eine Minusspannung von einigen über zehn Volt zugeführt, obwohl der Absolutwert beim Löschen kleiner als beim Einfärben ist.

Für die Schaltung gemäß Fig. 3 sei nun angenommen, daß die Segmentelektrode S3 gefärbt bleibt und die Segmentelektrode S2 Löschimpulse erhält. Zu diesem Zweck werden Löschtaktsignale E auf den hohen Pegel gebracht, um die Gegenelektrode C an Masse zu legen, die Segmentelektrode S3 zu öffnen und die Segmentelektrode S2 an die Löschspannung VDE anzuschließen. Zum Löschen von S2 müssen die Löschsteuersignale S2E gemeinsam mit den Schreibsteuersignalen S2W auf niedrigen Pegel gebracht werden. Sind jedoch die Löschsteuersignale S3E auf hohem Pegel und die Schreibsteuersignale S3W auf niedrigem Pegel, um die Segmentelektrode S3 offenzuhalten, erhält letztere

030021/0895

EH MLtH - MÜLLLH . '.,ILINMLIbIMI ÜMAUP K. K. 1289"GER-A

eine Minusspannung, weil bei geerdeter Gegenelektrode C und gefärbter Segmentelektrode S3 diese eine Gegen-EMK erhält.

Ist der Betrag dieser Minusspannung groß genug, um eine parasitäre Diode zwischen Drain-Elektrode und Substrat von Transistor TW3 zu bilden und diesen durchzuschalten, dann wird aus Segmentelektrode S3, Transistor TW3, Masse, Gegenelektrode C und Segmentelektrode S3 eine geschlossene Schaltung gebildet, welche durch Segmentelektrode S3 einen diese etwas löschenden Strom fließen läßt, welcher den Einfärbungszustand der Segmentelektrode S3 vermindert.

Für den zuvor beschriebenen Vorgang gilt, daß der Transistor TW3 nur zum Zwecke der Einfärbung der zugehörigen Segmentelektrode S3 benutzt wird. Bei Durchführung eines Löschvorgangs durch einen anderen Transistor kann eine ähnliche parasitäre Diode gebildet werden, und dadurch kann durch unerwünschte Löschvorgänge die Anzeigequalität der elektrochromen Anzeigevorrichtung erheblich gestört werden.

25

Die in Fig. 7 dargestellte Ansteuerschaltung hat den Zweck, die Ausbildung parasitärer Dioden zu verhindern. Zu diesem Zweck wird in Fig. 7 eine einem Substrat zugeführte Spannung von anderen Elektroden isoliert, beispielsweise einer Source- oder Drain-Elektrode eines Transistors, durch den ein Strom zum Einfärben oder Löschen von Segmentelektroden fließt.

Bei diesem speziellen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die Substrate der P-Kanal-MOS-Transistoren TE1 bis TE3 und TrW an eine positive Spannung +VB angeschlossen, während die N-Knal-MOS-Transistoren TW1 bis TW3 und TrE an eine negative Spannung -VSS angeschlossen sind.

030021/0895

TERMEER - MÜLLER . S T E INME IST ,, R SnARP K. K. 1289"GER-A

Vorzugsweise ist die positive Spannung +VB größer als irgendeine sämtlichen Transistoren TW1 bis TW3, TE1 bis TE3, TrW und TrE zugeführte Spannung.

Vorzugsweise liegt die negative Spannung -VSS niedriger

als irgendeine den Transistoren zugeführte Spannung. Eine

einzige Versorgungsspannung +VD wird für die Löschspannung

VDE und die Schreibspannung VDW verwendet.

Die verschiedenen in der Ansteuerschaltung von Fig. 7 verwendeten Signale haben den gleichen Ablauf wie in Fig. 5 oder 6(A). Wenn schon durch die Trennung zwischen Substratspannung und Source- oder Drain-Spannung die Sperrung von parasitären Dioden weitgehend sichergestellt ist, dann wird außerdem durch die besondere Auswahl der positiven Spannung VB und der negativen Spannung -VSS die Nicht-Leitfähigkeit dieser parasitären Dioden noch besonders gewährleistet.

In Fig. 8(A) und 8(B) sind Stromversorgungsschaltungen zur Erzeugung der zuvor erwähnten Versorgungsspannungen +VB, +VD und -VSS für die Ansteuerschaltung in Fig. 7 dargestellt. Diese Schaltungen werden aus einer Stromquelle E gespeist und durch in Fig. 8(C) dargestellte Rechtecksignale angesteuert, deren Frequenz mehrere Hundert Hz beträgt.

In Fig. 8(A) entsteht die positive Spannung +VB direkt aus der Stromquelle E, und die Spannung +VD wird durch Spannungsabsenkung mit Hilfe von zwei bipolaren Transistoren in basis-emitter Schaltung erzielt. Die negative Spannung -VSS entsteht mit Hilfe einer Spannungsdopplerschaltung mit negativer Polarität. Selbstverständlich kann in Fig. 8(A) die Anzahl der in basis-emitter Schaltung hintereinander geschalteten Transistoren ganz nach der gewünschten Spannung gewählt werden.

030021/0895

TER MEER - MULLER - STEINMtIST-R F]IZ¹RP K. K. 1289"GER-A

- 19 -

In Fig. 8(B) entsteht die Versorgungsspannung VD direkt aus der Stromquelle E, und die negative Spannung -VSS entsteht über zwei Spannungsdopplerschaltungen mit positiver und negativer Polarität.

In den Schaltungen von Fig. 8(A) und 8(B) können verschiedene Stromquellen E verwendet werden, jedoch ist es möglich, in Fig. 8(A) nur eine Lithiumbatterie mit einer hohen Spannung und in Fig. 8(B) eine Silberoxidbatterie zu verwenden, die sehr stabil ist, jedoch nur eine geringe Ausgangsspannung abgibt.

030021/0895

Claims (12)

1. ■ L·-^! C-' » -' *t ts

   PATENTANWÄLTE

   TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

   Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandataires agrees pres !'Office europeen des brevets

   Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister

   Dipl.-Ing, F. E. Müller „. . ,. _

   -,- 7, . ^a . Siekerwa I 7,

   Triftstrasse 4,

   D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

   1289-GER-A 15. November 1979

   Mü/Gdt/ei

   SHARP KADUSHIKI KAISHA 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka Japan

   Ansteuerschaltung für elektrochrome Anzeigevorrichtungen

   Priorität: 16. November 1978, Japan, Ser. Nr. 141983/1978

   PATENTANSPRÜCHE

   / 1.j Ansteuerschaltung für eine elektrochrome Anzeigevorrichtung, mit der sich eine Mehrzahl von Segmentelektroden in der Anzeigevorrichtung auf Färbungs- bzw. Anzeigezustand schalten lassen, gekennzeichnet durch

   - eine Schaltungsgruppe (TrE...), mit der sich bei der Umschaltung auf Färbungszustand wenigstens eine der Segmentelektroden (S...) mit einem konstanten Strom speisen läßt, und

   030021/0895

   TER MEER - MÜLLER - S T E IN ME IS T E F. SHARP K.K. 1289"GER-A

   - eine Schaltungsgruppe (TE...), mit der sich die im Färbungszustand stehenden Segmentelektroden

   untereinander kurzschließen lassen, um die Farbtiefe oder Farbsättigung der gefärbten Segmentelektroden zu vereinheitlichen.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß als Schaltungsgruppe zum gegenseitigen Kurzschließen der im Färbungszustand stehenden Segmentelektroden ein Teil jener Schaltungsgruppe für die Konstantstromeinspeisung dient.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsgruppe zur Stromeinspeisung mindestens ein bidirektionales (Zweirichtungs-) Schalterelement enthält. 20
4. 4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das bidirektionale Schalterelement ein MOS-Transistor (z. B. TrE...) ist.
5. 5. Schaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Schaltung zum Erzeugen einer Spannung, die der Schaltungsgruppe (TE...) zu deren Aktivierung zugeführt wird.
6. 6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Substrat des MOS-Transistors zugeführte erste Spannung gegenüber einer der Source- oder Drain-Elektrode zugeführten zweiten Spannung isoliert ist, so daß ein Leitfähigkeitszustand einer vorhandenen parasitären Diode verhindert wird.
7. 7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Absolutwert der ersten Spannung und der zweiten Spannung größer als

   030021/0895

   CIARP K. K. 1289-GER-A

   TER MEER - MUULCR . STtINMtISIlIF.

   irgendeine sonstige dem MOS-Transistor zugeführte Spannung ist.
8. 8. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine weitere Schaltungsgruppe (Fig. 8) zur Erzeugung einer konstanten Spannung und eine dieser Gruppe zugeordnete Einrichtung, welche aus der

   konstanten Spannung eine Anzahl von Impulsen erzeugt, die einer der gefärbten Segmentelektroden zeitmultiplex zugeführt werden.
9. 9. Schaltung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch

   gekennzeichnet , daß mindestens eine gefärbte Segmentelektrode {?.. B. S₁) eine konstante Spannung (VDE) zu Löschzwecken zugeführt wird.
10. 10. Schaltung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Signalgenerator, der an die Konstantstrom- und die Kontantspannungs-Schaltungsgruppe angeschlossen ist, aus dem Konstantstrom bzw. der Konstantspannung hervorgegangene Impulse erzeugt und den ausgewählten Segmentelektroden zeitmultiplex zuführt.
11. 11. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzschließende

    Schaltungsgruppe durch einen Teil der Konstantstrom

    oder der Konstantspannungs-Schaltungsgruppe gebildet wird.
12. 12. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

    dadurch gekennzeichnet, daß

    die Schaltung ganz oder zumindest teilweise in einem Halbleiterchip zusammengefaßt ist.

    030021 /0895