JPH02308228A - エレクトロクロミック表示装置 - Google Patents

エレクトロクロミック表示装置

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JPH02308228A
JPH02308228A JP13106089A JP13106089A JPH02308228A JP H02308228 A JPH02308228 A JP H02308228A JP 13106089 A JP13106089 A JP 13106089A JP 13106089 A JP13106089 A JP 13106089A JP H02308228 A JPH02308228 A JP H02308228A
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明宏 八幡
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、一つのセルを複数の画素に分割してなるエレ
クトロクロミック素子を用いたエレクトロクロミック表
示装置に関する。
(従来の技術) 表示素子の一種として、各種物質の電気化学的な酸化還
元反応によって生じる可逆的な発消色現象を利用した受
光型のエレクトロクロミック表示素子(ECD)がある
未だ公知ではないが、いま、一つのセル内に複数組のエ
レクトロクロミック材(以下rEC材」という)を含む
表示画素を組み込んで個々の画素ごとに独立に駆動する
ようにすれば、例えば、温度の変化に応じ表示画素数を
増減させて温度変化を表示するというように、バーグラ
フ表示装置のような機能をもたせることができる。
第6図はこのような温度変化等の表示に用いることがで
きるエレクトロクロミック表示素子及びその駆動回路の
極一般的に考えられる例を示すもので、一つのセル内に
A、B、C,D、Eの5個のエレクトロクロミック素子
を列設し、各素子の対向極11及び表示極12には、そ
れぞれ切換スイッチsty、j。
SV工2.・・・・SWo、及び切換スイッチSV、□
ff5W221・・・・SW2.によって直流のプラス
又はマイナスを印加することができるようにしたもので
ある。符号13は上記一つのセルを密封するシールを示
す。
各エレクトロクロミック素子の対向極11と表示極12
との間に電圧をかけ、また、その電圧のプラスとマイナ
スを切り換えて電流の向きを変えると、各素子が発消色
する。そこで、各エレクトロクロミック素子のEC材を
プルシアンブルーとし、例えば対向極11側の各切換ス
イッチと表示極12側の各切換スイッチとを第6図に示
すように切り換えて、上@4個の素子A、B、C,Dの
表示極12にプラスの電圧を印加し、最も下の素子Eの
対向極11にプラスの電圧を印加すると、上側4個の素
子A、B、C,Dは青色に変化し、最も下の素子Eは消
色する。そこでいま、上記各切換スイッチを温度検知部
からの検知信号に応じて切り換えるようにしておけば温
度表示に用いることができ、温度に限らず、その他の各
種物理量の表示に用いることができる。
(発明が解決しようとする課題) 一つのセルを複数の画素に分割してなるエレクトロクロ
ミック素子の上記各画素を独立して駆動する場合、各画
素に同じ向きに電流が流される場合は問題はないが、第
6図の例のように、隣接する画素りと画素Eの駆動電流
が互いに逆向きの場合は、これらの画素り、Eの対向極
11相互間及び表示極12相互間の電位差によりイオン
の移動が起こって必要以上にEC材の酸化還元反応が進
み、EC材の劣化が加速されてエレクトロクロミック素
子の繰返し表示寿命が短くなるという問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので。
一つのセルを複数の画素に分割してなるエレクトロクロ
ミック素子の上記各画素を独立して駆動するものにおい
て、隣接画素の表示極相互間及び対向極相互間での酸化
還元反応がなく1表示寿命を長くすることができるエレ
クトロクロミック表示装置を提供することを目的とする
(課題を解決するための手段) 本発明は、一つのセルを複数の画素に分割してなるエレ
クトロクロミック素子と、上記複数の画素を独立して駆
動する制御回路を有してなり、上記制御回路は、上記複
数の画素の一方向への駆動タイミングと逆方向への駆動
タイミングとを異ならせるものであることを特徴とする
(作用) 隣接する画素の駆動方向が同一タイミングで互いに逆に
なることはなく、隣接する画素の表示極相互間及び対向
極相互間で酸化還元反応が進むことはない。
(実施例) 以下、第1図ないし第5図を参照しながら本発明にかか
るエレクトロクロミック表示装置の実施例について説明
する。
第1図は1例えば季節に応じて周囲の温度が最適温度で
あるかどうか、最適温度からどの程度ずれているかを表
示することができるエレクトロクロミック表示装置の例
を示すもので、一つのセルに6個の表示画素Pc 、 
PBa 、 PBb 、 PBc 、 PBd 、 P
Beが上下方向に配置されている。最上の画素PcはE
C材としてコバルトフタロシアニンテトラカルボン酸カ
ルシウムC以下rPcJという)を用い、@圧の印加に
よって緑φ茶に変化するもので、季節表示に用いる。そ
の下の5個の画素PBa 、 PBb 、 PBc 、
 PBd 、 PBeはEC材としてプルシアンブルー
(以下「P8」という)を用い、電圧の印加によって白
口青に変化するもので、この5個の画素が総て青に発色
していれば最適の温度であることを表示し、最適温度か
ら遠ざかるに従って下側から順に白色に消色する画素が
増え、青色に発色する画素が少なくなるというように、
温度表示に用いる。各画素は矩形状その他所穴の形状の
領域で発消色するようにしてもよいが1図示の例では1
画素PcのEC材を葡萄の葉の形に形成し、画素PBa
 、 PBb 、 PBc 、 PBd 、 PBeの
EC材を葡萄の房の形に形成して1葉の色の変化で季節
を表示し、房の発色領域の量で最適温度か否かを表示す
るようになっている。第2図ないし第4図は、このエレ
クトロクロミック表示素子の駆動回路の例を示す。
第3図は、エレクトロクロミック素子の駆動回路に直流
電源を供給するための電源回路の例を示すもので、電池
電源Eは、トランジスタTR,とレギュレータ3と平滑
用コンデンサC□+CZを介して駆動回路の電源+Vc
cとして供給される。トランジスタTR工のベースには
抵抗R0と光電センサとしてのCdSが直列に接続され
ている。周囲が暗いときはCdSの抵抗値が数MΩに上
昇し、トランジスタTR,はそのベース電流が制限され
てオフとなり、電池上gEとエレクトロクロミック素子
の駆動回路との間を遮断しエレクトロクロミック素子の
駆動を停止する。周囲が明るいときはCdSの抵抗値が
数100Ωに低下し、トランジスタTR1はそのベース
電流が増加してオンとなり、エレクトロクロミック素子
の駆動回路に電源電圧+Vecを供給する。このように
して1周囲が明るいときにのみエレクトロクロミック素
子を駆動し、夜間や周囲が暗いときは駆動を停止するこ
とによって電源電池Eの浪費を防止するようになってい
る。
第2図は、上記電源+Vccの供給によって動作するエ
レクトロクロミック素子の駆動回路の例を示す。第2図
において、温度検出用のサーミスタTHには上記電源+
Veeが供給され、周囲の温度に応じた出力電圧Voが
10個のコンパレータCP□、・・CpH,のマイナス
側に入力される。サーミスタ刊からは、季節切換スイッ
チSw□が夏S側にあるときは抵抗R2と半固定抵抗V
R,との間の分圧値が電圧■0として出力され、季節切
換スイッチSv1が冬V側にあるときは抵抗R2と半固
定抵抗VR,と半固定抵抗VR工との間の分圧値が電圧
Voとして出力される。半固定抵抗VR□は冬時の最適
温度設定用であり、半固定抵抗VR,はサーミスタTH
に互換性をもたせるためにその特性に応じて調整するも
のである。抵抗R工□。
VRよ0.R1□はコンパレータCP□の参照電圧発生
用。
抵抗R工。、、VRl。□、R工。2はコンパレータc
p1oの参照電圧発生用、抵抗R□awl(工、はコン
パレータCP1のヒステリシス発生用、抵抗R1゜3.
R1゜、はコンパレータCP工。のヒステリシス発生用
、抵抗R工、及び抵抗R0゜、はオープンコレクタタイ
プコンパレータの出カブルアツブ用である。10個のコ
ンパレータCPよ、・・・CPl。は同じ回路構成にな
っているが、それぞれの参照電圧VXt・・・■1゜に
一定のステップで順次差がつけられている。10個のコ
ンパレータのうちの5個のコンパレータCP工〜CP、
の出力S1〜S、はインバータで反転されて5個のアン
ド回路A□〜A5の一方の入力となり、他の5個のコン
パレータCP、〜CP1゜の出力S、−S1゜はそのま
ま上記アンド回路A1〜A、の他方の入力となる6アン
ド回路A1〜A、の出力Sa、Sb、・・・Seは制御
回路1に入力される。コンパレータCP□、・・・CP
l。とアンド回路へ〇−Asを含む回路部分は比較部を
構成している。
制御回路1は1発振器2からのクロックパルスCKによ
り上記比較部からの信号Sa、Sb、・・・Seを読み
込み、それに応じたデジタル信号c1.d□、・・・c
、、d5を出力する。この信号Sa、Sb、・・・Se
とデジタル信号C□、d工、・・・C3ld5の関係は
後で詳細に説明する。
第2図において、PBa 、・・・PBeは第1図につ
いて説明したプルシアンブル一方式のエレクトロクコミ
ック表示画素である。このうち、画素PBaはブリッジ
接続したトランジスタTRa 、 TRb 、 TP、
c 、 TRdによって正逆方向に通電駆動される。ト
ランジスタTRa 、 TRbはPNP型であり、トラ
ンジスタTRc、TRdはNPN型である。トランジス
タTRaは制御回路1からの信号c1によって制御され
、トランジスタTRbは信号C□の反転信号によって制
御され、トランジスタTRcは制御回路1からの信号d
工によって制御され、トランジスタTRdは信号d1の
反転信号によって制御される。直列接続されたトランジ
スタTRaとトランジスタTRcの間には表示画素PB
aの表示電極が接続され、直列接続されたトランジスタ
TRbとトランジスタTRdの間には表示画素PBaの
対向電極が接続されている。従って、信号c1.d□が
共に「L」であればトランジスタTRa、TRdがオン
して表示画素PBaの表示電極側から対向電極側に電流
が流れてEC材が青色に変化し、信号c1.d□が共に
「H」であればトランジスタTRb 、 TRcがオン
して表示画素PBaの対向電極側から表示電極側に電流
が流れてEC材が消色し、白色に変化する。抵抗Ra、
Rb、Rc、Rdは電流制御用である。
他の表示画素PBb−PBeも同様に構成されたトラン
ジスタブリッジ回路によって同様に駆動されるようにな
っている。ただし、表示画素PBbのトランジスタブリ
ッジ回路は制御回路1からの信号CZId2で制御され
、同様に表示画素PBcのトランジスタブリッジ回路は
制御回路1からの信号C31d3で、表示画素PBdの
トランジスタブリッジ回路は制御□ 回路1からの信号
C11d4で、表示画素PBeのトランジスタブリッジ
回路は制御回路1からの信号C5+dSで制御される。
オペアンプOP工、OP2はエレクトロクロミック素子
駆動電源用アンプである。直流電源+Vccに抵抗R3
と半固定抵抗VR,を直列接続し、半固定抵抗VR。
で調整した分圧値をオペアンプOP、のプラス端子に入
力することによりプラス側の駆動電圧Vpb+を調整し
、直流電源+Vccに抵抗R4と抵抗Rsを直列接続し
て分圧し、この分圧値をオペアンプOP2のプラス端子
に入力することによりマイナス側の駆動電圧Vpb−を
調整し、これらプラス側の駆動電圧Vpb+とマイナス
側の駆動電圧Vpb−を前記各トランジスタブリッジ回
路に供給する。
第4図は、第1図について説明した表示画素Pcの昧動
回路の例を示す。表示画素Pcの一方の電極しこはオペ
アンプOP、から電圧が印加され、他方の電極にはオペ
アンプOP、から電圧が印加される。
オペアンプOP4は、電圧+Vccを抵抗R,,R,で
分圧した一定の電圧が入力されることにより、一定の電
圧を出力する。これに対しオペアンプOP3は、前述の
季節切換スイッチSw、が各側に切り換えられていると
きは半固定抵抗VR,と抵抗R6による電圧+Vccの
分圧値が入力され、上記スイッチSw1が裏側に切り換
えられているときは半固定抵抗VR,と抵抗R7による
電圧+Vccの分圧値が入力されるようになっていて、
夏と冬とでは、スイッチSv工の切り換えに応じてオペ
アンプOP3の出力電圧が切り換えられるようになって
いる。スイッチSw、は第2図に示すスイッチSν1と
連動する。
次に、上記実施例の動作を説明する。
第2図におけるサーミスタTHは周囲の温度の変化に応
じて抵抗が変化し、その出力電圧vOが変化する。換言
すれば電圧vOは周囲の温度に対応する。
また、この電圧VoはスイッチSv工が夏冬のどちら側
にあるかによっても異なる。電圧■0は各コンパレータ
CP□〜CP0゜のマイナス側に入力される。いま、各
コンパレータCP1〜CP□。の参照電圧■1〜V1.
Oを温度に対応させた場合、各半固定抵抗VR1〜■R
1゜によって各コンパレータCP1〜CPよ。は表1の
ように調節されているものとする。
表1 各コンパレータCP1〜CP工。の出力511sz +
・・・SL。は比較温度Trefより周囲温度Taが低
い場合にはrlJ、比較温度Trefより周囲温度Ta
が高い場合にはrlJとなる。いま、例えば冬(V)の
設定で周囲温度Taが22℃とすると、上記出力511
s21・・・SXOは表2のようになる。
表2 この出力信号のうちS□、S2.・・・S、の反転信号
はそれぞれアンド回路AX tA2 +・・・A、の一
方の端子に入力され、SS 1571・・・・S□。の
非反転信号はそれぞれアンド回路ALIAZ+・・・A
、の他方の端子に入力されるため、アンド回路AtyA
z+・・・A、の出力5a、Sb、・・・・Ssは表3
のようになる。
表3 発振器2からは第5図に示すようなりロックパルス(J
が出力され、制御回路1に入力されている。
クロックパルスGKは、rlJの時間をTh、「L」の
時間をTlとしたとき、Th=Tl=3(seC)とい
うように設定しておく。制御回路1は、パルスCKの立
ち上がりの瞬間に信号Sa 、 Sb 、・・・・Se
を取り込み、Th及びTlの時間に表4に示すような信
号C工、d1.・・・C3ld5を出力する。
表4 上記Thの時間とT1の時間は3秒に限らず適宜の時間
に設定して差し支えないが、後の説明で明らかなように
、ThとTlの時間の和の時間で周囲温度を検出し、温
度が変わっていればその表示を変化させるものであるか
ら、この時間が長いと温度が変わっても長い時間表示が
変わらないことになってしまう。従って、この点に留意
してThの時間とT1の時間を設定する。
ここで、表示画素PBaを例にして動作を見る。
トランジスタTRa、TRbの各エミッタにはオペアン
プOP1を通じて電圧Vpb+が印加され、トランジス
タTRc、TRdの各エミッタにはオペアンプOP2を
通じて電圧Vpb−が印加されている。Vpb+とVp
b−の関係は−Vpb+>vpb−になっている。いま
、クロックパルスCKがThのタイミングとすると、制
御回路1の出力C工t(hは共に「L」となり、トラン
ジスタTRaとトランジスタTRdがオンとなって表示
画素PBaの表示極側にVpb+が印加され、対向極側
にVpb−が印加されるため、青色の表示となる0次に
クロックパルスCKがTIのタイミングになると、制御
回路1の出力C工はrlJ、dlはrlJとなり、ブリ
ッジ接続された各トランジスタTRa、TRb、TRc
、TRdは総てオフとなる。従って、表示画素PBaの
表示極側も対向極側もオープン状態となって即動電流は
流れない。
このタイミングでは、エレクトロクロミック表示素子の
特性であるメモリー機能により上記Thの状態の青色の
表示が保持される。他の表示画素PBb〜PBdについ
ても、前述の表4で示す信号c21dZ l・・・C4
fd4が信号c1.d1と同じであることから明らかな
ように、表示画素PBaと同様に即動され、青色に発色
する。
これに対して表示画素PBeについては、クロックパル
スCKがThのタイミングでは表4に示すように制御回
路1の出力信号C6はrlJ、d、は「L」となり、ブ
リッジ接続された各トランジスタTRa、TRb、TR
c。
TRdは総てオフとなるため、保持状態となる。次にク
ロックパルスCKがT1のタイミングになると、制御回
路1の出力c1.d工は共にrlJとなり、ブリッジ接
続された各トランジスタTRa、TRb、TRc、TR
dのうちトランジスタTRa 、 TRdはオフ、トラ
ンジスタTRb 、 TRcはオンとなるため、表示画
素PBa−PBdの場合とは逆に対向極側から表示極側
に向かって電流が流れ、消色して白色となる。
以上のように表示画素PBa−PBeのうちPBa−P
Bdは青色になり、PBeだけが白色になる。これは、
前述のようにスイッチSv工を冬Vに設定した場合に、
周囲の温度が22℃のときは最適温度(表1で示す冬の
設定の中心値である20℃)よりも多少温度が高いこと
を意味している。以上の動作は、周囲の温度が変化しな
ければ変わりがなく、よって、各表示画素PBa−PB
eによる表示も不変となる。温度が変化すると、コンパ
レータCP1〜CPよ。の各出力が順次段階的に反転し
てアンド回路A1〜A5の出力Sa〜Seが段階的に反
転し、これに応じて制御回路1の出力C工、d1.・・
・・・cstdsも変化して各表示画素PBa−PBe
が段階的に青色又は白色に発消色する。こうして、周囲
温度が最適温度であれば、各表示画素PBa−PBeの
総てが青色になり、最適温度から高い方又は低い方にず
れるに従って、下側の表示画素から順に白色に変化する
EC材の異なる他のエレクトロクコミック素子Pcは季
節表示用であり、第4図に示すように、切換スイッチS
V工が冬Vに切り換えられているか夏Sに切り換えられ
ているかによって素子Pcに印加される電圧が切り換え
られ、素子Pcの発色が変わるようになっている。具体
的には、冬すの設定では茶色、夏Sの設定では緑色に発
色するようにして季節感を出すようになっている。
以上述べた実施例の動作で注目すべき点は、一つのセル
に分割して形成された複数の画素PBa 、・・・PB
eの駆動電流の方向は、クロックパルスCKがrlJの
タイミングであるか又は「L」のタイミングであるかに
よって決定され、上記各画素の駆動電流の方向が互いに
逆になるタイミングはないという点である。仮りに同じ
タイミングで複数の画素が互いに異なる方向に駆動され
て一方の画素が白から青に変化しているとき、他方の画
素が青から白に変化するとすれば、初めに述べたように
複数の画素の表示極相互間及び対向極相互間で酸化還元
反応が進み、 EC材の劣化を加速することになる。し
かし、上記実施例では、エレクトロクロミック素子の特
性であるメモリー機能を利用して、青から白に変化させ
ようとする画素の電圧印加タイミングと白から青に変化
させようとする画素の電圧印加タイミングとを異ならせ
たため、複数の画素の表示極相互間及び対向極相互間で
の酸化還元反応を防止することができ、これによりEC
材の劣化の加速を防止してエレクトロクロミック素子の
表示寿命を飛躍的に延ばすことができる。
なお、温度の変化を同じ色の表示画素の増減で表示する
ことなく、各温度に対応させて表示画素を設け1周囲部
度に対応した画素のみを駆動してその温度を表示させる
ようにしてもよい。表示の対象は温度に限らず、湿度、
濃度、速度、流量その他の物理量の表示等に用いること
ができる。エレクトロクロミック素子の形式は任意であ
り、また、図示の実施例のように異なった形式の素子を
任意に組み合わせてもよい。
(発明の効果) 本発明によれば、エレクトロクロミック素子の特性であ
るメモリー機能を利用して、複数の画素の一方向への駆
動タイミングと逆方向への駆動タイミングとを異ならせ
たため、複数の画素の表示極相互間及び対向極相互間で
の酸化還元反応を防止してEC材の劣化の加速を防止す
ることができ、これによってエレクトロクロミック素子
の繰返し表示寿命を飛躍的に延ばすことが可能になった
図面の簡単な説明 第1図は本発明装置を適用可能なエレクトロクロミック
素子の例を示す正面図、第2図は本発明装置に適用可能
な開動回路の例を示す回路図、第3図は本発明装置に適
用可能な電源供給回路の例を示す回路図、第4図は本発
明装置に適用可能な駆動回路の別の例を示す回路図、第
5図は第2図の回路におけるクロックパルスの例を示す
波形図、第6図は一般的に考えられる列設された複数の
エレクトロクロミック素子の駆動方法の列を示す結線図
である。
PBa、PBb、PBc、PBd、PBe・・・エレク
トロクロミック素子、 1・・・制御回路。
第1図 第3図       第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一つのセルを複数の画素に分割してなるエレクトロクロ
    ミック素子と、上記複数の画素を独立して駆動する制御
    回路を有してなるエレクトロクロミック表示装置であっ
    て、上記制御回路は、上記複数の画素の一方向への駆動
    タイミングと逆方向への駆動タイミングとを異ならせる
    ものであることを特徴とするエレクトロクロミック表示
    装置。
JP13106089A 1989-05-24 1989-05-24 エレクトロクロミック表示装置 Expired - Lifetime JPH07109461B2 (ja)

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