JPS6131851B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6131851B2
JPS6131851B2 JP7811077A JP7811077A JPS6131851B2 JP S6131851 B2 JPS6131851 B2 JP S6131851B2 JP 7811077 A JP7811077 A JP 7811077A JP 7811077 A JP7811077 A JP 7811077A JP S6131851 B2 JPS6131851 B2 JP S6131851B2
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JP
Japan
Prior art keywords
display
erasing
segment
electrode
coloring
Prior art date
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Expired
Application number
JP7811077A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5391599A (en
Inventor
Hiroshi Hamada
Hiroshi Nakauchi
Yasuhiko Inami
Sadatoshi Takechi
Hisashi Kamiide
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP7811077A priority Critical patent/JPS5391599A/en
Priority to DE2802235A priority patent/DE2802235C3/en
Priority to CH59878A priority patent/CH621452B/en
Priority to US05/871,040 priority patent/US4209770A/en
Publication of JPS5391599A publication Critical patent/JPS5391599A/en
Publication of JPS6131851B2 publication Critical patent/JPS6131851B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <梗概> 本発明は少なくとも一方が透明な2枚の基板
と、該基板の互いに対向する面上に設けられた少
なくとも一方が透明な電極と、これら電極に印加
された電圧もしくは電流により可逆的に可視光吸
収特性の変化する物質(いわゆるエレクトロクロ
ミツク物質、以下「EC物質」と略す。)からなる
表示装置(いわゆるエレクトロクロミツクデイス
プレイ、以下「ECD」と略す。)の駆動方法に関
するものである。更に具体的には、対向電極を接
地し、消色状態から着色状態に変化させるべきセ
グメント(複数の表示電極を適宜選択して、その
組合せで表示を行なう場合、個々の表示電極をセ
グメントと称する。)は負の定電圧源で一定時間
駆動し(これを書込と称す。)、着色状態から消色
状態に変化させるべきセグメントは正の定電圧源
で一定時間駆動(これを消去と称す。)する方式
において、書込と消去を同時に開始し表示情報の
更新に要する時間の短縮を図るものである。
[Detailed Description of the Invention] <Summary> The present invention comprises two substrates, at least one of which is transparent, an electrode, at least one of which is transparent, provided on opposing surfaces of the substrates, and an electric current applied to these electrodes. A display device (so-called electrochromic display, hereinafter abbreviated as "ECD") consisting of a substance whose visible light absorption characteristics change reversibly with voltage or current (so-called electrochromic material, hereinafter abbreviated as "EC material"). The present invention relates to a driving method. More specifically, the counter electrode is grounded, and a segment is to be changed from a decolored state to a colored state (when a plurality of display electrodes are appropriately selected and a display is performed by a combination thereof, each display electrode is called a segment). ) is driven for a certain period of time with a negative constant voltage source (this is called writing), and the segment to be changed from the colored state to the uncolored state is driven for a certain period of time with a positive constant voltage source (this is called erasing). ), writing and erasing are started at the same time to reduce the time required to update display information.

この方式で、消去時間を長くする事により、フ
オトクロミズム(光の照射によりEC物質が着色
する現象)及び「消え残り」(消去の駆動条件が
不適当であると消去が完全におこなわれず、着色
が著積されていく現象)による表示品位の劣化を
防ぎ、さらに「リフレツシユ法」を併用する事に
より、良好な表示状態を長期にわたつて得ようと
するものである。
With this method, by increasing the erasing time, photochromism (a phenomenon in which EC materials are colored by irradiation with light) and "remaining erasing" (if the erasing driving conditions are inappropriate, erasing is not completed completely, resulting in discoloration) This method aims to prevent the deterioration of display quality due to the phenomenon in which a large number of particles are accumulated, and to obtain a good display condition over a long period of time by using the "refresh method" in combination.

<先行技術> まず、以下にECDの概要を述べる。ECDとし
て注目されている系に次のようなタイプがある。
<Prior Art> First, an overview of ECD will be described below. The following types of systems are attracting attention as ECD.

第1のタイプは溶液中のエレクトロクロミツク
物質(以下EC物質と略す)を電気化学的に酸化
または還元し反応生成物を電極上に析出させて表
示を行なうものである。代表的な例としては特開
昭47−1562号に記述されているヘプチルビオロゲ
ンを用いる系が挙げられる。この系では表示電極
を陰極として通電する事により赤紫色の不溶の皮
膜が電極上に形成され、駆動回路から切り離し、
電気的に開放状態にすれば、その着色が維持され
(メモリー機能)、陽極として通電することによつ
て消失する。この反応式を次に示す。
The first type is one in which an electrochromic substance (hereinafter abbreviated as EC substance) in a solution is electrochemically oxidized or reduced, and a reaction product is deposited on an electrode for display. A typical example is a system using heptyl viologen described in JP-A-47-1562. In this system, by energizing the display electrode as a cathode, a reddish-purple insoluble film is formed on the electrode, which is separated from the drive circuit.
If it is electrically open, its coloring is maintained (memory function), and it disappears when it is energized as an anode. This reaction formula is shown below.

右向きの反応で着色し、左向きの反応で消色す
る。
A reaction that goes to the right colors it, and a reaction that goes to the left decolors it.

第2のタイプは固体のEC物質を薄膜状にして
表示電極上に設け、電解液中で電気化学的に酸化
あるいは還元してEC物質の可視光吸収特性を変
化させるものである。このタイプのEC物質とし
ては遷移金属化合物(特に酸化物、硫化物)が知
られており、その中でも三酸化タングステンの蒸
着膜についてはRCA Review 36 177(1975)に
詳述されている。この系での着色機構は電解液よ
りプロトン、電極より電子が同時に注入されるこ
とによりタングステンブロンズが形成されという
説が有力である。反応式は次の通りである。
In the second type, a solid EC material is formed into a thin film and placed on the display electrode, and is electrochemically oxidized or reduced in an electrolytic solution to change the visible light absorption characteristics of the EC material. Transition metal compounds (particularly oxides and sulfides) are known as this type of EC substance, and among them, a vapor-deposited film of tungsten trioxide is detailed in RCA Review 36 177 (1975). The most likely theory is that the coloring mechanism in this system is that tungsten bronze is formed by simultaneous injection of protons from the electrolyte and electrons from the electrode. The reaction formula is as follows.

この系でも表示電極を陰極として通電すると右
向きに反応が進み、青色に着色し、陽極として通
電すると左向きに反応が進み消色する。またメモ
リー機能も同様である。尚、プロトンの代りに電
解液としてプロピレンカーボネイトにLiClO4
溶解した物を用いLiイオンの注入によつても着色
するという報告があり、(SID 75 digest P.50)
本件発明者によつても種々の有機溶媒で確認され
ている。例えば特願昭51−22969号(特開昭52−
105586)「エレクトロクロミツク表示装置」、特願
昭51−45227号(特開昭52−127486)「エレクトロ
クロミツク表示装置」特願昭52−16933号(特開
昭53−102286)「エレクトロクロミツク表示装
置」がある。
Even in this system, when current is applied to the display electrode as a cathode, the reaction proceeds to the right and the color becomes blue, and when electricity is applied to the display electrode as an anode, the reaction proceeds to the left and the color disappears. The same goes for the memory function. Furthermore, there is a report that coloring occurs when Li ions are injected using an electrolyte prepared by dissolving LiClO 4 in propylene carbonate instead of protons (SID 75 digest P.50).
It has also been confirmed by the inventor of the present invention using various organic solvents. For example, Japanese Patent Application No. 51-22969
105586) "Electrochromic display device", Japanese Patent Application No. 51-45227 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-127486) "Electrochromic display device" There is a "Tsuku display device".

第1図にこのタイプのECDセルの構造の模式
図を示す。図中1は透明絶縁物基板、2は表示電
極、3は対向電極、4は参照電極、5はスペー
サ、6は電解液、7は表示電極2及び対向電極3
上に設けたEC物質の膜、8は表示電極2の保護
用の絶縁膜である。
Figure 1 shows a schematic diagram of the structure of this type of ECD cell. In the figure, 1 is a transparent insulator substrate, 2 is a display electrode, 3 is a counter electrode, 4 is a reference electrode, 5 is a spacer, 6 is an electrolyte, 7 is a display electrode 2 and a counter electrode 3
The EC material film 8 provided above is an insulating film for protecting the display electrodes 2.

第3のタイプは第2のタイプと同様のEC物質
を用いるが、電解液を用いず固体電解質(電子伝
導に対しては絶縁体で、イオン伝導性のある物
質)を用いる系である。代表例は米国特許
3521941号に記述されている。この場合の着色機
構の説明には、吸着された水分が電解液として働
き第2のタイプと本質的には同じであるという説
と、酸素空孔等によるカラーセンター説とがあ
る。
The third type uses the same EC material as the second type, but uses a solid electrolyte (a material that is an insulator for electron conduction and has ion conductivity) instead of an electrolyte. A typical example is a US patent
Described in No. 3521941. There are two explanations for the coloring mechanism in this case: one is that the adsorbed water acts as an electrolyte and is essentially the same as the second type, and the other is that the color center is caused by oxygen vacancies.

このようにECDには種々のタイプがあると共
通した特徴を列記する。
In this way, the common characteristics of the various types of ECD are listed.

(1) 駆動電圧が低い。(数ボルト以下) (2) 印加電圧を除去した(オープン状態)後も数
時間ないし数日間表示状態が持続する。(メモ
リー機能) (3) 低消費電力。(1回の書込みまたは消去に必
要なエネルギーは数mJ/cm2〜数10mJ/cm2であ
る。) (4) 着色濃度は表示電極の単位面積当りに流れた
電荷の密度によつて一義的に決まる。
(1) Driving voltage is low. (Several volts or less) (2) The display state continues for several hours or several days even after the applied voltage is removed (open state). (Memory function) (3) Low power consumption. (The energy required for one writing or erasing is several mJ/cm 2 to several tens of mJ/cm 2. ) (4) Coloring density is uniquely determined by the density of charges flowing per unit area of the display electrode. It is decided.

(5) コントラストが良好で視角依存性がない。(5) Good contrast and no viewing angle dependence.

(6) パツシブ・デイスプレイなので周囲が明るく
ても見やすい。
(6) Passive display makes it easy to see even in bright surroundings.

(7) 表示の平面性がよく、表示パターンの形状の
自由度が大きい。
(7) The flatness of the display is good, and the degree of freedom in the shape of the display pattern is large.

(8) 1、3の特徴から半導体素子による駆動が容
易である。
(8) Due to the features 1 and 3, it is easy to drive with a semiconductor element.

次にECDの駆動法について述べる。駆動法に
は大別して次の3種がある。
Next, we will discuss the ECD driving method. There are three main types of driving methods:

(1) 定電位駆動法 この駆動法は電極反応解析に用いられる定電
位電解法をそのままECD駆動に用いたもの
で、表示電極、対向電極の他に、参照電極を設
け、これにより表示電極の電位を検出し、これ
が一定になるように対向電極電圧に負帰還をか
ける。この方法では対向電極での反応による電
圧降下分が変化しても、表示電極の電位は一定
に保たれる。また副反応も起り難いという長所
がある。
(1) Constant potential driving method This driving method uses the constant potential electrolysis method used for electrode reaction analysis as is for ECD driving.In addition to the display electrode and the counter electrode, a reference electrode is provided, which allows the display electrode to The potential is detected and negative feedback is applied to the counter electrode voltage to keep it constant. In this method, even if the voltage drop caused by the reaction at the counter electrode changes, the potential of the display electrode is kept constant. Another advantage is that side reactions are unlikely to occur.

一方、線形増幅器が必要な為、デイジタル回
路を含めたECD駆動回路の1チツプI.C.化は現
在の技術では困難である。また、線形増幅器の
電源として±4.5V程度の正負二電源が必要で
あり、ECD自体の駆動電圧に比べて高いの
で、電源電圧の利用率が低く、消費電力の点で
不利である。
On the other hand, since a linear amplifier is required, it is difficult to integrate an ECD drive circuit including a digital circuit into a single chip IC using current technology. Furthermore, as a power source for the linear amplifier, two positive and negative power supplies of about ±4.5 V are required, which is higher than the drive voltage of the ECD itself, so the utilization rate of the power supply voltage is low, which is disadvantageous in terms of power consumption.

(2) 定電流駆動法 ECDの着色濃度は単位面積当りの電荷密度
によつて一義的に決まる。それで、表示面積に
応じた一定電流を一定時間流し込むことによ
り、一定の電荷密度にすることができ、着色濃
度を一定にすることができる。この方法によれ
ば、着色濃度の温度依存性を除くことができ
る。しかし、駆動回路の量産を考える場合、次
の点が問題となる。第一は電流の設定値のバラ
ツキが大きい事、第二は駆動すべき表示面積に
応じて電流値を変化させなければならない。従
つて文字の形状や大きさが異なると互換性がな
くなる。また定電流駆動を行なうには、例えば
トランジスタを能動領域で使用する必要があ
り、飽和領域で使用できる定電圧駆動と比較し
て、電源電圧利用率が低くなる。
(2) Constant current driving method The color density of ECD is uniquely determined by the charge density per unit area. Therefore, by flowing a constant current corresponding to the display area for a certain period of time, it is possible to maintain a constant charge density and to maintain a constant coloring density. According to this method, temperature dependence of color density can be eliminated. However, when considering mass production of drive circuits, the following points arise. The first is that the set value of the current varies widely, and the second is that the current value must be changed depending on the display area to be driven. Therefore, if the shapes and sizes of characters differ, they become incompatible. Further, in order to perform constant current driving, it is necessary to use, for example, a transistor in an active region, which lowers the power supply voltage utilization rate compared to constant voltage driving which can be used in a saturated region.

(3) 定電圧駆動法 この駆動法は表示電極・対向電極間に一定電
圧を一定時間印加するというものである。この
方式は駆動回路はデイジタル回路のみで構成で
き、前記2種の駆動法と比べて、論理回路を含
めた1チツプIC化が行ないやすい。またトラ
ンジスタを活性領域で使用する必要がない為、
電源電圧利用率が最も高い。しかし、他の駆動
法と違い対向電極での反応による電圧降下の影
響を直接受けるので、次のような特性が要求さ
れる。
(3) Constant voltage driving method This driving method applies a constant voltage between the display electrode and the counter electrode for a certain period of time. In this method, the drive circuit can be constructed of only digital circuits, and compared to the two types of drive methods described above, it is easier to implement a single-chip IC including a logic circuit. Also, since there is no need to use transistors in the active region,
Highest power supply voltage utilization rate. However, unlike other driving methods, it is directly affected by the voltage drop caused by the reaction at the opposing electrode, and therefore requires the following characteristics.

対向電極の電位(起動力)が安定してお
り、着色セグメント数の多寡による変化が小
さい事。
The potential (starting force) of the counter electrode is stable, and changes due to the number of colored segments are small.

対向電極での反応の過電圧が小さい事。 The overvoltage of the reaction at the counter electrode is small.

セグメントのリード部の抵抗が小さく、そ
の値はセグメントの表示面積に反比例してい
る事。
The resistance of the lead part of the segment is small, and its value is inversely proportional to the display area of the segment.

これらの条件が満されないと、着色濃度が変
動したり、セグメント間での応答速度のバラツ
キが起こる。本発明者らは、以下に実施例に示
す構成法により、定電圧駆動法によつても実用
上問題のない特性のECDセルを得る事ができ
た。
If these conditions are not met, the coloring density will fluctuate and the response speed will vary between segments. The present inventors were able to obtain an ECD cell with practically acceptable characteristics even when using a constant voltage drive method using the construction method shown in the Examples below.

さて、ECDには前述のようにメモリー機能
があり、着色濃度は電荷密度に比例するので、
一つのセグメントに何度も書込を行なうと着色
濃度はそれに応じて濃くなつて行き、一回しか
書込んでいないセグメントと濃さの差ができて
しまう。それで、書込が重複しないようにする
必要が生じる。この具体的方法には次の2つの
方法がある。
Now, as mentioned above, ECD has a memory function, and the coloring density is proportional to the charge density, so
When one segment is written many times, the coloring density becomes darker accordingly, resulting in a difference in density from a segment written only once. Therefore, it is necessary to prevent duplicate writing. There are two specific methods for this:

〔A〕 表示情報を変える度毎に、一旦前の表
示を全部消去し、改めて必要なセグメントだ
けを選択して書込を行なう方式。この方式で
は次に述べる〔B〕の方式に比べて、消費電
力が大きくなるという短所がある。また、書
込、消去に要する時間をそれぞれτW、τE
とすると、表示情報の変更にはτW+τEの
時間を必要とする。
[A] A method in which every time display information is changed, all the previous display is erased, and only the necessary segments are selected and written. This method has the disadvantage that it consumes more power than the method [B] described below. Also, the times required for writing and erasing are τW and τE, respectively.
Then, changing the display information requires a time of τW+τE.

〔B〕 前回の表示内容と新しい表示内容を比
較し、共通部分はそのままの状態(メモリー
状態)に保つておき、着色状態から消去状態
への変化あるいはその逆の変化の必要なセグ
メントのみを駆動する方式である(以下「部
分消去方式」と称す。)。例えば第2図のよう
な7セグメント型のパターンで「2」から
「3」へ表示を変化させる場合、「2」の状態
で着色しているのはa、b、d、e、gの各
セグメントであり、「3」の状態ではa、
b、c、d、gの各セグメントであるから、
eセグメントを消色しcセグメントを着色す
ればよいことになる。
[B] Compare the previous display content with the new display content, keep the common parts as they are (memory state), and drive only the segments that need to change from the colored state to the erased state or vice versa. (hereinafter referred to as "partial erasure method"). For example, when changing the display from ``2'' to ``3'' in a 7-segment pattern as shown in Figure 2, each of a, b, d, e, and g is colored in the ``2'' state. segment, and in the state of "3", a,
Since each segment is b, c, d, and g,
All that is required is to erase the e-segment and color the c-segment.

この方式で0〜9の数字を順次表示する
と、前記〔A〕方式に比べ3/10の駆動回数で
済み、大幅に消費電力の低減を図ることがで
きる。
If the numbers 0 to 9 are displayed sequentially using this method, the number of drives is 3/10 compared to the method [A], and power consumption can be significantly reduced.

この方式は本件発明者等が特願昭50−
152354号(特開昭52−75292)(50年12月19
日)「表示装置の駆動方法」として出願中で
ある。
This method was proposed by the inventors of the present invention in a patent application filed in 1973.
No. 152354 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-75292) (December 19, 1950)
(Japanese) The application is currently being filed as a "method for driving a display device."

これには、あるセグメントが前回着色して
いたかどうかをデータ・フリツプフロツプに
記憶させておく例が示されている。また、各
セグメントの電位を検出して、そのセグメン
トが着色しているか否かを判別する判断する
事もできる。この方法の例は実願昭51−
53545号(実開昭52−145783)「エレクトロク
ロミツク表示装置」(昭和51年4月28日出
願)に、さらに改良された例が特願昭51−
154768号(特開昭53−76850)「積算駆動回路
及び車両の表示装置」およびその分割出願で
ある特願昭52−20494号(特開昭53−76700)
「エレクトロクロミツク表示装置の駆動装
置」(昭和52年2月25日出願)に示されてい
る。また、時計や計数器のように表示数字の
変化の順序が決まつているものでは、それぞ
れのセグメントが非選択から選択に変る時の
み、あるいはその逆の時のみ出力が「1」と
なるようなデコーダーを構成し、その出力信
号によつて駆動制御を行なつてもよい。第3
図に0から順に1づつ増えていく場合に書込
を行なうべき時にのみ「1」となるデコーダ
ーの例を示す。
This shows an example in which a data flip-flop stores whether a segment was previously colored. It is also possible to detect the potential of each segment and determine whether or not that segment is colored. An example of this method is
No. 53545 (Utility Model Application No. 52-145783) "Electrochromic Display Device" (filed on April 28, 1975), and a further improved example
No. 154768 (Unexamined Japanese Patent Publication No. 53-76850) "Integration drive circuit and vehicle display device" and its divisional application, Japanese Patent Application No. 52-20494 (Unexamined Japanese Patent Publication No. 53-76700)
This is shown in "Driving device for electrochromic display device" (filed on February 25, 1978). In addition, in devices such as clocks and counters where the order in which the displayed numbers change is determined, the output becomes "1" only when each segment changes from non-selected to selected, or vice versa. Alternatively, a decoder may be configured and the drive control may be performed based on the output signal thereof. Third
The figure shows an example of a decoder in which the value becomes "1" only when writing is to be performed when the value is incremented by 1 from 0.

<本発明の目的> ところで、上記「部分消去方式」と定電流駆動
法あるいは定電圧駆動法を組合せ、対向電極を接
地する事により、例えばaセグメントを書込みつ
つ、bセグメントを消去する事が可能となる。
(以下「同時書込消去」と称す。)この方法によれ
ば、表示情報を変更するのに必要な時間が短縮さ
れる。つまり、τWとτEの大きい方の時間で表
示の変更が完了する。尚、この場合、書込セグメ
ントと消去セグメント間には、書込電圧と消去電
圧の和が印加される事になるが、応答特性の悪い
ECD素子を実用的な速さ(例えば500msec)で
駆動する為には、この電圧の和は3.5Vを超えて
しまう。このような高電圧を印加すると、EC物
質の劣化、電解液の分解透明導電膜の還元等の不
良が発生し、素子の寿命を著しく縮めてしまう。
しかし、本発明者等は以下の実施例に示す素子作
成法により、応答特性が良く、(従つて低電圧で
駆動できる)寿命の長い素子を得る事ができた。
これは本発明による駆動法にふさわしい特性を備
えている。
<Object of the present invention> By the way, by combining the above-mentioned "partial erase method" with a constant current driving method or a constant voltage driving method, and by grounding the opposing electrode, it is possible to erase the b segment while writing the a segment, for example. becomes.
(Hereinafter referred to as "simultaneous writing and erasing.") According to this method, the time required to change display information is shortened. In other words, the display change is completed in the time which is the larger of τW and τE. In this case, the sum of the write voltage and erase voltage is applied between the write segment and the erase segment, but the response characteristics are poor.
In order to drive the ECD element at a practical speed (for example, 500 msec), the sum of these voltages must exceed 3.5V. When such a high voltage is applied, defects such as deterioration of the EC material, decomposition of the electrolyte, and reduction of the transparent conductive film occur, which significantly shortens the life of the element.
However, the inventors of the present invention were able to obtain an element with good response characteristics and a long life (thus, it can be driven at a low voltage) using the element manufacturing method shown in the following examples.
This has characteristics suitable for the driving method according to the invention.

また本発明は消去電圧印加時間を充分とる事に
より「フオトクロミズム」及び「消え残り」によ
る表示品位の劣化を防ごうとするものである。こ
の発想は特願昭51−111381号(特開昭53−37050
「表示装置の駆動方式」(昭和51年9月16日出願)
及び特願昭52−46097号(特開昭53−130996)「表
示装置の駆動方式」(昭和52年4月20日出願)に
も述べられている。
Furthermore, the present invention attempts to prevent deterioration of display quality due to "photochromism" and "remaining erasure" by providing a sufficient time for applying the erase voltage. This idea was published in Japanese Patent Application No. 51-111381 (Japanese Patent Application No. 53-37050).
"Display device drive method" (filed on September 16, 1975)
It is also described in Japanese Patent Application No. 52-46097 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-130996) entitled "Driving System for Display Device" (filed on April 20, 1978).

更に本発明は、着色セグメントがメモリー期間
中に徐々に褪色し、表示品位が低下してくるの
で、これを「リフレツシユ」しようというもので
ある。褪色の原因としては電解液中の溶存酸素、
駆動回路をメモリー状態にした時の漏れ電流等が
考えられる。この「リフレツシユ法」は前記特願
昭50−152354号(特開昭52−75292)及びその改
良された発明が特願昭50−89342号(特開昭52−
13341)「エレクトロクロミツク表示装置のメモリ
ー回生方法」として本件発明者等によつて出願中
である。以上、本発明の思想を説明した。
Furthermore, the present invention attempts to "refresh" the colored segments, which gradually fade during the memory period and the display quality deteriorates. Discoloration is caused by dissolved oxygen in the electrolyte,
Possible causes include leakage current when the drive circuit is in the memory state. This "refresh method" is based on the aforementioned Japanese Patent Application No. 50-152354 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-75292) and its improved invention is published in Japanese Patent Application No. 50-89342 (Unexamined Japanese Patent Application No. 52-89342).
13341) The present inventors are currently filing an application as "Memory regeneration method for electrochromic display device." The idea of the present invention has been explained above.

<好ましい実施例> 次に本発明の一実施例を述べる。まずECDセ
ルの作成法は以下の通りである。
<Preferred Embodiment> Next, an embodiment of the present invention will be described. First, the method for creating an ECD cell is as follows.

ガラス製の基板上に透明導電膜としてIn2O3
電子ビーム加熱真空蒸着により2000Åの膜厚に蒸
着し、表示電極2を形成する。この膜の面抵抗は
20Ω/sqであつた。次にEC物質としてWO3を抵
抗加熱により真空蒸着する。蒸着条件は基板温度
350℃、膜厚5000Å、蒸着速度10Å/sec、圧力5
×10-4Torr(O2分圧)であり、メタルマスクを
用いて表示部にのみ蒸着を行なつた。次いで、表
示電極をフオトエツチング法によりセグメントに
分割した。In2O3のエツチングにはFeCl3をHClに
溶解した物を用いた。さらに表示電極の引き出し
部には保護の為にSiOを5000Å真空蒸着する。こ
れを前面基板とする。一方、別のガラス基板に
Niを2000Å蒸着して対向電極3とした。この膜
の面抵抗は2Ω/sq以下であつた。本発明の場
合、前述の「部分消去方式」でセグメントの着
色・消色の判断を電位検出によつて行なうために
参照電極4が必要になるので、前記Ni膜を分割
して参照電極4として用いる。他の方法による場
合はこの操作は不要である。次いで対向電極3の
上にWO3を蒸着した。蒸着条件は前述の通りで
ある。このようにして各電極の設けられた2枚の
基板を、1mm角のガラス棒をスペーサ5として貼
合せた。この際、表示の背景を白色にする為に多
孔性白色セラミツク板を内部に封入した。この目
的は対向電極を隠す事。表示電極に近接して
背景材を設ける事により、視差がなくなり、ま
た、入射孔が2回EC物質膜を通つて観察される
ので透過型に比べて同一電荷密度でのコントラス
ト比(着色状態と消色状態との光透過率、または
光反射率の比)が向上する事の2点である。この
ようにして作成したECDセルに電解液を注入
し、前記多孔性白色セラミツク板に浸透させた
後、注入口を封止した。電解液はγ−ブチロラク
トンにLiClO4を1.0mol/の濃度に溶解したもの
を用いた。
In 2 O 3 is deposited as a transparent conductive film on a glass substrate to a thickness of 2000 Å by electron beam heating vacuum evaporation to form display electrodes 2 . The sheet resistance of this film is
It was 20Ω/sq. Next, WO 3 is vacuum-deposited as an EC substance by resistance heating. Vapor deposition conditions are substrate temperature
350℃, film thickness 5000Å, deposition rate 10Å/sec, pressure 5
×10 -4 Torr (O 2 partial pressure), and vapor deposition was performed only on the display area using a metal mask. Next, the display electrode was divided into segments by photoetching. For etching In 2 O 3 , FeCl 3 dissolved in HCl was used. Furthermore, SiO is vacuum-deposited to a thickness of 5000 Å on the lead-out portion of the display electrode for protection. This will be the front board. Meanwhile, on another glass substrate
A counter electrode 3 was formed by vapor depositing Ni to a thickness of 2000 Å. The sheet resistance of this film was 2Ω/sq or less. In the case of the present invention, the reference electrode 4 is required in order to judge whether to color or decolorize the segment by detecting the potential in the above-mentioned "partial erasure method", so the Ni film is divided and used as the reference electrode 4. use This operation is not necessary if other methods are used. Next, WO 3 was deposited on the counter electrode 3. The deposition conditions were as described above. In this way, the two substrates provided with each electrode were bonded together using a 1 mm square glass rod as a spacer 5. At this time, a porous white ceramic plate was enclosed inside to make the background of the display white. The purpose of this is to hide the counter electrode. By providing a background material close to the display electrode, parallax is eliminated, and since the incident hole is observed twice through the EC material film, the contrast ratio at the same charge density (coloring state and Two points are that the ratio of light transmittance or light reflectance to the decolorized state is improved. An electrolytic solution was injected into the ECD cell thus prepared, and after permeating into the porous white ceramic plate, the injection port was sealed. The electrolyte used was LiClO 4 dissolved in γ-butyrolactone at a concentration of 1.0 mol/.

次に駆動回路を説明する。まず駆動判断回路に
より、駆動すべきか否かを判断する。前述のよう
にこれには専用のデーコーダーを設ける方法(第
3図)、データーフリツプフロツプ40に前の状
態を記憶させておく方法(第4図)、セグメント
の電位を検出する方法(第5図)がある。第6図
にNiを参照電極として用いた時のセグメントの
電位とコントラスト比を示した。コントラスト比
はEC物質の膜厚及び測定光源の波長によつても
変化するが、前述のセルのコントラスト比を
590nmで測定すると電位が−500mVの時、10:
1程度であつた。Vcompは適当なコントラスト
比に対応する電位に設定しておく。本実施例では
−0.4〜−0.2Vが適当であつた。これよりも着色
が薄いと消色状態と見なされ、新たに書込が行な
われる。第3図、第4図、第5図の出力の書込信
号Swはいずれも前の表示状態をS′(着色状態を
「1」、消色状態を「0」とする。)、新しい表示状
態をSとすると、Sw=′・Sで表わされ、新た
に書込む必要のある時だけ「1」となる。尚、S
は通常の「BCD to7セグメントデコーダ」の出力
で、各セグメントに対応する波形は第2図cに示
されている。ここでは書込みを行なうかどうかの
判断を行なう回路について述べたが、消去信号
Se=S′・についても同様に構成できる。また
消去電圧は何度重ねて印加されてもかまわないの
で、Se=としてもよい。消色が完了した後は
電流はほとんど流れないので、このようにしても
消費電力の増加はごくわずかである。
Next, the drive circuit will be explained. First, a drive determination circuit determines whether or not to drive. As mentioned above, this can be done by providing a dedicated decoder (Fig. 3), by storing the previous state in the data flip-flop 40 (Fig. 4), or by detecting the segment potential (Fig. 4). Figure 5). Figure 6 shows the segment potential and contrast ratio when Ni was used as a reference electrode. The contrast ratio also changes depending on the film thickness of the EC material and the wavelength of the measurement light source, but the contrast ratio of the cell mentioned above is
When the potential is -500mV when measured at 590nm, 10:
It was about 1. Vcomp is set to a potential corresponding to an appropriate contrast ratio. In this example, -0.4 to -0.2V was appropriate. If the color is lighter than this, it is considered to be in a decolored state, and new writing is performed. The output write signals Sw in FIGS. 3, 4, and 5 all indicate the previous display state as S' (the colored state is "1" and the uncolored state is "0"), and the new display If the state is S, it is expressed as Sw='·S, and becomes "1" only when new writing is necessary. Furthermore, S
is the output of a normal "BCD to 7 segment decoder", and the waveforms corresponding to each segment are shown in Figure 2c. Here we have described the circuit that determines whether or not to write, but the erase signal
Se=S′・ can also be constructed in the same way. Furthermore, since it does not matter how many times the erase voltage is applied, Se= may be used. Since almost no current flows after color erasure is completed, the increase in power consumption is very small even if this is done.

このようにして得た信号Sw,Seとは別に書込
時間τw、消去時間τeを決めるパルスW,Eを
使つて、これと信号Sw,Seとの論理積Sw・E、
Se・Eによつて各セグメントに設けられた半導
体スイツチを開閉し駆動を行なう。
In addition to the signals Sw and Se obtained in this way, the pulses W and E that determine the write time τw and the erase time τe are used to generate the logical product Sw・E of these and the signals Sw and Se.
The semiconductor switches provided in each segment are opened/closed and driven by Se/E.

電子時計に用いる場合には、パルスW,Eには
分周回路の途中から適当なパルス幅の信号を選び
出して用いる事ができる。表示の変化が非周期的
な場合には、ワンシヨツトマルチバイブレーター
を用いる事ができる。「リフレツシユ信号R」が
入つた時には、前回着色していたセグメント全部
を一旦消去し、改めて必要なセグメントだけを書
込まなければならないので、パルスEを先にし、
その後でパルスWが始まるようにしなければなら
ない。従つて、書込用半導体スイツチは(Sw+
R・S)・Wによつて閉じ、消去用半導体スイツ
チは(Se+R)・Eによつて閉じる。また「常時
消去」を行なう場合は+R・Eによつて行なえ
ばよい。第7図に後者のブロツク図を示す。図
中、11,12はそれぞれ立ち下りによつてトリ
ガーされる書込パルス発生用、消去パルス発生用
ワンシヨツトマルチバイブレーターであり、1
3,14はそれぞれ書込用、消去用定電圧源であ
る。第8図にタイムチヤートを示す。Vはセグメ
ントに印加される電圧で、破線の部分は高インピ
ーダンスに保たれた状態を表わす。Iは電流で、
消去方向を正とした。C,Rはコントラスト比を
表わす。尚、リフレツシユ信号Rは手動で入れて
もよく、また時計等の場合には、一定時間毎、あ
るいはカウンター等の場合は適当な桁が繰り上る
度毎にリフレツシユ信号Rが入るように構成する
事もできる。尚、リフレツシユ信号RはWパル
ス、Eパルスの途中で始つたり、終つたりしない
ようにクロツクパルスClと同期をとつておかな
ければならない。
When used in an electronic timepiece, signals with appropriate pulse widths can be selected from the middle of the frequency dividing circuit and used for the pulses W and E. If the display changes are non-periodic, a one-shot multivibrator can be used. When the "refresh signal R" is input, all the segments that were colored last time must be erased and only the necessary segments must be written again, so pulse E should be applied first.
Then the pulse W must begin. Therefore, the writing semiconductor switch is (Sw+
It is closed by R.S).W, and the erase semiconductor switch is closed by (Se+R).E. Further, when performing "continuous erasing", it may be performed by +R/E. FIG. 7 shows a block diagram of the latter. In the figure, 11 and 12 are one-shot multivibrators for generating write pulses and erase pulses, respectively, which are triggered by falling edge.
3 and 14 are constant voltage sources for writing and erasing, respectively. Figure 8 shows a time chart. V is a voltage applied to the segment, and the broken line portion represents a state where the impedance is maintained at high impedance. I is the current,
The erasing direction was set as positive. C and R represent contrast ratio. Note that the refresh signal R may be input manually, and in the case of a clock or the like, the refresh signal R may be input at fixed time intervals, or in the case of a counter or the like, each time a suitable digit is incremented. You can also do it. Note that the refresh signal R must be synchronized with the clock pulse Cl so that it does not start or end in the middle of the W pulse or the E pulse.

さて、このような駆動回路を用いて前述の
ECDセルを駆動した。好ましい駆動条件は、書
込時間を500msecとした時、書込電圧は0.5V程
度、消去電圧は2.0〜2.5V程度であつた。実質的
な消去時間は200msec以下であつた。着色時には
5mC/cm2以上の電荷が流れコントラスト比3:
1(590nmでの反射率の比)以上が得られ、消
去にはほぼ等量の電荷が逆方向に流れ、完全に消
色した。また、室温で24時間メモリー状態に置い
てもほとんど着色濃度の変化は認められなかつ
た。このような駆動条件で、2秒毎に0〜9を順
次表示を行なわせて、エイジングを行なつている
が、106回を超えても良好に動作し、現在も継続
中である。
Now, using such a drive circuit, the above-mentioned
Driven ECD cell. Preferred driving conditions were a write voltage of about 0.5V and an erase voltage of about 2.0 to 2.5V when the write time was 500 msec. The actual erasing time was 200 msec or less. During coloring, a charge of 5mC/ cm2 or more flows, and the contrast ratio is 3:
1 (reflectance ratio at 590 nm) or more was obtained, and for erasing, almost the same amount of charge flowed in the opposite direction, resulting in complete erasure. In addition, almost no change in coloring density was observed even when the film was left in a memory state at room temperature for 24 hours. Under these driving conditions, aging was carried out by sequentially displaying 0 to 9 every 2 seconds, and it continued to operate well even after more than 10 6 times.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はECDセルの模式構造断面図、第2図
aはセグメント型表示のパターン、第2図bは1
〜0の表示状態図、第2図cは各セグメントの選
択信号(通常のデコーダーの出力)のタイムチヤ
ート、第3図aはECD書込用のデコーダーの回
路図、第3図bは1〜0の表示状態図、第3図c
は出力波形のタイムチヤート、第4図はデータ・
フリツプフロツプを用いた書込セグメント判断回
路図、第5図はセグメントの電位検出による書込
セグメント判断回路図、第6図はコントラスト比
の電位依存性、第7図は本発明による駆動回路を
示し、第7図は回路図、第8図はタイムチヤート
を示す。 11……書込パルス発生用ワンシヨツトマルチ
バイブレータ、12……消去パルス発生用ワンシ
ヨツトマルチバイブレータ、13……書込用定電
圧源、14……消去用定電圧源、Sw……書込信
号、Se……消去信号。
Figure 1 is a schematic structural cross-sectional view of an ECD cell, Figure 2 a is a segment type display pattern, and Figure 2 b is a 1
~0 display state diagram, Figure 2c is a time chart of each segment selection signal (normal decoder output), Figure 3a is a circuit diagram of the decoder for ECD writing, Figure 3b is 1 ~ 0 display state diagram, Figure 3c
is the time chart of the output waveform, and Figure 4 is the data
FIG. 5 is a circuit diagram for determining a write segment using a flip-flop; FIG. 5 is a circuit diagram for determining a write segment by detecting the potential of a segment; FIG. 6 is a diagram showing the voltage dependence of contrast ratio; FIG. 7 is a drive circuit according to the present invention; FIG. 7 shows a circuit diagram, and FIG. 8 shows a time chart. 11... One shot multivibrator for generating write pulses, 12... One shot multivibrator for generating erase pulses, 13... Constant voltage source for writing, 14... Constant voltage source for erasing, Sw... Write signal , Se...Elimination signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも一方が透明な一対の基板に、少く
とも一方が透明な電極を上記基板の互いに対向す
る面上に設け、上記電極間に印加された電圧もし
くは電流により可逆的に可視光吸収特性の変化す
る物質を備えてなるエレクトロクロミツク表示装
置において、上記電極の少くとも一方を複数のセ
グメントに分割し、 前の表示パターンと変更後の表示パターンの共
通セグメントはメモリ状態を保持するとともに、
前の表示パターンと変更後の表示パターンに共通
しない消去セグメントのみを着色あるいは共通し
ない着色セグメントみを消去するに際して、該着
色と消去駆動を同時に開始し、かつ前記消去駆動
時間を前記着色駆動時間よりも大きくしたことを
特徴とするエレクトロクロミツク表示装置の駆動
方法。
[Claims] 1. A pair of substrates, at least one of which is transparent, and electrodes, at least one of which is transparent, are provided on mutually opposing surfaces of the substrates, and the electrodes are reversibly reversible by a voltage or current applied between the electrodes. In an electrochromic display device comprising a material whose visible light absorption characteristics change, at least one of the electrodes is divided into a plurality of segments, and a common segment between the previous display pattern and the changed display pattern is used to store a memory state. In addition to holding
When coloring only the erasing segments that are not common to the previous display pattern and the changed display pattern, or erasing only the colored segments that are not common, the coloring and erasing drives are started at the same time, and the erasing drive time is longer than the coloring drive time. 1. A method for driving an electrochromic display device characterized by increasing the size of the electrochromic display device.
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US05/871,040 US4209770A (en) 1977-01-21 1978-01-20 Driving technique for electrochromic displays of the segmented type driving uncommon segment electrodes only

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