JPS63179334A - エレクトロクロミツク表示装置 - Google Patents

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］ この発明はエレクトロクロミック表示装置、特に表示素
子駆動回路の改良に関する。

［従来の技術］ 一般にエレクトロクロミック表示素子は、化学反応を利
用してその表示を行わせている関係上、一旦着色すると
電源を停止しても着色状態を維持する所謂メモリー特性
を有する反面、着色及び消色時に対応して個別に逆極性
の電圧印加を必要とする。かかる電圧印加用として、電
源部に於いて複数種類の電圧値の出力を行わせ、この電
圧を駆動回路で切り換え使用することも可能であるが、
例えばＴＴＬレベルの５ｖ単一電源で全システムを駆動
できれば、表示装置全体の回路構成の簡素化が図られ、
製造コストの低減も可能となる。

上記要望に対し、従来第６図に示すような駆動回路５０
が提案されている。かかる回路５０は、表示部１の各表
示極３に表示極駆動部５の出力端を個別につなぎ、常時
は全出力端をオーブン状態にしておく一方、各表示極３
に対して共通に備えた対向極４に対向極駆動部５１を繋
ぐ。

ここで着色時は、着色する表示極３をＯｖ、その他の表
示極をオープン状態にするとともに、対向極４を１ｖ程
度として着色電圧ｖ８を表示部１に印加し、逆に消色時
は、全ての表示極３を５ｖとして対向極４を４ｖ程度に
設定することにより、表示部１に消色電圧Ｖ、を５ｖ単
一電源１１を用いて印加可能としている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記駆動回路５０を使用し、各種条件を変化
させて表示動作を行うと、表示部１を構成する表示素子
それ自体の劣化が通常使用時より大きいことが知られる
。かかる原因を究明するため、本発明者らは表示装置全
体の温度を０°Ｃないし６０’Ｃの間で変化させて着色
電圧Ｖ、と消色電圧Ｖ、の変化状態を観察したところ、
第５図（ａ）・（ｂ）の如く、温度Ｔが上昇するにつれ
て両電圧とも大幅に上昇することを見い出した。即ち、
従来の対向電極駆動部５１で形成される着色用電圧Ｖ、
は、電源電圧Ｖ。を抵抗５２で分圧したものを単にダー
リントン接続したトランジスタ５３で増幅したものであ
り、他方消色用電圧ｖ２は、直列接続したダイオード５
４の順方向電圧を利用したものであって、特別には温度
変化に対する電圧変動の補償は行っておらず、この温度
上昇に対する対策の欠如が高温時における予想を上回る
電圧上昇をもたらすとともに、表示素子それ自体の高温
時における特性とも相俟って、表示素子の劣化を早めて
いることを知見するに至った。

本発明は上記知見に基づいてなされたものであって、着
消色時に表示部に対し印加される電圧値の温度変化に対
する安定化を可及的に図り、もって表示部の定電圧駆動
を可能とし、異常高電圧印加に起因する素子自体の劣化
を末、然に防止すると共に、着消色速度の上昇をも図る
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 第１図は本発明にかかるエレクトロクロミック表示装置
の概略を示すブロック図であって、表示部ｌと、該表示
部１に所定の着色電圧Ｖ、及び消色電圧Ｖ、を印加する
駆動部２とから構成される。

表示部１はエレクトロクロミック表示素子で構成され、
該表示素子は表示部分に対応して区画された表示極３と
、検出用の表示極３ａと、全表示極３・・・３ａに対し
て共通に設けた対向極４とを備え、各表示極３と対向１
１ｉｉ４間に印加する電圧の方向を反転することにより
、着色と消色を繰り返す。

駆動部２は表示極駆動部５と対向極駆動部６とからなり
、両部動部５・６から出力される電圧を各々表示極３と
対向極４に個別に印加することにより、両電圧の差で所
定の着色電圧Ｖ、及び消色電圧Ｖｂを構成する。

表示極駆動部５は、表示部１に対する書き込み及び消去
データに対応して所定の電圧を表示極３に出力し、着色
すべき表示極３を選択する。

対向極駆動部６は、前記データの書き込み及び消去時期
に対応して所定の着色用電圧Ｖ、及び消色用電圧ｖ２を
対向１１ｉ４に出力し、表示極３の着消色時期および時
間を規制するものであって、検出用表示極３ａの電圧応
答状態を検出する手段と、該検出手段による検出結果に
基づき、表示極３に対し一定幅の電圧を形成する手段と
から構成される。

［作用］ 上記構成に於いて、例えば制御部１０がら送られる信号
Ｓｔ、・Ｓ、に基づき先ず着色サイクルに入ると、表示
極駆動部５からは着色すべき表示極３が選ばれ、該当の
表示極３に所定の電圧が印加される。

一方、対向極駆動部６では、着色用電圧Ｖ、を択一的に
形成したあと対向極４に印加することにより、表示極駆
動部５から出力される電圧との差電圧が着色電圧ｖ８と
して表示部１の両電極３・４１ｆＪｌに加わるようにし
ている。

ここで対向極駆動部６では、表示極駆動部５からの出力
電圧が定常値のときに所定の着色電圧Ｖ１となるように
着色用電圧Ｖ、を予め設定しておくと共に、検出用の表
示ｉ３ａを用いて常時表示極３例の電圧変動を検知し、
この検出値で着色用電圧Ｖ、を補正するように構成して
いる０例えば、着色初期に表示極３に大電流が注入され
るなどして表示極３の電位が一時的に上昇した場合にも
、着色用電圧Ｖ、を下降する方向に補正が働き、この補
正された電圧Ｖ、が対向極４に印加されるため、温度変
化あるいは表示素子それ自体の経時変化に対しても常に
一定１癌の着色電圧ｖ６が＃Ｉ持される。

次に消色サイクルに入り、表示極駆動部５がら消去すべ
き表示１’ｉ３に対して所定の電圧を印加する一方、対
向極駆動部６がらは所定の消色用電圧ｖ２が出力される
が、上記と略同様にして、ががる消色用電圧ｖ２も表示
４１ｉｉ３の電位を基準として差電圧が設定値Ｖｂとな
るように補正され、もって表示部ｌの定電圧駆動が実現
されるのである。

［実施例］ 第２図は本発明にががる表示装置を具体的に実施した一
例を示す電気回路図であって、表示部１と、該表示部１
に所定の電圧を印加する駆動部２と、装置全体をコント
ロールする制御部１０と、所定の電源電圧Ｖｏを各回路
に供給する電源部】１とから構成される。

表示部１は、■又は複数のエレクトロクロミック表示素
子で構成され、該表示素子は、表示すべき形状に対応し
て区画された複数の表示極３・３・・・と、全表示極３
に対して共通の対向極４に加え、表示とは関係しない位
置に検出用の表示極３ａを備え、両極３・４に印加する
電圧の極性及び値を変えることにより、両極間で生ずる
例えば酸化タングステンとリチウムイオンとの可逆的な
化学変化を制御し、個別の表示極３毎の青色への着色及
び消色を行い、所定の表示動作を可能とする。

制御部１０は、例えば中央処理装置を備えてプログラム
で動作が規制されるものであって、駆動部２に対してデ
ータ信号、制御信号、アドレス信号など各種信号Ｓ。−
８，・Ｓ２を適宜送り、装置全体の動作をコントロール
する。

電源部１１は、温度変化あるいは負荷状態の如何にかか
わらず、十分に安定化された例えば５ｖ程度の単一極性
の電圧ｖｏを出力する。

駆動部２は、表示極３に対して接続される表示極駆動部
５と、対向極４に接続される対向極駆動部６とから構成
される。

表示極駆動部５は、少なくとも表示極３の数に対応する
出力端を備え、制御部１０から送られる各種信号Ｓ、に
よりその出力電圧が制御される。即ち、表示極３のうち
データの訃き込みを必要としない出力端はオーブンして
ハイインピーダンス状態をＮ持する一方、データの井き
込みを行う出力端はアースして出力電圧をＯ■にし、対
向極駆動部６から出力される電圧値Ｖ、との差電圧Ｖ６
で表示部ｌを駆動する。逆に消去を行う場合は、全ての
出力端を５ｖとし、対向極駆動部６がら出力される電圧
値ｖ２との差電圧Ｖ、で表示部１を駆動する。

更に検出用の表示極３ａについては、選択駆動するので
はなく全書き込み及び消去期間に互って連続して着消色
駆動させ、下記の対向極駆動部６で電圧応答特性を常時
モニターしている。

本発明は、対向極駆動部６の構成にその特徴を有するも
のであって、表示極３の電位の検出回路３４と、該検出
回路３４がらの出力に基づいて補正された着色用電圧ｖ
１及び消色用電圧ｖ２に対応する電圧を出力する対向極
電圧発生回路３５と、電圧発生回！Ｉ３５から出力され
る両型圧を択一的に取り出すスイッチング回路３６と、
スイッチング回路３６で選ばれた電圧を、温度変化ある
いは出力電流の変動による電圧変動を起こすことなく安
定に対向極４に印加する電圧緩衝回路３７とから構成さ
れる。

検出回路３４は、着色用電圧Ｖ、と消色用電圧ｖ２の補
正用として２組のＯＰアンプ３８・３９が並列使用され
、両アンプ３８・３９はともにマイナス側入力端に負帰
還をかけると共に、プラス側入力端を検出用の表示極３
ａに接続することにより、着色期間には出力端に約Ｏｖ
の電圧を、消色期間には約５ｖの電圧を出力する様にし
ている。

対向極電圧発生回路３５は、２組の可変抵抗器１２・１
３であって、一方の抵抗器１２はその一端を電源部１１
につなぎ、他端をＯＰアンプ３８の出力端に接続すると
共に、ｏＰアンプ３８からの出力電圧より所定の電圧値
だけ高くなるように予め設定しておく、他方の抵抗器１
３は、一端をＯＰアンプ３９の出力端につなぎ、他端を
アースすると共に、ＯＰアンプ３９の出力電圧より所定
の電圧値だけ低くなるように出力電圧を調整しておくこ
とにより、表示極３に対し常に一定幅に維持された着色
用電圧Ｖ、及び消色用電圧ｖ２に対応した電圧が形成さ
れる。この電圧は、スイッチング回路３６に備えた２組
のアナログスイッチ１４・１５により択一的に取り出さ
れ、後記する電圧緩衝回路３７に送られる。

アナログスイッチ１４・１５は、Ｃ−ＭＯＳタイプのト
ランスミッションゲートあるいはＦ　Ｅ　Ｔによる電子
スイッチなどの如く、制御端に対する信号の有無と連繋
してゲートを高速に開閉し、入力電圧イ直をそのまま出
力可能とするものである。

両アナログスイッチ１４・１５は、常時はオフしている
が、制御部１０から着色制御信号Ｓ、及び消色制御信号
Ｓ２が送られるのと連繋して個別にオンし、着色用電圧
ｖ１あるいは消色用電圧ｖ２に対応した電圧を択一・的
に一定期間だけ電圧緩衝回路３７に出力する。

電圧ｖ１衛回路３７は、ＯＰ　−ｆ　７ブ１７の出力ｏ
ｒ１１に電流ブースタ回路１８を設けて出力電流の増大
を図ると共に、対向極４とＯＰアンプ１７のマイナス極
間に抵抗による負帰還回路１９を設けることにより、Ｏ
Ｐアンプ１７のプラス極に入力される電圧が、温度変化
あるいは素子駆動電流の増減等の様な作動条件の変動に
もかかわらず安定した状態でその値を変更することなく
そのまま、あるいは所定の割合だけ増幅されたのち対向
極４に印加され、従って表示極３の電位を基準とし、該
電位から所定の電圧幅に維持されるようにその値が補正
された対向極電圧Ｖ、・ｖ２が全着色及び消色サイクル
に亙って対向極４に印加され、表示部１は常時定電圧状
態で駆動される。

電流ブースター回路１８は、トランジスタをダーリント
ン接続した第１および第２回路１８ａ・１８ｂを相補接
続したものであって、ＯＰアンプ１７の出力電圧で両回
路１８ａ−１８ｂに流れるベース電流の値を調整し、ト
ランジスタ２０ａ・２０ｂのエミッタ・コレクタ間で電
源電圧Ｖ、を分圧して、両回路間２１に所定の電圧を形
成する。

なお、ｏＰアンプ１７による制御が行われていない期間
においても、ダイオード２２・２３によりベース端にバ
イアス電圧が印加されて待機状態を続けているが、第２
回路１８ｂ側のバイアス電圧を第１回路１８ａ側よりや
や深くかけておくことにより、消色期間より正確な電圧
制御を必要とする着色期間に待機状態から入った際、可
友釣速やかに安定な制御状態となるようにしている。更
に、両回路１８ａ−１８ｂの出力端２」と対向極４間に
は、逆方向のダイオード２４を並列接続したものを介装
している。かかるダイオード２４は、比較的高い出力電
圧を必要とする消色時には両回路１８ａ−１８ｂの出力
端２］の電位を降下させる方向に働き、逆に低い電圧を
必要とする着色時には電位を上昇させる方向に働き、も
って、実際に対向極４に印加させる電圧の変化幅より、
ブースター回路」８の出力端２１において必要とする電
圧変化幅の方を小さく抑え、電圧緩衝回路３７全体とし
ての制御可能範囲を可及的に広げ、より安定な制御動作
を行えるようにしている。

なお検出用表示極３ａをダミーとゼす、時計の秒表示の
如く頻繁に着消色される表示極の電圧応答状態をサンプ
リングし、あるいは目だたない位置にある表示極を一瞬
間強制的に着消色させるなどしてデータを取り出し、記
憶しである電圧値を適宜補正をすることも可能である。

また着色用電圧Ｖ、のみ検出データによる電圧補正制御
を行い、消色電圧ｖ２は全く補正を行わないか、着色電
圧Ｖ、を基準としてそれより稍高い電圧値に維持するこ
とも出来る。

更に電圧緩衝回路３７は、貝帰還回路１９にスイッチを
介装して装置停止時に該回路１９を強制的にオーブンす
るようにすれば、表示部ｌのメモリー特性の向上が図れ
る。更にまた、電流ブースター回路１８を取り除くこと
も可能であるし、電圧増幅を行わせず、単にインピーダ
ンス変換を目的としたものなど、適宜変更して実施でき
ることは勿論である。

Ｃ実験例コ 第２図に示す構成の駆動部２と、７Ｃセグメントの表示
素子を用いて、表示素子の両電極３・４間に直接印加さ
れる着色電圧Ｖ、と消色電圧Ｖ、の温度依存性を調べた
結果を第３図（ａ）・（ｂ）に示す。

実験は、温度Ｔが２５°Ｃで表示素子の両端に印加され
る着色電圧Ｖ、が１．ＩＶ、消色電圧Ｖ、が１．７Ｖに
なる様に設定した後、温度〕゛を０°Ｃと６０’Ｃに変
化させ、着色セグメントの数を変えながら両電圧の変化
を求めた０着色及び消色の縁り返し時間は、各々０．６
秒ずつであり、また設定電圧及び測定電圧は全て０．６
秒パルスの最終部分である。

比較のため第５図＜ａ＞・（ｂ）に、従来例である第６
図の回路を用い、同一条件で実験した結果を示す。

比較例に於いては、温度上昇につれて着色及び消色電圧
とも大幅に上昇すると共に、駆動セグメント数の増減に
よるばらつきも大きい、それに対し、本実施例に於いて
は、着色電圧Ｖ、および消色電圧Ｖ、ともにその変化は
殆ど認められず、また駆動セグメント数の多少による変
化も殆どない。

次に、上記した２５°Ｃの設定条件における着色電圧Ｖ
、及び消色電圧Ｖ、の時間特性を示す波形図を第４図（
ａ）（ｂ）において実線で、比較例における同様な波形
図を一点鎖線で示す。

かかる結果から、本実施例は従来例に比してより急速に
一定の設定電圧値に達し、着色、消色速度ともに向上し
たことが認められる。

［発明の効果］ 本発明は上記の如く、表示極３の電圧応答状態を常時モ
ニターし、表示極３の電位の変化に対応して略一定の着
色電圧Ｖ、および消色電圧Ｖ、が維持されるように対向
極４の電位を補正したので、負荷の増減あるいは温度変
化にかかわらず定電圧駆動が可能となるばかりか、表示
部ｌを構成する表示素子それ自体の劣化に起因する応答
特性の経時変化をも補正して、長期に亙って同一品質の
表示を可能とする。更に、着色電圧Ｖ、及び消色電圧Ｖ
。

は早期に設定電圧に達し、安定した着、消色動作が行え
るなど多くの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略を示すブロック図である。 第２図は本発明を実施した一例を示す電気回路図、第３
図は第２図の実施例における温度変化に対する表示素子
への印加電圧の変化状態を示すグラフ、第４図は時間特
性を示す波形図であって、第３図（ａ）および第４図（
ａ）は消色電圧を、第３図（ｂ）および第４図（ｂ）は
着色電圧の変化を各々示す。 第５図＜ａ＞および（ｂ）は第６図の従来例における第
３図と同様なグラフ、第６図は従来例を示す電気回路図
である。 １・・・表示部、　　　　２・・・駆動部、３・・・表
示極、　　　　４・・・対向極、５・・・表示極駆動部
、６・・・対向極駆動部、１０・・制御部、　　　　１
１・・電源部。 発　　明　　者　　　長　　井　　　龍同　　　　　　
川　　上　　　へ 同　　真辺俊勝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表示部分に対応して区画された表示極３と、検出
   用の表示極３ａと、各表示極３に共通の対向部４とを備
   えた表示部１と、 該表示部１に対する書き込み及び消去データに対応して
   、所定の電圧を各表示極へ個別に印加する表示極駆動部
   ５と、 前記データの書き込み及び消去時期に対応して、所定の
   着色用電圧Ｖ＿１及び消色用電圧Ｖ＿２を対向極４に印
   加する対向極駆動部６とを備えたエレクトロクロミック
   表示装置であって、 前記対向極駆動部６に、 検出用表示極３ａの電圧応答状態を検出する手段と、 該検出手段による検出結果に基づき、表示極３に対して
   一定幅の電圧を形成する手段とを備えたエレクトロクロ
   ミック表示装置。
2. （２）前記検出用表示極３ａは表示には関係しないダミ
   ーであって、表示極駆動部５で書き込み及び消去時期に
   毎回着消色駆動される特許請求の範囲第１項記載のエレ
   クトロクロミック表示装置。
3. （３）対向極駆動部６は、 検出用表示極３ａに接続され、該表示極３ａの着消色時
   の電圧値を検出する回路３４と、 所定の着色用電圧Ｖ＿１及び消色用電圧Ｖ＿２に対応し
   た電圧を個別に形成すると共に、両電圧値を検出回路３
   ４から取り出された電圧値の増減に対応させて増減補正
   可能とした電圧発生回路３５と、該電圧発生回路３５に
   接続され、着色及び消色時期に対応して着色用電圧Ｖ＿
   １または消色用電圧Ｖ＿２に対応した電圧を択一的に取
   り出すスイッチング回路３６と、 スイッチング回路３６から取り出された電圧を安定化し
   て対向極４に印加する電圧緩衝回路３７とから構成され
   る特許請求の範囲第２項記載のエレクトロクロミック表
   示装置。