DE3141028C2

DE3141028C2 - Ansteuerschaltung für eine EL-Dünnschicht-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE3141028C2
Application number: DE3141028A
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Tenri Nara Kanatani; Masashi Nara Kawaguchi; Hiroshi Kinoshita; Toshihiro Nara Nara Ohba; Hisashi Yamatokoriyama Nara Uede
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1980-10-15
Filing date: 1981-10-15
Publication date: 1985-02-21
Also published as: US4479120A; JPS6316753B2; GB2086634A; DE3141028A1; GB2086634B; JPS5767992A

Abstract

Unter Durchführung des Ansteuerverfahrens werden den Abtastelektroden einer EL-Dünnschicht-Anzeigevorrichtung, die sich kreuzend mit Datenelektroden angeordnet sind und im Bereich der Kreuzungspunkte mit den Datenelektroden Pixel (Bildpunkte) bilden, der Reihe nach im Sinne einer Zeilenabtastung eine Schreibimpulsspannung V ↓W und, zum Schluß einer Feldabtastung, über den ganzen Anzeigebereich hinweg eine Auffrischimpulsspannung V ↓R mit einer der Schreib impulsspannung entgegengesetzten Polarität zugeführt. Durch einen Schaltungsteil wird am Ende einer Feldabtastung dem gesamten Anzeigebereich eine Kompensationsimpulsspannung (Fig. 5) zugeführt, deren Amplitude nicht zur Erzeugung von Elektrolumineszenz ausreicht und deren Polarität entweder die gleiche wie bei dem Auffrischimpuls V ↓R oder - insbesondere bei Zuführung nach dem Auffrischimpuls - entgegengerichtet ist.

Description

— den Abtastelektroden der Reihe nach im Sinne einer Zeilenabtastung eine Schreibimpulsspannung (Vw) zugeführt und

— nach Abschluß jeder Feldabtastung über den gesamten Anzeigebereich eine Auffricchimpulsspannung (Vr) mit einer der Schreibimpulsspannung entgegengerichteten Polarität angelegt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder Feidabtastung über den gesamten Anzeigebereich eine Kompensationsimpulsspannung (V₍) mit nicht zur Ausbildung von Elektrolumineszenz ausreichender Amplitude zum Ausgleichen von durch unterschiedliche Phasenbedingungen an den einzelnen Bildpunkten verursachten Differenzen von Amplituden polarisierter Ladungen angelegt wird.

2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsimpulsspannung (Vc) die gleiche Polarität wie die Auffrischimpulsspannung ('V^hat und vor dieser angelegt wird.

3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsimpulsspannung (Vi) eine der Auffrischimpulsspannung (Vr) entgegengerichtete Polarität hat und erst angelegt wird, wenn die Zuführung des Auffrischimpulses vollendet ist.

Die Erfindung betrifft eine AnstcucrschalUing gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine Ansteuerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ist aus der DE-OS 27 39 675 bekannt. Nach jedem Ende der Abtastung des Feldes der gesamten Anzeigetafel, bei welcher Feidabtastung die Abtastelcktroden nacheinander nach Art einer Zeilenabtastung einen Schreibimpuls erhalten, wird über den gesamten Anzeigebereich eine Auffrischimpulsspannung mit einer Amplitude Vr zugeführt, so daß die gewählten Bildpunkte hell bleiben. Zum Vermeiden des Aufleuchtens »halbgewählter« Bildpunkte werden während der Feldabtastung an solche Abtastelektroden, die gerade nicht angesteuert sind, Kompensationsimpulse einer Höhe angelegt, die etwa der Hälfte der der Schreibimpulsspannung entspricht.

Über die Aktivierung oder Nicht-Aktivierung der einzelnen Bildpunkte (Pixels) derselben Abtastelektrode entscheidet eine Vor-Aul'ladung durch eine Modulationsspannung Vm. Die zu erregenden Pixels erhallen eine Schreibspannung Vw+ Vm und die nicht zu erregenden Pixels eine andere Schreibspannung Vw- Vm. Diese Ansleuermethodc hai den Nachteil, daß sie einen sog. »Einbrenneffekt« verursacht, was bedeutet, daß nach einer länger dauernden Abbildung von stehenden Mustern wie Figuren und Schriftzeichen noch ein Rcslodcr Schattenbild zurückbleibt, wenn die Anzeigetafel eigentlich ihren ursprünglichen neutralen Anzeigczusland wieder eingenommen haben sollte.

Der Erfindung lieg! die Aufgabe zugrunde, diesen Einbrenncffekt bei einer Ansicuerschallung der eingangs genannten Art für EL-Dünnschichl-Anzcigcvorrichlungen zu verringern.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen enthalten.

Der Grundgedanke der Erfindung gehl dahin, den durch Größenunterschiede polarisierter Ladungen hcrvorgerufenen Einbrenneffekl dadurch zu verhindern, daß nach einer Feldablastung und vor dem nächsten Auffrisch- oder Schreibimpuls im gesamten Anzeigebereich ein Kompensationsimpuls zugeführi wird, durch den bestehende Ladungsdifferenzen bzw. -asymmeirien aufgehoben werden. Der Kompensationsimpuls kann durch ein Schaltungsleil der die Auffrisch- und Schreibimpulse erzeugenden Ansleuerschaliung in der erforderlichen Zeil- bzw. Phasenlage abgegeben werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie wesentliche Einzelheiten werden nachsichcnd unter Bezug auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. I grafische Darstellungen des spannungsabhängigcn liclligkeiisverlaufs bei einem »eingebrannten« und einem nichl-cingcbranntcn Pixel,
F i g. 2 ein Ersatzschaltbild einer EL-Dünnschiehi-Anzeigcvorrichtung,

F i g. 3 ein Spannungs/Zcildiagramm zu F i g. 2,

Fig.4a, 4b Darstellungen zur Erläuterung des Einbrenn-Effekts, und

Fig. 5 grafische Darstellungen /ur Phasenlage und den Wirkungen des Kompensaiionsimpulscs.

Da es das erklärte Ziel der Erfindung ist. Maßnahmen zur wirksamen Verhütung des »Einbrenneffekis« bei EL-Dünnsehicht-Anzeigevorrichtungen bzw. -Anzcigetafeln anzugeben, seien zunächst die Ergebnisse von durch die Erfinder an vom Embrcnneffckl betroffenen Pixels angestellten Untersuchungen erläutert:

a) In I·'ig. 1 isl die Abhängigkeil der Helligkeit von der angelegten Spannung mit Kurve A für ein nichl-eingcbrannics Pixel und mit Kurve B für ein »eingebranntes« Pixel dargestellt. Kurve B läßt deutlich erkennen, daß zwar auch bei dem eingebrannten Pixel im Zündspannungsbereich die HcI-ligkcit mil der Spannung zunimmt, im Bereich großer Spannung aber zurückbleibt.

b) Der Einbrenneffekt tritt während der Abbildung eines stehenden Muslers fortschreitend mit der Zeit vom unteren und oberen Ende der Anzeigcfläehe auf, oder mil anderen Worten: Mit fortschreitender Phase des Schreibimpulscs V₁₁. in Richtung zum Auffrischimpuls wird der Einbrenneffekl stärker.

c) Jc stärker ein Pixel von dem Einbrenneffekl belrofb« fen ist, desto größer wird eine Differenz zwischen

den Amplituden von Polarisationsvorgangcn, die jeweils nach dem Zuführen des Auffrischiinpulscs und des Schreibinipulses auftreten. Deshalb isl die Polarisationsamplitude jeweils nach dem Zuführen ti5 des Auffrischinipulses im oberen, und nach dem Zuführen des Schreibimpulscs im unteren Teil der Anz.eigeflächc am stärksten.

Nachstehend werden herausgefundene Ursachen für den Einbrenneffekt in Verbindung mit Fig.2 erläutert. Die darin als Ersatzschaltbild dargestellte EL-Dünnschicht-Anzcigetafcl mit drei Schichten umfaßt eine Schicht 1 aus dielektrischem Materi-.il wie Y₂Oj und mit einer Kapazität G, eine mit einem geeigneten Aktivator wie Mn dotierte Schicht 2 aus ZnS mit einer Kapazität G sowie einem Widerstand Rn, eine Schicht 3 auf einem dielektrischen Material wie Y₂O₁ mit einer Kapazität G und eine (oder mehrere) !ransparente Elektrode 5 aus /.. B. In₂Oj mit einem Widerstand R₀. Die EL-Drcisehichlen-Anzcigctafel von F i g 2 wird aus einer externen Stromquelle Ö mit Wcchselslromimpulsen gespeist. Wenn die Anzeigetafel eine Zündspannung erreicht, sinkt Rn mit einer in F i g. 3 dargestellten Zeitfunktion schroff ab.

Zur Erläuterung des Einbrenneffekts sei angenommen, daß der gesamten Anzeigetafel jeweils erst der Auffrischimpuls V_K zugeführt (S₁) und kurze Zeit danach der Schreibinipul.s Vw angelegt (Si) wird, siehe die In Fig. 4a dargestellte Phasenrelation. Durch diese Impulse .Vi, .Vi und die Zwischen-Patisc .9? werden jeweils niit (I), (3) bzw. (2) bezeichnete und in Fig.4b in das Ersatzschaltbild eingezeichnete Bctriebszuständc hervorgerufen. Solange der Auffrischimpuls Si anliegt, fließt ein Ladestrom /, «//,der die Spannungen über G, G und G₂ steigen läßt. Mit Erreichen der Zündspannung über Ci fällt Rn gemäß Fig.3 schroff ab, so daß der Ladestrom i, innerhalb Ci in zwei Teilsirömc // und in unterteilt wird.

Da Rn nach Fig.3 nicht unendlich wird, wenn die Summe der Spannungen über G, G; und G/ die Auffrischspannung Vu übersteigt, bildet sich innerhalb G ein geschlossener Entladcstromkreis, der die Spannung über Ci absenkt. Dieser Spannungsabfall wird durch ein Steigen der Spannungen über G und G unter dem Ladestrom /, bei konstantem Wert von Vu kompensiert. Durch die Aufteilung des Ladestroms ν in /«und ii sowie den Spannungsabfall über G wird in G eine Ladung Qi gebildet, die zu den elektrischen Ladungen in G und G in Folgender Beziehung steht:

C=C^C/ (Fl)

Dies gilt für einen Zeitpunkt unmittelbar vor dem Rücksprung des Auffrischimpulses V« auf null.

Nach Aufhebung des Auffrischimpulses fließt in der Piiiise .V₂ ein Lntladestroni in bis die Spannung über die LL-Anzeigetafel auf null reduziert ist. Dieser Entladcstrom wird, falls Rn nicht unendlich groß ist, in zwei definierte Ströme //«(durch Rn) und im (durch G) aufgeteilt. Der Wert von R_n ist im Normalfall vielfach größer als im llntladczusland mit gleichzeitiger Elektrolu mineszenz. Wenn sich nach Verbrauch des größten Teils des Entladeslrom //>in G, G und Ci jeweils eine elektrische Ladung Q,', Q₂' bzw. CV ausgebildet hat, gilt

Q· = Qi -J// Kl f
CV = CV-U'/*!'/ CV = CV

Ci' + Q₂' + CV = 0
Unter der Annahme, daß Rn unendlich und

(F2) (F3) (F4) (F5) (F6) sind, bedeuten die Gleichungen F2 oder F3 und F4 die Subtraktion der gleichen von unterschiedlichen elektrischen Ladungen, in Anbetracht der Gleichungen Fl. Gleichung F6 sollte auch erfüllt sein.
^r> Nach der Beziehung Fl ist CV eine angesammelte negative Ladung bzw. eine Größe negativer Polarisation, und Qi' und Q₂' sind positive Ladungen, wie in F i g. 4b (2) dargestellt. Die Ladung bzw. Größe der polarisierten Ladung in C"; hat die gleiche Polarität wie die Schreibimpulsspannung Vi,, kann dieser folglich überlagert werden. Bei begrenztem Rn wird nach Gleichung F4 die Größe der polarisierten Ladung kleiner, jedoch muß deren Polarität nicht umgekehrt werden, weil — nach obiger Feststellung — Rn bei diesem Vorgang viel

ι·; größer als bei einer von Elektrolumineszenz begleiteten Aufladung ist. Selbst wenn der Entladestrom h verbraucht und die Summe der Spannungen über G, Ci und Ci auf null abgesunken sind, bildet ein Rn mit endlicher Größe eine die Größe der polarisierten Ladung abschwächende Entladeschaltung mit einer Zeitkonstante G · Rn über Ci, die nicht streng exponentiell verläuft sondern von den /eitbezogenen Änderungen von /i/v(Fig. 3) anhängig ist.

Für diejenigen Pixels, welche den Sclireibimpi'ls unmittelbar nach dem Auffrischimpuls V« erhalten (also gewöhnlich die im oberen Randbereich der Anzeigefläche gelegenen), ist unter Abschwächungs- bzw. Abkling-Bedingungcn der Schreibimpuls mit einer kleineren Amplitude einer von dem Auffrischimpuls stainmen-

jo den polarisierten Ladung überlagert, und andererseits wird unter diesen Bedingungen der Auffrischimpuls mit vergrößerter Amplitude zugeführt, die auf den Schreibimpuls zurückzuführen ist. Im Gegensatz dazu ist bei den (gewöhnlich im unteren Randbereich der Anzeigefläche liegenden) Pixels, die den Auffrischimpuls unmittelbar nach dem Schreibimpuls erhalten, die Größe der dem Schreibimpuls bzw. dem Auffrischimpuls überlagerten polarisierten Ladung gerade entgegengesetzt ausgebildet. Dieses Ergebnis paßt genau zu den oben erläuterten Untersuchungsergebnissen über den Einbrenneffekt, der somit vermutlich auf eine Unausgewogcnheil oder Asymmetrie der jeweils vor dem Zuführen des Auffrisch- bzw. Schreibimpulses vorhandenen Menge polarisierter Ladungen zurückzuführen ist.

Mit der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung für eine EL-Dünnschicht-Anzeigetafcl wird der Einbrenneffekt dadurch verhindert, daß vor dem Anlegen des nächsten Auffrischimpulses oder nächsten Schreibimpulses die Menge der polarisierten Ladungen scharf bedämpft und dadurch Ladiingsunierschicde oder -asymmetric systematisch verringert werden.

Ls wird angenommen, das Rn nach dem Anlegen des Aktivicr-Spannungsimpulses (Auffrisch- oder Schreibimpuls) einen relativ kleinen Wert (siehe Fig. 3) hat.

Deshalb wird bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Zuführung des Aktivier-Spannungsimpulses ein im folgenden als »Kompensationsimpuls« bezeichneter Spannungsimpuls angelegt, dessen Polarität dem Aktivier-Spannungsimpuls entgegengerichtet ist, um die Größe der polarisierten Ladungen drastisch abzuschwächen bzw. zu dämpfen. Die Einspeisung eines solchen Impulses in der Zwischensituation Si (Fig.4a) verursacht in Verbindung mit Rn eine entgegengerichtete Polarisation und damit die Unterdrükkung der vom vorherigen Aktivier-Spannungsimpuls verbliebenen polarisierten Ladungsmenge. Auswirkungen des Kompensalionsimpulses sind in Fig.5 spannungsabhängig als Meßergebnisse aufgezeichnet; der

Abszisse ist die laufende Zeit T und der Ordinate die Zünd- oder Schwellenspannung V,/, zugeordnet.

In Fig.5 wurden unter Meßbedingungen wie Frequenz /=500 Hz, f=85ps, IVr= Ww=40 \i\ Vä=V,a+30V und Οι/=55μ5 die Kurve A bei einer Kompensationsspannung Vc= 0 V, Kurve k bei V<?=30 V, Kurve I₃ bei Vc=60 V, Kurve U bei Vc=90 V erarbeitet. Die Auswertung von F i g. 5 macht deutlich, daß der (in dem Impulsbild schraffiert dargestellte) Kompensationsimpuls wesentlichen Anteil an der Beseitigung des Einbrenneffekts hat. Jedoch sollte die Spannung des Kompensationsirnpulses kleiner als die Schwellen- oder Zündspannung der Anzeige gewählt werden, damit nicht Kontrast und Lesbarkeit der Anzeigetafel beeinträchtigt werden. ii>

Mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurden einer EL-Dünnschicht-Anzeigetafei der Reihe nach an deren Abtastelektroden nach Art der Zeilenabtastung die Schreibimpulsspannung V\v und danach im Bereich der gesamten Anzeige die Auffrischimpulsspannung V* mit der Schreibimpulsspannung entgegengerichteter Polarität als Abschluß der Feldabtastung zugeführt. Außerdem wurde zum Schluß der Feldabtasiung über den gesamten Anzeigeflächenbereich die Kompensationsimpulsspannung mit gleicher Polarität wie der Auffrischimpuls, jedoch mit einer nicht zur Erzeugung von Elektrolumineszenz ausreichenden Amplitude zugeführt

Als Alternative kann auch nach dem Anlegen des Auffrischimpulses V_R eine Kompensationsimpulsspannung angelegt werden, deren Polarität der von Vn entgegengesetzt ist. und deren Amplitude nicht zur Erzeugung von Elektrolumineszenz ausreicht.

Mit diesem Ansteuerverfahren wird das lästige »Einbrennen« verhindert oder doch zumindest soweit cingcschränkt, daß die Lesbarkeit nicht beeinträchtigt und ein zuverlässiger Langzeitbetrieb ermöglicht werden.

Durch die erfindungsgemäß sugeführte Kompensationsimpulsspannung werden η ent nur die durch die oben erläuterten Phasenbedingungen verursachten Größenunterschiede der polarisierten Ladungen ausgeglichen sondern auch polarisierte Ladungsmengen-Differenzen, die ihre Ursachen in Auswirkungen von Amplitude, r'ulsbreite und Voreüeffekten haben. Ferner eignet sich die Erfindung zur Anwendung für alle Arten von EL-Anzeigevorrichtungen wie beispielsweise Dreischicht-Ausführungen mit innerem Speichereffekt, Zweischicht-Ausführungen mit ener EL-Schicht und einer Isolierschicht. Dreischicht-Ausführungen mit einer EL-Schicht. einer Isolierschicht und einer weiteren EL-Schicht.

Hierzu 3 Blau Zeichnungen

55

6Ω

65

Claims

Patentansprüche:

1. Ansteuerschaltung für eine EL-Dünnschicht-Anzeigevorrichtung mil zwei sandwichartig übereinanderliegenden sich kreuzenden Anordnungen von Abtastelektroden und Datenelektroden, die in jedem der Kreuzungspunkte zwischen je einer Ab-

tastelektrode und einer Datenelektrode einen Bildpunkt bilden, durch welche Schaltung