JPS5828597B2 - 薄膜エレクトロルミネツセンスパネルの駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は薄膜エレクトロルミネッセンスパネル（以下Ｅ
ＬＰ）のように発光輝度と印加電圧の間にヒステリシス
特性を有する表示素子を駆動する際にして、発光開始電
圧よりもはるかに低い電圧を持つ１つの直流電圧源で構
成した駆動回路を提供するものである。

先ず、ＥＬＰの断面構成図を第１図に示す。

ガラス基板１の上にＩｎ２Ｏ３の透明電極２を設ける。

この上に例えばＹ２Ｏ３等の誘電物質層３を、更にこの
上に例えばＭｎをドープしたＺｎＳ等の螢光層４を更に
その上に上記と同じ誘電物質３１を蒸着法、スパッタ法
等により被着して３層構造にし、その上にＡＩ等の背面
電極５を配置して構成される。

このような構造のＥＬＰは輝度や寿命・安定性の点で従
来の分散型ＥＬ素子に比して優れた特性を有していると
ともに、このＥＬＰは新たに輝度と印加電圧の間に第２
図すの如き履歴現象を示す。

この特性を第２図に従い説明すると、最初第２図ａの如
く電圧振幅ｖ１ のパルスを印加すると輝度は同図す、
ｃに示すように８１ のレベルにある。

ここでｖｌは発光閾値電圧をｖｔｈとするとｖｌ＞ｖｔ
ｈである。

これに書き込み電圧ｖ２を印加すると輝度は一挙にＢ３
まで上昇し、以後電圧値を再び維持電圧ｖ１に戻しても
輝度はＢ１より大きいＢ２に落着く。

これに消去電圧Ｖ３を印加すると輝度レベルは急激に減
少し、再び維持電圧Ｖ１ まで戻すと輝度はＢ１ に
落着（。

これら時間的な関係は第２図ａに附された記号１． 、
１３・・・・・・・・・・・・ｔ２１が同図Ｃの各同じ
記号の位置に対応させることにより示されている。

この履歴現象は第２図すの細線で示された如く、書込み
電圧の振幅やパルス幅（図示せず）に応じて任意の小ル
ープをとりうる。

即ち中間調の表示も可能である。

一度書込み電圧を与えると、その後維持パルスによって
それぞれ与えられた階調を失わずに発光し続けるのがＥ
ＬＰの他の表示素子に無い大きな特徴である。

上記の各電圧は組成や膜厚及び印加波形により犬分異な
るが、因みに試作例ではＶｔｈ＝ ２００ Ｖ。

Ｖ＝２１０Ｖ、■２−２１０〜２８０Ｖ、Ｖ３＝１９０
Ｖである。

以上のようにヒステリシス特性を有する薄膜ＥＬは電気
的書込を行うこともできるが、以下に述べるような光書
込も可能である。

即ち先ず第３図に示したようにＥＬＰの両端に常時交流
の維持パルスを加えながら、Ｔ２期間のみに外部から光
を照射する場合を考える。

そうするとＥＬＰは光照射する前のＴ１期間に輝度がＢ
１にあったものが、光照射後のＴ３期間には輝度Ｂ３に
上昇する。

この輝度レベルＢ３は勿論Ｔ２期間の長さや維持パルス
の振幅Ｖｓやパルス幅τ及び外部光の強度や波長に大き
く依存する。

この場合外部から光を照射すると維持パルスの印加され
ている＋Ｖ８、ｖ８中に光書込によって分極電場が発生
し、維持パルスの加わっていないＯｖの期間はこの分極
電場が緩和している。

光書込源の波長依存性、照射時間とＥＬＰの発光スペク
トルの関係は第４図の通りである。

波長３５００人あたりの光に対して最も感度よく光書込
でき、ＥＬＰの発光スペクＩ・ルが大きい値とは離れて
いることがわかる。

一方維持パルスの振幅Ｖｓや幅τに対する光書込後の輝
度レベルＢ２は第５図のような依存性を示す。

即ち維持電圧やパルス幅の大きい程輝度レベルＢ２は太
きい。

本発明は以上のような特性を持つＥＬＰを例えば光書込
黒板に適用した場合の駆動回路に関する。

光書込黒板は第６図に示すように、前述の構成のＥＬＰ
５、ライトペン７、周辺駆動回路を内蔵した筺体８、維
持電圧可変ダイヤル９よりなる。

ＥＬＰ５は前述のように透明電極２と５がＥＬＰ全面一
様に延びる形状のものでもよく、又は一方の電極２若し
くは５を縞状にして平行配置し、他方の電極５若しくは
２を上記電極とは直交する方向に縞状にして平行配置し
たもの、所謂マトリックスに形成したものでもよい。

上記ＥＬＰ全面同時に維持パルスを印加しておきライト
ペンで任意に英数字や記号を書込む。

そして消去したい場合は可変ボリウム９を低電圧側に回
転する。

またライトペンの光源は特殊なものでなくタングステン
ランプが使えれば、コンパクトで安価なものが得られ実
用価値は非常に太きい。

ところでタングステンランプの発光ピーク波長は可視光
でも長波長側に寄っており、第４図との関連で云えばＥ
ＬＰに対して光書込感度はかなり小さい。

従って第５図の特性を考慮して、同じ光源に対しては維
持電圧の振幅１ｖｓｌを上昇させるか（もっとも余り上
昇しすぎると第２図から分るようにコントラスト比が悪
くなるが）、パルス幅τを広くすればよい。

結局光書込という点からだけ云えば周波数一定の条件下
ではデユーティ比５０％の印加波形が最も好ましい。

第７図はＥＬＰに維持パルスを供給する回路図を示し、
第７図において、１０．・・・・・・・・・・・・１３
はトランジスタ、１４．・・・・・・・・・・・・１７
はダイオード１８はインダクタンス、１９はＥＬ、２０
は可変電圧源である。

第７図のトランジスタ１０．・・・・・・・・・・・・
１３をＯＮ、ＯＦＦさせるタイミングは第８図の通りで
ある。

即ち第８図ａに示す信号がバイレベルのとき第７図トラ
ンジスタ１１，１３はＯＮ、ローレベルのときはＯＦＦ
である。

また第８図すの信号がバイレベルのときトランジスタ１
０．１２はＯＮ、ローレベルのときＯＦＦする。

第８図ａ、ｂのパルス副ｔは第７図のコイル１８のイン
ダクタンスがＬＣＨ）、１９のＥＬのキャパシタンスが
ＣＣＦ）のとき となるよう選ぶ。

もし回路系に損失がなく第７図の電源２０の電圧がＥ。

とすると、ＥＬＰ１９の両端に印加される電圧は第８図
ａ、ｂが交互にバイレベルになる度に＋２Ｅｏ、−４Ｅ
ｏ、＋６Ｅｏ、・・・・・・・・・・・・と振幅は上昇
していき、理論的には無限大の振幅になる筈である。

然し実際問題として、トランジスタのＯＮ抵抗やダイオ
ードの順方向抵抗及びＥＬの電極抵抗やその他種々の抵
抗損失があり、更に振幅の上昇に伴う電流上昇からくる
インダクタンスコアの飽和現象等々から第８図Ｃに示し
たようにＥＬ印加電圧の振幅は飽和値に達する。

この時の電圧が維持電圧Ｖ１ になるよう設定しておく
。

従っである過渡時間を経れば一定振幅のデユーティ比５
０％の両極性パルスがＥＬの両端に印加されることにな
る。

因みに我々の試作例ではキャパシタンス約３００００Ｐ
ＦのＥＬＰＫ対１．−ＣＶ。

＝４０Ｖで±２００■のデユーティ比５０％の印加電圧
が得られた。

またＥＬに上記交流電圧（但し３００Ｈｚ）を印加しな
がら１ワツトのタングステンランプで十分光書込みがで
きた。

光書込みされた文字、記号或いは模様は、ＥＬＰの光書
込みのときの感度と、ＥＬＰの発光スペクトルが第４図
に示すように異っており、且つＥＬＰの発光時間は維持
パルスのパルス巾であるから電極２，５がマトリックス
状の場合は電圧印加部分が互いに独立しているため勿論
のこと、電極２，５が全面一様に延びるように形成され
ている場合でも発光領域が非発光領域へにじみでること
がない。

また一旦光書込みされたパネルを消去するには、第６図
のダイアル９を回転して、第７図の電源電圧２０を低い
方にすれば、ＥＬの両端には消去電圧パルスが与えられ
る。

このように薄膜ＥＬが大きなキャパシタンスを有してい
るのでインダクタンスと組み合わせて共振回路を構成し
、適当なタイミングでスイッチング素子を０Ｎ−ＯＦＦ
すれば、発光開始電圧よりはるかに低い１つの電源電圧
で光書込装置を構成できる。

尚第７図において用いたトランジスタは全てＮＰＮ型で
あるが、ＰＮＰ型を用いてもよいのは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図はＥＬＰの断面図、第２図はＥＬＰＯ印加電圧と
発光輝度の関係図、第３図は光書込み時にＥＬＰに印加
される電圧波形図、第４図はＥＬＰの受光感度波長と発
光波長の関係図、第５図はＥＬＰの印加波形と発光輝度
の関係図、第６図は本発明の一実施例を構成する光書込
み板の斜視図、第７図は本発明の一実施例の、駆動回路
図、第８図は第７図の回路のタイムチャートである。 ２は電極、３，３′は誘電物質層、４は螢光層、１０〜
１３はトランジスタ、１８はコイル ２０は電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 螢光層の両側にそれぞれ誘電物質層と電極を設けて
   なる薄膜エレクトロルミネッセンスパネルの駆動回路に
   おいて、上記薄膜エレクトロルミネッセンスパネルに１
   個のコイルを接続して直列共振回路を構成し、光書込み
   をするに際して該直列共振回路に１個の直流電源を交互
   に逆方向接続するスイッチ素子を接続して交流維持パル
   スを印加することを特徴とする薄膜エレクトロルミネッ
   センスパネルの駆動回路。