JPS6015279B2 - メモリ付薄膜ｅｌ素子の維持駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメモリ付薄膜ＥＬ素子を維持駆動する回路に関
し、特に維持駆動回路をサィリスタによって構成するも
のである。

メモリ付薄膜ＥＬマトリックス素子の構成及び特性は本
件出願人が出願した特願昭５０一８３７６７号「大容量
性表示素子の駆動回路」その他に説明したが、もう一度
簡単に説明する。

薄膜ＥＬ表示装置はガラス基板の上に透明電極を綿状に
配置し、この上に例えばＹ２０３、Ｓｉ３Ｎ４、Ｔｉ０
２、川２０３等の誘電物質を、更にこの上に例えばＭｎ
をドープしたＺｎＳ（黄燈発光）等の蟹光層を、その上
に更にＹ２０３、Ｓｉ３Ｎ４、Ｔｉ０２、ＡＩ２０３等
の誘電物質を蒸着法、スパッタ法等の薄膜技術により５
００〜１００００Ａの厚さに被着して２重絶縁型３層構
造にして、その上に上記透明電極と直交する方向に綿状
電極を配贋しマトリックス形電極を構成する。

かかる構造の３層構造薄膜ＥＬ表示装置において、第１
の電極群のうちの一つと第２の電極群のうちの一つを選
び適当な交流電圧を印加すると、この南電極が交差して
挟まれた微少面積部分が発光する。これが画面の一絵素
に相当する。これの組合せによって、文字、記号模様等
を表示する。このような構造のＥＬ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
しているが、このＥＬは新たに印加電圧と発光輝度の間
にヒステリシス特性を示す。

最初電圧振幅Ｖ，のパルスを印加すると、輝度は低レベ
ルの輝度Ｂ，にある。ここで維持電圧Ｖ，は発光関値電
圧ＶｔｈとするとＶ，＞Ｖｍである。維持電圧Ｖ，の連
続印加では輝度Ｂ，は維持される。次に書込み電圧Ｖ２
を印加すると、輝度は高レベルの輝度＆まで一挙に上昇
し、以後一定時間内に電圧が維持電圧Ｖ，に再び戻して
も輝度は先の輝度Ｂ，より大きい輝度＆に落着く。維持
電圧Ｖ．の連続印加では輝度Ｂ２は維持される。この状
態のとき、次に消去電圧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Ｖ，まで戻すと前の低レ
ベルの輝度Ｂに落着く。この履歴現象は書き込み雷圧の
振幅やパルス幅（図示せず）、パルス周波数に応じて任
意の４〉レープをとりうる。即ち中間鋼の表示も可能で
ある。このように一度書込み電圧、又は消去電圧を与え
ると、各絵素は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、このＥＬ表示装置の
他の表示装置に無い大きな特徴である。上記の各電圧は
組成や濃厚の物理条件や製造条件、印加波形により大分
異なるが、因みにある試作例ではＶｔｈ＝２００Ｖ、Ｖ
，＝２１０Ｖ、Ｖ２；２１０〜２８０Ｖ、Ｖ３＝１９０
Ｖである。本発明は上記した３層構造薄膜ＥＬ表示装置
の維持駆動回路に関し、本発明の一実施例の回路を第１
図に示して、以下これを説明する。１０は前記薄膜ＥＬ
素子であり、ここでは透明電極１ １よりなる列（Ｘ）
電極Ｘ，〜Ｘｍと、アルミニウム電極１２よりなる行（
Ｙ）電極Ｙ，〜Ｙｎ・のみを示す。

２０‘まＹ電極へ正の維持電圧Ｖｓ，を電源ラインＡよ
り供給する回路で、サイリスタ２１、パルストランス２
２よりなり、各電極Ｙ，〜Ｙｎとはダイオード２３，・
・・・・・を介して接続する。３０は×電極をアースに
導くスイッチング回路で、各電極Ｘ，〜Ｘｍにトランジ
スタ３１，・・…・がアースとの間に接続される。

このトランジスタのベースには、謙出し信号、書込み信
号、消去信号、維持信号が加えられる。このトランジス
タ３１，・・・・・・は書込み、消去、議出し時のＸ電
極を選択するスイッチング素子として作用する。トラン
ジスタ３１，……のコレクタヱミツタ間にトランジスタ
３１の導通方向とは逆方向にダイオード３２，・・・・
・・が並列接続されている。このダイオード３２，・・
・・・・は維持駆動をするときに役立つ。４０は全ての
×電極をアースする回路で、ラインＢに加えられる維持
信号Ｔ，によって動作するサィリスタ４１よりなり、各
電極Ｘ，〜Ｘｍとはダイオード４２，・・・・・・を介
して接続される。

５０は全てのＹ電極ひ，〜ＹｎヘラィンＣより負の維持
電圧−Ｖｓ，を供給する回路で、各電極はダイオード５
１，・・・…を介してパルストランス５３より与えられ
る維持信号Ｌによって動作するサイリスタ５２に接続さ
れる。

６０はＹ電極Ｙ，〜Ｙｎを選択するスイッチング回路で
、各電極と電源ラインＤの電圧Ｖｗｅｒ間に高耐圧スイ
ッチングトランジスタ６１，・・・・・・とダィオード
６２，・・・・・・が接続され、上記トランジスタ６１
は垂直バイナリアドレス信号によって制御される。

上記電源ラインＤには電源７０が書込み電圧、消去電圧
、議出し電圧を薄膜ＥＬ素子の動作モード‘こ合わせて
選択的に出力し、上記トランジスタ６１の１個を通して
選ばれたＹ電極の１つに上記電圧を印加する。８川ま維
持電圧をラインＡとＣに供給する電源トランスで、５０
ＨＺ又は６０ＨＺの単相ＡＣ電源を用いることも可能で
あり、或いは単相ＡＣ電源から周波数変換する電源を用
いることも可能である。

周波数変換をする場合には、出力インピーダンスが低く
高変換効率の正弦波を発生する電源を用いねばならない
。この目的のために第２図に示すようにＡＣＩＯＯＶ６
０ＨＺ（２８２Ｖｐｐ）の電圧を整流回路１０１で整流
して、スイッチング回路１０２、フィル夕１０３を介し
て出力に所要周波数の正弦波出力を得る。本発明による
回路は以上のように構成され、電源トランス８川まライ
ンＡとＣに第３図ａに示す維持電圧を持った正弦波交流
電圧を印加する。

ここで正弦波交流電圧が０のとき第３図ｂに示す維持信
号Ｔ，が発生してサイリスタ２１と４１に同時に加えら
れサィリスタ２１と４１をオンする。このため、サイリ
スタ２１からダイオード２３，２３，・・・・・・、Ｙ
電極、Ｘ電極、ダイオード４２，４２，……、サィリス
タ４１の順に電流が流れる。そして正弦波の正の半周期
が経過して薄膜ＥＬ素子に流れる電流が０になったとき
、自動的にサイリスタ２１と４１はその特性のためにオ
フになる。この時第３図ｃに示す維持信号Ｔ２をトラン
ス５３を介してサイリスタ５２に加え、サィリスタ５２
をオンにする。ラインＣには負の正弦波維持亀圧が加え
られているから、ダイオード５１，５１，・・・・・・
及び、×電極とアース間に接続したダイオード３２，・
・・・・・を介して薄膜ＥＬ素子に前記とは逆方向の電
圧を印加する。薄膜ＥＬ素子に正弦波の負の半周期経過
したとき、再び０となるのでサィリスタ５２はオフにな
る。上記動作を正弦波交流電圧の数サイクル毎に実行し
、第２図ｄで示すように所定の間隔で、１周期の正弦波
電圧からなる維持電圧を薄膜ＥＬ素子に印加する。なお
、×電極に接続されたトランジスタ３１，……をサイリ
ス夕２１，４１をオンするタイミングでオンにすれば、
トランジスタ３１をサイリスタ４１、ダイオード４２，
……に代えて用いることができ、サイリス夕４１及びダ
イオード３２を省略することができる。第１図の回路に
おいて、選択絵素に書込み、消去、読出し駆動をする場
合は、電源７０より誓込み電圧、消去電圧、議出し電圧
をラインＤに印加すると同時に、トランジスタ３１，…
…、６１，・・・・・・を選択的にオンして選択絵素に
所要の電圧を印加する。

以上のように本発明は正弦波電圧を維持駆動の電源とし
、サィリスタによって印加を制御しているから、サィリ
スタは他のスイッチング素子よりも大電流のスイッチン
グに適しており、且つサイリス外まオン動作を開始させ
るときだけにパルスを加えればよく、そしてサィリスタ
に逆電圧が加わるとき、サィリスタ自身の特性のため自
動的にオフになるので、サィリスタに加えるパルスは極
めてパルス幅の狭いパルスでよく、従ってパルス発生回
路を簡単にすることができる。

なお、本発明の上記実施例において、維持駆動は１周期
の正弦波電圧を印加しているので、この実施例によれば
消費電力が低減する理由を、以下に本件出願人が現在ま
でに提案してきたパルス維持電圧を印加して維持駆動す
る場合と比較して説明する。

薄膜ＥＬ素子の等価回路は、維持駆動時には全電極が同
時に駆動されるので、透明電極の合計抵抗をＲ、×電極
とＹ電極間に挟まれた絶縁層、ＥＬ層による全絵素の合
計容量をＣとするとき、第４図に示すように２端子回路
網で表わすことができる。

第４図の回路に正負の等しい振幅のパルス電圧を維持電
圧として印加したとき、１周期当りの消費電力ＰｐはＰ
ｐ＝２ＣＶ費 Ｃ：全絵素の合計容量 Ｖｏ：維持パルスの電圧 となる。

次に１周期の正弦波電圧を薄膜ＥＬ素子に印加したとき
は、第４図の等価回路に流れる電流をｉ（ｔ）とすると
、次式が成立する。

Ｒ‐ｉ（ｔ）＋きＪｉ（ｔ）ｄｔ：Ｖがｉｎのｔの：印
加正弦波の角周波数ｊ（０）＝０のもとで上式を解くと
、 ０ニねｎ−，一」 ■ＣＲ となり、上式の第１項は定常状態で流れる電流、第２項
は印加電圧が１周期のみ印加されるときに生じる過渡電
流である。

正弦波印加時の１周期当りの消費電力Ｐｓはとなる。

定常項に過渡項が加わるため、Ｃ、Ｒ、のの値によって
はパルス電圧印加の場合よりも消費電力が多くなること
もある。正弦波印加時とパルス印加時の消費電力の比器
、６インチ薄膜Ｅ螺子を駆動する場合も球めると、本発
明者等が使用した６インチ薄膜ＥＬ素子は、Ｃ：０．３
２山Ｆ、Ｒ＝５．２０、および維持周波数を４ｏｏＨＺ
として計算すると、器８‐７刈−３となり、消費電力は
正弦波印加時の方が極めて小さい。

正弦波印加時にはパルス印加時のように瞬時に大電流が
流れることがないため、サィリスタのような低オン抵抗
スイッチ素子を用いることができ、このサィリスタのオ
ン抵抗はたかだかＩＱ程度であり、かなり小さい。

このサィリスタ以外の部分で生じる抵抗分を最大限に大
きく見積って１０ｏＱとすると、上記電力比は器ｏ．・
７となる。ところで正弦波電圧を印加する場合はパルス
電圧を印加する場合に比べて発光輝度が若干低下する。

発光輝度をパルス電圧印加時と等しくするためには、正
弦波印加電圧を高くする必要がある。例えば正弦波電圧
をパルス電圧よりもピークッーピークで５０％高くした
として（実際にはこれ程高くする必要‘ま側）電力地、
蔓＝ｏ‐３８であり、正弦波電圧印加時の消費電力は、
最悪の場合を考えてもパルス電圧印加時の４０％程度と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の維持駆動方法を実施する一美施例の回
路図、第２図は別の実施例における正弦波維持電源のブ
ロックダイヤグラム、第３図は第１図の回路において維
持駆動時のタイムチャ−ト、第４図は薄膜ＥＬ素子の等
価回路図を示す。 １０：薄膜ＥＬパネル、２０，４０，５０：維持電圧供
給回路、２１，４１，５２：サィリス夕、８０：電源ト
ランス。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 印加電圧に対する発光輝度特性にヒステリシス現象
   を現わす薄膜ＥＬ素子に電圧上昇時と電圧下降時の発光
   輝度の差が充分に大きい電圧を維持電圧として印加する
   メモリ付薄膜ＥＬ素子の維持駆動回路において、上記維
   持電圧の正弦波を発生する電源と、該電源と薄膜ＥＬ素
   子の間に接続され、上記正弦波の正及び負のそれぞれ半
   周期に同期してオンし、上記薄膜ＥＬ素子に正方向の維
   持電圧を印加するサイリスタと、負方向の維持電圧を印
   加するサイリスタとを備えてなることを特徴とするメモ
   リ付薄膜ＥＬ素子の維持駆動回路。