DE2429318A1

DE2429318A1 - Verfahren zur steuerung eines elektrolumineszenzelements

Info

Publication number: DE2429318A1
Application number: DE2429318A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Ise; Yoshiharu Kanatani; Etsuo Mizukami; Chuji Suzuki
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1973-06-19
Filing date: 1974-06-19
Publication date: 1975-01-16
Also published as: US3975661A; JPS5437800B2; DE2429318B2; DE2429318C3; GB1474251A; JPS5018193A

Description

Priorität: 19. Juni 1973; Japan; ~"~ Nr. 69440/1973

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines dreischichtigen Dünnschicht-Elektrolumineszenzelements, welches hinsichtlich der Abhängigkeit der Lichtemission von der Spannungszufuhr Hystereseeigenschaften zeigt, in solcher Weise, daß das Elektrolumineszenzelement in dynamischer Weise Information speichert.

Die Erscheinung der Elektrolumineszenz wurde in den Jahren ■ ab 1930 entdeckt, und seitdem sind die industriemäßige Anwendung und die Besonderheiten dieser Erscheinung von vielen Forschern studiert worden. Die elektronische Festkörpertechnologie hat in den letzten Jahren große !Fortechritte gemacht, und es hat sich in vielfältiger V/eise der Wunsch nach Anwendung der Elektrolumineszenzerscheinung ergeben.

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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuerungsverfahren zum Einschreiben, Speichern und Löschen von Information in einem dreischichtigen Dünnschicht-Elektrolumineszenzelement zu schaffen, welches Licht abstrahlt und hinsichtlich der Abhängigkeit der Lichtemission von der zugeführten Spannung Hystereseeigenschaften zeigt, in solcher Weise, daß die Intensität der Lichtemission gesteuert wird. Ferner soll die in das Elektrolumineszenzelement eingeschriebene Information in nicht destruktiver Weise ausgelesen werden können.

Im Rahmen der Erfindung wurde entdeckt, daß ein Dünnschicht-Elektrolumineszenzelement, wie z. B. ein ZnS-EL-Element, bei dem eine elektrolumineszierende Schicht zwischen zwei dielektrischen Schichten angeordnet ist, nicht nur hervorragende Elektrolumineszenz zeigt, sondern auch Hystereseeigenschaften hinsichtlich der Lichtemission in Abhängigkeit von der zugeführten Spannung. Es ist möglich, mittels eines solchen EL-Elements unter Verwendung dieser Hystereseeigenschaft Information zu speichern.

Gemäß der Erfindung werden Wechselspannungsimpulse zum Steuern des Elektrolumineszenzelements einer Amplitudenmodulation, einer Impulsfrequenzmodulation oder einer Impulsdauermodulation unterworfen, und dadurch wird die Leuchtdichte des Elements gesteuert, so daß die Information eingeschrieben, gespeichert und gelöscht wird durch Variieren der Lichtemission des Elements. Um die in das Element eingeschriebene Information in nicht destruktiver Weise auszulesen, wird der Polarisationsstrom in dem Element ermittelt, wobei dieser Polarisationsstrom nur dann auftritt, wenn das Element Licht emittiert.

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ORIGINAL INSPECTED

Aufgrund von durch Licht angeregten Polarisationseffekten oder durch Licht angeregten Depolarisationseffekten, die für das die Hystereseeigenschaften aufweisende Elektrolumineszenzelement charakteristisch sind, kann die Information eingeschrieben oder gelöscht werden unter Zuführung von äußerer Lichtstrahlung zusätzlich zu der Zuführung von Wechselspannungsimpulsen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher erörtert. Ίη den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch ein dreischichtiges Dünnschicht-Elektrolumineszenzelement;

Figur 2 ein Diagramm, welches die Hysterese bei der .Abhängigkeit der Lichtemission von der zugeführten Spannung bei dem Element von Figur 1 zeigt;

Figur 3a Zeitdiagramme zur Erläuterung einer ersten Ausbis 3c führungsform;

Figur 4a Zeitdiagramme, welche Modifizierungen der ersten bis 4c Ausführungsform gemäß Figur 3 zeigen;

Figur 5a Diagramme zur Erläuterung der Halbtonmodulation bis 5d bei der ersten Ausführungsform von Figur 3;

Figur 6 ein Diagramm, welches die Hysterese hinsichtlich der Abhängigkeit der Lichtemission von der zugeführten Spannung zeigt;

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Figur 7 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform;

Figur 8 ein weiteres zur Erläuterung der zweiten Ausführungsform von Figur 7 dienendes Diagramm;

Figur 9a Zeitdiagramme zur Erläuterung einer dritten Ausbis 9c führungsform; und

Figur 10a Zeitdiagramme zur Erläuterung eines Verfahrens und 10"b zum nicht destruktiven Auslesen von in das Element eingeschriebener Information.

In Figur 1 wird ein dreischichtiges Dünnschicht-Elektrolumineszenzelement gezeigt, welches eine dünne Elektrolumineszenz schicht 1 aus ZnS und zwei transparente dielektrische Schichten 2 und 3 aus geeignetem Material wie Y₂°3> usw'. enthält. Das EL-Element enthält ferner eine transparente Elektrode 4 bestehend aus SnO₂, usw., und eine metallische rückwärtige Elektrode 5, bestehend aus Al, usw..Wie an sich wohl bekannt ist, ist die dünne ZnS-Schicht mit Übergangselementen wie Mn, Cr oder mit seltenen Erden wie Tb, Er, Tm, Ib dotiert, wobei diese aktiven Stoffe als Lumineszenzzentren dienen. Ein G-lassubstrat 6 dient als Trägerkörper für die Schichtenstruktur.

Es ist wohl bekannt, daß das oben beschriebene Dünnschicht-EL-Element bei Zuführung von Wechselspannungsimpulsen eine auf Elektrolumineszenz beruhende Lichtemission zeigt. Im Rahmen der Erfindung wurde die neue Erscheinung entdeckt, daß derartige EL-Elemente durch Licht angeregte Polarisationseffekte und durch Licht angeregte Depolarisationseffekte zeigen. Unter den durch Licht angeregten Polarisationseffekten

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wird die Erscheinung verstanden, daß in der Elektrolumineszenzschicht bei Lichteinstrahlung, während das EL-Element mit einer Gleichspannung vorgespannt ist, ein elektrisches PeId auftritt, welches auf der durch licht angeregten Polarisation beruht. Unter den durch Licht angeregten Depolarisationseffekten wird die Erscheinung verstanden, daß das auf Polarisation beruhende elektrische Feld, welches sich aufgrund der durch Licht angeregten Polarisaticnseffekte gebildet hat, aufgrund von Lichteinstrahlung, die nach Beendigung der Gleichspannungszufuhr erfolgt, vermindert wird.

Es ist ferner als weitere wichtige Eigenschaft des ZnS-Elektrolumineszenzelements entdeckt worden, daß die Abhängigkeit der Lichtemission von der zugeführten Wechselspannung eine Hysterese zeigt. Die Hystereseeigenschaft tritt bei geeigneter Wahl des Materials der dielektrischen Schichten und der Fertigungsparameter des EL-Elements deutlich hervor.

Es wird ein Steuerungsverfahren für das EL-Element angestrebt, bei dem dieses Speicherfunktionen durchführt unter Verwendung der Hystereseeigenschaften, die z. B. bei dem ZnS-Elektrolumineszenzelement entdeckt wurden. Ein solches Steuerungsverfahren für das EL-Element sowie die Hystereseerscheinung werden nachfolgend eingehend beschrieben.

Figur 2 zeigt die Hystereseeigenschaft des ZnS-Elektrolumineszenzelements von Figur 1, wobei die Abszissenachse einen Spitzenwert V = 1/2 (Vp - Vn) der zugeführten Wechselspannungen und die Ordinatenachse die Intensität der Lichtemission B (f - L) zeigen. Es wird deutlich, daß das Element Hystereseeigenschaften zeigt zwischen der ansteigenden und

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der abfallenden Kurve. Die in Figur 2 gezeigte Hysterese soll die grundsätzliche Eigenschaft des oben beschriebenen dreischichtigen ZnS-EL-Elements veranschaulichen, während die jeweiligen Hysteresewerte von verschiedenen Faktoren abhängen, wie dem Aufdampfen der dünnen Schichten aus ZnS und Yp^3 ^unc^ ^^er Kombination der ZnS-Schieht mit den dielektrischen Schichten.

Die Zeitdiagramme der Figuren 3a bis 3c veranschaulichen die Ausführungsform, bei der zum Einschreiben und zum Löschen von Information in dem Element unter Ausnutzung der Hystereseeigenschaft eine Amplitudenmodulation, d. h. eine Modulation des Spitzenwertes der zugeführten Wechselöpannungsimpulse verwendet wird.

Die Figuren 3a und 3b zeigen die Wellenf orm der dem dreischichtigen ZnS-EL-Element zugeführten Wellenform bzw. die Änderungen der Lichtemission des EL-Elements. In beiden Figuren ist auf der Abszissenachse die Zeit aufgetragen. Diese Ausführungsform bezieht sich zwar auf ein Steuerungsverfahren, bei dem Impulse mit einer relativen Einschaltdauer von 50 fo und ohne Gieichspannungskomponente an das Element angelegt werden; die Ausführungsform ist jedoch grundsätzlich auch anwendbar, wenn eine sinusförmige Spannung oder eine Spannung mit verzerrter Wellenform angelegt wird.

Das EL-Element hält bei Zuführung von Basisimpulsen Ps eine Lichtemission von der Intensität Bs aufrecht, wobei der Spitzenwert Vs dieser Impulse an die Stelle der Charakteristik gelegt ist, an der die minimale Lichtintensität Bs auf der ansteigenden Kurve noch recht gering

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ist, während die maximale Lichtintensität B™ auf der abfallenden Kurve recht groß ist, wie in Figur 2 gezeigt wird. Daher emittiert das EL-Element "bei Zuführung der Basisimpulse Ps gemäß Figur 3b wenig Licht, nämlich die Intensität Bs. Das Element emittiert bei Zuführung der Schreibimpulse P.., deren Spitzenwert bei V^ liegt, momentan mit der Intensität B~ (f - L).

Darauf behält das Element bei Zuführung der dann folgenden Basisimpulse Ps eine Lichtemission mit der stabilen Intensität B^ bei. Es wird aus Figur 2 deutlich, daß die stabile Lichtemission bei den nachfolgenden Basisimpulsen Ps zwischen dem Maximalwert B^. und dem Minimalwert Bs variieren können, wenn man die Spitzenspannung V₁^ der Schreibimpulse P^ entsprechend variiert, so daß ein Halbton-Auslesemodus erzielt wird. Nach den Lehren des oben beschriebenen Steuerungsverfahrens kann Information in das Element eingeschrieben und dort gespeichert werden, wie das im einzelnen beschrieben wird.

Die Wirkungsweise des EL-Elements beim Einschreiben von Information ist wie folgt. Wenn die Basisimpulse an das Element angelegt werden und die Amplitude Vs derselben in einem Bereich unterhalb des Emissionsgrenzwertes liegt, fließt ein nur geringer elektrischer Strom durch die ZnS-(Mn)-Shicht 1, wobei allerdings darauf hinzuweisen ist, daß der Emissionsgrenzwert des EL-Elements kein exakt anzugebender Wert ist. Wenn nun z. B. die positiven Schreibimpulse P^r a-n die rückwärtige Metallelektrode 5 aus Al, usw. bezüglich der transparenten Elektrode 4 angelegt werden, werden Primärelektronen emittiert, die sich in einer Falle tiefen Potentials in der Grenzschicht zwischen der dielektrischen Schicht 2 und der ZnS-Schicht 1 befunden

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hatten. Die Primärlektronen haben eine Emission von Sekundärelektronen zur Folge.

Genauer gesagt überlagert sich das τοη außen geführte elektrische PeId dem auf Polarisation beruhenden elektrischen Feld dann, wenn die Basisimpulse ihre Polarität ändern, wodurch eine genügende Elektronenlawine erzeugt wird und eine Lichtemission und eine Umkehrung des elektrischen Polarisationsfeldes hervorgerufen werden. Der beschriebene Vorgang, und damit die Lichtemission, dauern solange an, wie die Wechselspannungs-Basisimpulse zugeführt werden. Offenbar arbeitet das Element in derselben Weise, auch wenn negative Schreibimpulse P^ an die rückwärtige Metallelektrode 5 bezüglich der transparenten Elektrode 4 angelegt werden.

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Sobald das elektrische Polarisationsfeld durch geeignete Mittel gelöscht worden ist, wird die Lichtemission gestoppt, auch wenn nachfolgend Basisimpulse Ps an das Element angelegt werden. D. h., die eingeschriebene Information kann gelöscht werden. Eine Möglichkeit zum Löschen der Information unter Verwendung der Amplitudenmodulation wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Es werden Löschimpulse P™ momentan an das Element angelegt, die eine stabile Lichtemission mit der Intensität B^ nach Zuführung von Basisimpulsen Ps zur Folge haben, wobei die Spitzenspannung der Löschimpulse V™ beträgt und dieser Wert beträchtlich geringer als Vs ist. Nach Zuführung der Löschimpulse emittiert das Element eine sehr geringe Intensität B™,. Das Element hält ferner bei nachfolgender Zuführung einer Kette von Basisimpulsen Ps eine stabile Lichtemission mit der Intensität Bs aufrecht. Die gespeicherte Intensität B^ wird auf diese Weise auf den Minimalwert reduziert.

Es sei darauf hingewiesen, daß es notwendig, jedoch schwierig ist, die geeignete Anzahl und Amplitude der Löschimpulse P-™ zu wählen, um die Lichtemission bei der Intensität Bs nach dem Löschvorgang zu erhalten. Allgemein gesagt, wird die die Lichtemission auf dem Wert B™ gehalten, der wesentlich höher liegt als der Wert Bs.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann die Information eingeschrieben und gelöscht werden unter Veränderung der Lichtemission durch Verwen-dung von Amplitudenmodulation bei den Basisimpulsen Ps, und die Informationen können durch Zuführung der Basisimpulse Ps dynamisch gespeichert werden. In anderen Worten arbeitet das ZnS-(Mn)-Elektrolumineszenzelement als Speicherelement. Die abgestrahlte Intensität ist in einem Bereich von der minimalen Intensität Bs bis zur maximalen Intensität B_M durch Variation der Amplitude der

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Schreibimpulse P^ steuerbar, und auf diese Weise kann die Halbton-Helligkeit erhalten werden. Dies ist sehr nützlich, wenn das Element als Wiedergabevorrichtung verwendet wird. Die Halbton-Helligkeit in dem Bereich zwischen Bs bis IU kann auch dadurch erhalten werden, daß die Anzahl oder die Amplitude der Löschimpulse (P-g) variiert wird.

Eine Folge von Wechselspannungs-Basisimpulsen, in deren Pausen eine Spannung von 0 Volt erscheint, wie in Fig. 3c gezeigt wird, kann auch dazu verwendet werden, das Element zu steuern, weil das EL-Element die Eigenschaft hat, das auf Polarisation beruhende elektrische Feld von selbst aufrechtzuerhalten. Wenn die eine solche Pausenphase aufweisenden Basisimpulse zur Steuerung des Elements verwendet werden, können die Schreibimpulse P™· oder die Löschimpulse P™ in die Pausenzeiten der Basisimpulse Ps gebracht werden, wie dies in Fig. 3c gezeigt wird.

Fig. 4a - 4c zeigen Modifikationen hinsichtlich der Position der Schreibimpulse. 4a zeigt den Fall, das die Schreibimpulse Py kontinuierlich während mehr als eines Zyklus zugeführt werden; Fig. 4b zeigt den Fall, daß Schreibimpulse P^ mit nur einer Polarität, also keiner wechselnden PolarJJSt, gewählt werden; Fig. 4c zeigt den Fall, daß die Schreibimpulse während einer Periode zugeführt werden, in der die Basisimpulse Ps die Spannung 0 haben.

Die in Fig. 2 gezeigte Hystereseschleife entspricht dem Fall, daß die zugeführten Spannungsimpulse ständig ihre Amplitude ändern. Wenn die zugeführten Spannungsimpulse /Spannungsperioden haben, wie in Fig. 3c und in Fig. 4a-4c gezeigt, können die maximale Schreibintensität Bj, und die Löschintensität Bs nur dann erhalten werden, wenn die Impulsanzahl und die

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Amplitude der Schreibimpulse P^. und der Löschimpulse P™ sich auf bestimmten geeigneten Werten befinden. Durch geeignete Variierung der Anzahl oder der Amplitude dieser Impulse kann eine Halbtonmödulation erhalten werden.

Fig. 5a bis Fig. 5b zeigen die Beziehung zwischen der Spannung der Schreib - oder Löschimpulse und der emittierten Basisintensität als Funktion der Anzahl der Impulse. Fig. 5a zeigt diese Beziehung für den Fall, daß die Schreibimpulse während mehr als eines Zyklus zugeführt werden, wie in Fig. 4a gezeigt wird, wobei als Parameter für diese Beziehung die Anzahl der Zyklen der Schreibimpulse gewähtfc ist.Fig. 5b zeigt die Beziehung für den Fall, daß zyklisch Löschimpulse dem Element zugeführt werden, wobei die Anzahl der Zyklen der Löschimpulse als Parameter gezeigt ist. Fig. 5c und Fig. 5d zeigen diese Beziehung mit der Anzahl von Impulsen als Parameter, wobei die Schreibimpulse und die Löschimpulse dieselbe Polarität haben. In den Diagrammen ist auf der Abszissenachse die Amplitude oder der Spitzenwert der zugeführten Impulse V™ und V_E aufgetragen, während auf der Ordinatenachse die emittierten Lichtintensitäten EU und B^, aufgetragen sind. Die angeschriebenen Zahlen 1, 2, 3, 4 und 5 zeigen die Anzahl von Zyklen der zugeführten Impulse an, d. h., die Anzahl von zugeführten Impulsen derselben Polarität. Bei dieser Ausführungsform werden die Basisimpulse so gewählt, daß der Spitzenwert Vs sich beim Spannungswert 185 V befindet, die relative Einsehaltdauer 50 % und die Frequenz 8 KHz betragen. Es werden ferner Löschimpulse dem Element zugeführt, die eine Lichtemission mit der Intensität B„ zur Folge haben.

Aus diesen Darstellungen wird deutlich, daß der Halbton-Wiedergabemodus dadurch erhalten werden kann, daß die Anzahl der Impulse oder der Spitzenwert der Schreibimpulse und der Löschimpulse geeignet gewählt werden. Es wird auch

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deutlich, daß die notwendige Anzahl von Löschimpulsen zur Erzielung einer vollständigen Löschung mehr als 5 beträgt.

Die vorangegangene Beschreibung bezieht sich auf ein Steuerungsverfahren zum Einschreiben, Speichern und Löschen der Information in dem EL-Element mittels Amplitudenmodulation der zugeführten Wechselspannungs-Basisimpulse Ps. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf ein Steuerungsverfahren, bei dem eine Impuls dauermodulation Verwendung findet.

Im Rahmen der Erfindung wurde die folgende Erscheinung entdeckt. Wenn die Impulsdauer der dem EL-Element zugeführten Impulse variiert wird, tritt die Hystereseerscheinung selbst dann auf, wenn die Amplitude der zugeführten Impulse auf einem konstanten Wert gehalten wird. Dies bedeutet, daß der Lumineszenzzustand durch Variieren der Impulsdauer W der zugeführten Impulse gesteuert werden kann, wodurch ein Einschreiben oder Löschen von Information und eine Halbtonmodulation erreicht werden können.

Fig. 6 zeigt die Hystereseeigenschaften als Funktion der Impulsdauer, wobei die Abszissenachse die Impulsdauer W und die Ordinatenachse die emittierte Lichtintensität B zeigen. Die Amplitude der zugeführten Impulse liegt näherungsweise bei der Amplitude der Basisimpulse Ps. Die Ausführungsform des Steuerungsverfahrens unter Verwendung von Impulsdauermodulation wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben, die ein Zeitdiagramm der dem EL-Element zugeführten Impulse darstellt. Eine Kette von Wechselspannungsimpulsen Q enthält Besisimpulse Qa einer Impulsdauer Wa, die so gewählt ist, daß sie an dem Punkt der Hystereseschleife von Fig. 6 liegt, an dem die Differenz zwischen der maximalen Lichtintensität B^ und der minimalen Lichtintensität Bs recht groß ist. Wenn die

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Basisimpulse Qa dem Element zugeführt werden und sich dieses in seinem Anfangszustand befindet, emittiert das Element in stabiler Weise eine geringe Lichtintensität am Punkt C der Hystereseschleife von Fig. 6. Dieser Zustand wird in dynamischer Weise beibehalten durch Zuführung der Kette von Basisimpulsen

Die Impulsdauermodulation wird fortgeführt, soweit die Basisimpulse Qa betroffen sind, und ein Schreibimpuls Q^r einer großen Impulsdauer Ww wird dem Element zugeführt, um die Information in dieses einzuschreiben. Das Element emittiert momentan Licht einer relativen hohen Intensität und emittiert danach in stabiler V/eise Licht einer Intensität Bw am Punkt C¹ von Fig. 6 bei Zuführung von weiteren Basisimpulsen Qa^. Auf diese Weise ist die Information in.das Element eingeschrieben, und der Zustand wird in dynamischer Weise durch Zuführung der Basisimpulse Qa aufrechterhalten.

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Ein Löschimpuls Q_E einer "beträchtlich kurzen Impulsdauer W-p, wie in Figur 7 gezeigt wird, kann dem Element zugeführt werden, um die darin eingeschriebene Information zu löschen. Das Element hält den gelöschten Zustand am Punkt C unter Zuführung der dann folgenden Basisimpulse

Wenn die Impulsdauer Ww der Schreibimpulse Qw so gewählt wird, daß sie bei den Werten W. Wp oder W^ liegt, behält das Element seinen Emissionszustand in einem Punkt der Linie C-C bei Zuführung der dann folgenden Basisimpulse ■Qa. bei, so daß ein Halbton-Schreiben erreicht wird.

Figur 8 zeigt die Beziehung zwischen der Impulsdauer Ww des Schreibimpulses Qw und der emittierten Lichtintensität B. Man sieht aus dieser Darstellung, daß das Halbton-Schreiben und die Wiedergabe bei den Intensitätswerten B^, Bp, B-,, zwischen den Intensitätswerten Bw und Bs durch Variieren der Impulsdauer Ww des Schreibimpulses erreicht werden kann. Dies ist sehr nützlich beim Bau einer Wiedergabevorrichtung unter Verwendung eines solchen Elements.

Die Halbtonmodulation kann auch dadurch erreicht wenden, daß die Impulsfrequenz der Schreib- oder Löschimpulse variiert wird, und zwar bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ebenso wie bei dem Steuerungsverfahren mittels Amplitudenmodulation.

In Figuren 9a bis 9c wird eine weitere Ausführungsform des Steuerungsverfahrens gezeigt, wobei eine externe Lichtbestrahlung dazu verwendet wird, die Information in das Element einzuschreiben und zu löschen. Figuren 9a und 9c zeigen Wellenformen der dem SL-Slement zugeführten Impulse,

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und Figur 9b zeigt die von dem Element emittierte Lichtintensität "bei Zuführung der in Figur 9a gezeigten Impulse.

Das Element emittiert in stabiler Weise eine geringe Lichtintensität Bs bei Zuführung einer Kette von Basisimpulsen Ps. Wenn das Element der externen Lichtbestrahlung ausgesetzt wird, wird der Schreibprozeß durchgeführt, und das Element emittiert momentan Licht einer Intensität Bw', und danach hält das Element eine Lichtemission bei der Basisintensität Bw aufrecht, während die nachfolgenden Basisimpulse Ps zugeführt werden. Die Schreiboperation kann folgendermaßen analysiert werden. Wenn die externe Lichtstrahlung auf das Element gerichtet wird, welches die Basisimpulse Ps zugeführt erhält, werden Primärelektronen emittiert, die in einer Falle tiefen Potentials an der G-renzflache zwischen der dielektrischen Schicht und der ZnS-(Mn)-Schicht gefangen waren. Dadurch wird eine ausreichende Elektronenlawine in der EL-Schicht erhalten. Dies bedeutet, daß die Belichtung dieselbe Wirkung hat wie die Schreibimpulse. Wenn die externe Lichtstrahlung während der Pausenperiode der Basisimpulse Ps zugeführt wird, wird das innere Polarisationsfeld, welches durch die Schreiboperation gebildet wurde, abgebaut, was ein Löschen der Information ermöglicht. Die Belichtung zum Löschen der Information muß zeitlich auf die Pausenperiode der Basisimpulse abgestimmt werden, wie in Figur 9a und 9c gezeigt wird.

Die Schreib- und Löscheffekte werden um so stärker, je kürzer die Wellenlänge des eingestrahlten Lichtes ist, und die Intensität dieser Effekte entspricht der Gesamtbelichtung It, wobei I die Intensität des eingestrahlten Lichtes und t die Dauer der Belichtung sind.

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Die Halbtonmodulation beim Schreiben oder beim Löschen kann dadurch erreicht werden, daß die Stärke der Belichtung variiert wird. Das EL-Element ist sehr nützlich zur Wiedergabe von Bildmustern, da das Element die Halbtonwiedergabe nach Maßgabe der Variation der externen Lichtbestrahlung durchführen kann.

Die vorangegangene Beschreibung bezieht sich auf die Schreib-, Speicher- und Löschvorgänge in dem Element. Die in das Element eingeschriebene Information wird in nicht destruktiver Weise ausgelesen, indem man den Polarisationsstrom in dem EL-Element ermittelt.

Figur 10a zeigt die Wellenform der dem Element zugeführten Signale, und Figur 10b zeigt die Wellenform des elektrischen Stromes in dem EL-Element. Wenn die Wechselspannungs-Basisimpulse Ps dem Element zugeführt werden, wird ein Verschiebungsstrom iD durch die Kapazität des Elements verursacht. Wenn der Schreibimpuls Pw dem Element zugeführt wird, emittiert das Element eine recht hohe Lichtintensität, und der Polarisationsstrom ip erscheint zusätzlich zu dem Verschiebungsstrom iD in dem Element. Der Polarisationsstrom ip tritt dann auf, wenn das elektrische Polarisationsfeld, welches in der elektrolumineszierenden Schicht 1 gebildet ist, bei Zuführung von Wechselspannungsimpulsen umgekehrt wird. Die in das Element eingeschriebene Information kann in nicht destruktiver Weise dadurch ausgelesen werden, daß der Polarisationsstrom ip ermittelt wird.

Gemäß den Lehren der Erfindung kann das EL-Element in vorteilhafter Weise zum Bau einer Zeichenwiedergabevorrichtung, einer Muster-Speicherplatte oder eines Umfangslinien-Steuergerätes verwendet werden, bei dem das Schreiben oder Löschen

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von Information mittels eines Lichtstiftes vorgenommen werden kann.

Patentansprüche:

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Claims

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Patentansprüche

⁽ 1. Steuerungsverfahren für ein dünnschichtiges elektrolumineszentes Schaltelement, das Hysterese-Eigenschaften bezüglich der Lichtemission in Abhängigkeit der angelegten Spannung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrecht er haltung der Lichtemission viechselspannungs-Basisimpulse (P₀) dem Element zugeführt werden und die Amplitude der Basisimpulse (Pq)so gewählt ist, daß an dem Punkt der Hysteresischarakteristik, an dem die Differenz zwischen der minimalen Lichthelligkeit (B-,) auf dem ansteigenden Kurrenast und der maximalen Lichthelligkeit (B_M) auf dem abfallenden Kurvenast möglichst groß ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude (Vq) der zur A£reunterhaltung der Lichtemission zugeführten Basisimpulse (P_Q) so gewählt wird, daß dieser Spannungswert einem Punkt auf der Hysteresischarakteristik entspricht, bei dem der Unterschied zwischen der minimalen Lichthelligkeit (B„) auf dem ansteigenden Charakteristikast und der maximalen Lichthelligkeit (B_M) auf dem abnehmenden Charakteristikast groß ist und daß die Amplitude der Schreibimpulse (P_lAr) die dem elektroluminesenten

Element zugeführt werden, wesentlich größer ist als die Amplitude der Basisimpulse (Pq) und daß Unterdrückungsimpulse (P_p) dem Element zugeführt w-erden, deren Amplitude wesentlich niedriger ist als die der Basisimpulse (Pq).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Steuerung der Amplitude der Schreibimpulse (P^) vorgesehen sind, zu dem Zwecke der Aufzeichnung von Halbton-Informationen.

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4* Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennz e i c h η e t , daß die Impulswiederholungsfrequenz der Schreibimpulse nach Maßgabe der aufzuzeichnenden Halbton-Informationen gesteuert wird.
5· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sowohl die Amplitude als auch die Impulswiederholungsfrequenz der Unterdrückungsimpulse (P„) gesteuert wird, für die Zwecke 'der Speicherung von Halbton-Informationen.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrolumineszenzelement eine Mn-dotierte ZnS-Lumineszenzschicht zwischen zwei dielektrischen Schichten aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreite der Schreibimpulse größer ist als die Impulsbreite der Basisimpulse und die Impulsbreite der Unterdrückungsimpulse geringer ist als die Impulsbreite der Basisimpulse.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennz e i c h η e t , daß die Impulsbreite der Schreibimpulse und der Basisimpulse für die Zwecke des Schreibens und der Speicherung von Halbton-Informationen gesteuert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Lumineszenzelement von Licht gesteuert wird, das von einer äußeren Lichtquelle erzeugt wird.

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