DE3442605C2

DE3442605C2 -

Info

Publication number: DE3442605C2
Application number: DE3442605A
Authority: DE
Inventors: Katsumi Kawasaki Kanagawa Jp Nakagawa; Katsunori Yokohama Kanagawa Jp Hatanaka; Shinichi Isehara Kanagawa Jp Seitoh; Yasuo Sagamihara Kanagawa Jp Kuroda; Toshiyuki Yokohama Kanagawa Jp Komatsu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-11-22
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1989-07-06
Also published as: GB2151874B; JPS60112361A; GB8429542D0; DE3442605A1; GB2151874A; JPH0137062B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ansteuern einer Anordnung aus Dünnfilm-Halbleiterelementen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for driving an arrangement of thin film semiconductor elements according to the Preamble of claim 1.

Ein Ansteuerverfahren dieser Art ist in der DE 33 11 917 A1 beschrieben. Dieses bekannte Ansteuerverfahren dient zum Betreiben einer Anordnung aus Dünnfilm-Halbleiterelementen, die, wie beispielsweise aus Fig. 1 hervorgeht, eine Matrixanordnung bilden, bei der die Einzelelemente in mehrere Blöcke aufgeteilt sind und innerhalb jeden Blocks an ihrer einen Seite mit einer gemeinsamen Ansteuerleitung verbunden sind, während ihre andere Seite jeweils an eine eigene Abtastleitung angeschlossen ist, die das betreffende Halbleiterelement mit den zugeordneten Halbleiterelementen der anderen Blöcke gemeinsam hat. Zum Auslesen der von den Halbleiterelementen, die beispielsweise Fotoelemente sind, erzeugten Signalen wird den Ansteuerleitungen in zyklischer Aufeinanderfolge ein Ansteuersignal zugeführt, während dessen Dauer an alle Abtastleitungen aufeinanderfolgend ein Abtastsignal in der Weise angelegt wird, daß alle Halbleiterelemente des gerade angesteuerten Blocks sequentiell abgetastet werden. Zur Vermeidung eines Übersprechens wird ferner zwischen zwei aufeinanderfolgende Ansteuersignale ein Verzögerungs-Zeitintervall eingefügt.A control method of this type is described in DE 33 11 917 A1. This known control method is used to operate an arrangement of thin-film semiconductor elements which, as can be seen, for example, from FIG. 1, form a matrix arrangement in which the individual elements are divided into several blocks and are connected on their one side to a common control line on each side within each block , while its other side is connected to its own scanning line, which the semiconductor element in question has in common with the associated semiconductor elements of the other blocks. In order to read out the signals generated by the semiconductor elements, which are, for example, photo elements, a control signal is supplied to the control lines in a cyclical sequence, during which a scan signal is successively applied to all scan lines in such a way that all the semiconductor elements of the block currently being controlled are scanned sequentially. To avoid crosstalk, a delay time interval is also inserted between two successive control signals.

Ein Nachteil dieses bekannten Ansteuerverfahrens liegt darin, daß, wie aus den in Fig. 4 gezeigten Empfindlichkeitskurven hervorgeht, unmittelbar nach Anlegen eines den jeweiligen Block aktivierenden Ansteuersignals der Unterschied im Signalpegel, der sich bei einer Differenz in der Beleuchtungsstärke von 90 (lx) ergibt, wesentlich geringer ist als im stationären bzw. eingeschwungenen Zustand, der jedoch erst nach ca. 100 µs erreicht wird. Wenn daher mittels der Halbleiteranordnung beispielsweise eine Vorlage abgetastet werden soll, die eine hohe Anzahl von Dichtewerten aufweist, ist man bei dem bekannten Verfahren gezwungen, die Dauer der Ansteuersignale mindestens auf einen solchen Wert zu erhöhen, daß der dann erreichte stationäre Zustand eine entsprechend hohe Auflösung der Ausgangssignale ermöglicht.A disadvantage of this known control method is that, as can be seen from the sensitivity curves shown in FIG. 4, immediately after the application of a control signal activating the respective block, the difference in the signal level, which results from a difference in the illuminance of 90 (lx), is significantly lower than in the stationary or steady state, which is, however, only reached after approx. 100 µs. If, for example, a template that has a high number of density values is to be scanned by means of the semiconductor arrangement, the known method forces the duration of the control signals to at least such a value that the stationary state then achieved a correspondingly high resolution of the output signals.

Eine derartige Verlängerung der Dauer der Ansteuersignale erhöht jedoch die Gesamt-Abtastdauer auf ein solches Maß, daß in vielen Fällen keine ausreichend kurze Abtastzeit erzielbar ist.Such an extension of the duration of the control signals however, increases the total scan time to such a level that in many cases a sufficiently short sampling time cannot be achieved is.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ansteuern einer Anordnung aus Dünnfilm-Halbleiterelementen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß ohne wesentliche Verlängerung der Gesamt-Abtastzeit eine hohe Auflösung der Ausgangssignale erzielbar ist.The invention is accordingly based on the object of a method for driving an arrangement of thin-film semiconductor elements according to the preamble of claim 1 to further develop such that the Total sampling time a high resolution of the output signals is achievable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahme gelöst. This object is achieved with that in the labeling part of the measure specified claim 1 solved.

Hierdurch wird erreicht, daß die Halbleiterelemente eines jeweiligen Blocks bereits unmittelbar nach ihrer Aktivierung durch das betreffende Ansteuersignal eine Empfindlichkeit aufweisen, die der im stationären Zustand entspricht. Infolgedessen weist das jeweils ausgelesene Signal eine hohe Auflösung auf, ohne daß die Zeitdauer eines jeweiligen Ansteuersignals verlängert werden müßte. Erfindungsgemäß wird daher eine hohe Auflösung bei gleichbleibend kurzer Gesamt- Abtastzeit erreicht.This ensures that the semiconductor elements one blocks immediately after their activation sensitivity due to the relevant control signal have, which corresponds to that in the stationary state. Consequently the signal read out has a high resolution on without the time duration of a respective control signal should be extended. According to the invention therefore a high resolution with a consistently short overall Sampling time reached.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt The invention is described below with reference to the description of exemplary embodiments described in more detail with reference to the drawings. It shows

Fig. 5 Frequenzkennlinien der Fotoströme eines Dünnfilm- Halbleiters, Fig. 5 frequency characteristics of the photo currents of a thin film semiconductor,

Fig. 6A schematisch den anfänglichen Zustand eines Halbleiters bei Anlegen einer Spannung, Fig. 6A schematically illustrates the initial state of a semiconductor, when a voltage,

Fig. 6B schematisch den normalen bzw. stationären Zustand eines Halbleiters, Fig. 6B schematically the normal or steady-state of a semiconductor,

Fig. 7 ein Impulsdiagramm angelegter Spannungen V _i bei der erfindungsgemäßen Ansteuerung, Fig. 7 is a timing chart of applied voltages V _i in the inventive control,

Fig. 8 anhand einer Kennlinie die Veränderung der Lichtintensitätsabhängigkeit, bezogen auf Tastverhältnisse von periodischen Impulsen, Fig. 8 on the basis of a characteristic curve, the change in the light intensity dependence, based on duty ratios of periodic pulses,

Fig. 9 einen Ausschnitt der Matrixschaltung gemäß Fig. 2 mit einer zusätzlichen Diode, Fig. 9 shows a detail of the matrix circuit shown in FIG. 2 with an additional diode,

Fig. 10 die Spannungs/Strom-Kennlinie der in Fig. 9 gezeigten Diode, Fig. 10, the voltage / current characteristic of the diode shown in Fig. 9,

Fig. 11 Kennlinien zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Impulsanzahl und dem in einem Dünnfilm- Halbleiter fließenden Fotostrom, Fig. 11 characteristic curves for illustrating the relationship between the pulse number and the current flowing in a thin-film semiconductor photo-current,

Fig. 12 ein detaillierteres Schaltbild der in Fig. 1 gezeigten Matrixschaltung, Fig. 12 is a more detailed diagram of the matrix circuit shown in Fig. 1,

Fig. 13 den Signalverlauf eines in Fig. 12 dargestellten Impulssignals S₁, Fig. 13 shows the waveform of a in Fig. 12 shown pulse signal S ₁,

Fig. 14A den Signalverlauf des Impulssignals S₁, FIG. 14A to the waveform of the pulse signal S ₁,

Fig. 14B den Signalverlauf eines Impulssignals S₂, bezogen auf den zeitlichen Verlauf des Impulssignals S₁, FIG. 14B the waveform of a pulse signal S ₂, based on the temporal profile of the pulse signal S ₁,

Fig. 15A eine Darstellung des Signalverlaufs des bei einem herkömmlichen Ansteuerverfahren unter Verwendung der in Fig. 12 gezeigten Matrixschaltung erhaltenen Ausgangssignals, FIG. 15A is an illustration of the waveform of the output signal obtained in a conventional driving method using the matrix circuit shown in Fig. 12,

Fig. 15B eine Darstellung des Signalverlaufs des bei Anwendung des erfindungsgemäßen Ansteuerverfahrens erhaltenen Ausgangssignals, FIG. 15B is a representation of the waveform of the output signal obtained when using the driving method according to the invention,

Fig. 16 ein detaillierteres Schaltbild der in Fig. 12 dargestellten Matrixschaltung mit zusätzlichen Dioden, Fig. 16 is a more detailed diagram of the, in Fig. 12 the matrix circuit shown with additional diodes

Fig. 17A, 17B und 17C Signalverläufe von Impulssignalen S₁, S₃ bzw. S₄, FIG. 17A, 17B and 17C are waveforms of pulse signals S ₁, ₃ and S S ₄,

Fig. 18A eine Darstellung des Verlaufs des bei einem herkömmlichen Ansteuerverfahren unter Verwendung der Matrixschaltung gemäß Fig. 16 erhaltenen Ausgangssignals, und FIG. 18A shows the course of the output signal obtained in a conventional drive method using the matrix circuit shown in FIG. 16, and

Fig. 18B eine Darstellung des Verlaufs des bei Einsatz des erfindungsgemäßen Ansteuerverfahrens erhaltenen Ausgangssignals. FIG. 18B is a representation of the variation of the output signal obtained when using the driving method according to the invention.

Vor Beschreibung der Ausführungsbeispiele sollen zunächst die theoretischen Grundlagen der Durchführung des erfindungsgemäßen Ansteuerverfahrens erörtert werden. Before describing the exemplary embodiments, first of all the theoretical basis for the implementation of the invention Control procedure be discussed.

Fig. 5 zeigt grafisch die gemessene Abhängigkeit eines Stroms Ip von der Impulsfrequenz einer an ein Einzelelement eines Dünnfilm-Halbleiters angelegten Spannung (die Spannung beträgt hierbei 10 V, während das Impulstastverhältnis bei 50% liegt), wobei für den Strom die 50 µs nach der Anstiegsflanke der Impulsspannung auftretende Stromstärke verwendet ist. Die Kurve 11 repräsentiert eine Beleichtungsstärke von 100 (lx), während die Kurve 12 die Verhältnisse bei einer Beleuchtungsstärke von 10 (lx) veranschaulicht. Fig. 5 shows graphically the measured dependence of a current Ip on the pulse frequency of a voltage applied to a single element of a thin-film semiconductor (the voltage here is 10 V, while the pulse duty cycle is 50%), with the current being 50 µs after Rising edge of the pulse voltage occurring current is used. Curve 11 represents an illuminance of 100 (lx), while curve 12 illustrates the conditions at an illuminance of 10 (lx).

Fig. 5 läßt deutlich werden, daß der Strom Ip sowohl bei einer Beleuchtungsstärke von 100 (lx) als auch bei einer Beleuchtungsstärke von 10 (lx) mit ansteigender Frequenz der Impulsspannung abzunehmen tendiert, wobei diese Abnahme insbesondere bei einer Beleuchtungsstärke von 10 (lx) beträchtlich ist. Im höheren Frequenzbereich erreicht daher der Strom bei einer Beleuchtungsstärke von 100 (lx) ungefähr das 4,3fache der Stromstärke bei einer Beleuchtungsstärke von 10 (lx) und liegt somit nahe beim normalen bzw. stationären Zustand (ungefähr 5fach). Diese Erscheinung wird nachstehend theoretisch näher erörtert. FIG. 5 shows that the current Ip tends to decrease with increasing frequency of the pulse voltage both with an illuminance of 100 (lx) and with an illuminance of 10 (lx), this decrease especially with an illuminance of 10 (lx) is considerable. In the higher frequency range, the current at an illuminance of 100 (lx) therefore reaches approximately 4.3 times the current at an illuminance of 10 (lx) and is therefore close to the normal or steady state (approximately 5 times). This phenomenon is theoretically discussed in more detail below.

Bei einem über Elektroden erfolgenden Anlegen eines hohen elektrischen Felds an einen Halbleiter mit relativ hohem spezifischen Widerstand werden allgemein Ladungsträger (beispielsweise Elektronen) über die Elektrode injiziert, wobei sich im Halbleiter eine Raumladung ausbildet. Der durch den Halbleiter fließende Strom wird durch diese Raumladung bestimmt und daher als raumladungsbegrenzter Strom bezeichnet. Im stationären Zustand läßt sich die Stromstärke I des raumladungsbegrenzten Stroms nach folgender Gleichung ermitteln:When a high electric field is applied to a semiconductor with a relatively high specific resistance via electrodes, charge carriers (for example electrons) are generally injected via the electrode, a space charge being formed in the semiconductor. The current flowing through the semiconductor is determined by this space charge and is therefore referred to as current limited by space charge. In the steady state, the current intensity I of the space charge-limited current can be determined using the following equation:

I = K V² R µ / 4 π L³ × 10 [A/cm²] . . . . (1) I = KV R ² μ / 4 π L ³ x 10 [A / cm]. . . . (1)

Hierbei bezeichnen K eine dielektrische Kosntante, V die angelegte Spannung, µ die Beweglichkeit (der Ladungsträger) des Halbleiters, L den Abstand zwischen den Elektroden und R das Verhältnis (Nc/Nt) der Ladungsträgerdichte Nc im Leitungsband des Halbleiters zur Ladungsträgerdichte Nt bei einer Einfangschwelle, die ausreichend niedrig ist, um die Ladungsträger im Leitungsband nicht zu einem Rekombinationszentrum werden zu lassen.Here, K denotes a dielectric constant, V the applied voltage, µ the mobility (of the charge carriers) of the semiconductor, L the distance between the electrodes and R the ratio ( Nc / Nt ) of the charge carrier density Nc in the conduction band of the semiconductor to the charge carrier density Nt at a capture threshold , which is sufficiently low that the charge carriers in the conduction band do not become a recombination center.

Allerdings ist der Zustand unmittelbar nach Anlegen des elektrischen Felds an den Halbleiter nicht derselbe wie der stationäre Zustand, so daß über die Elektrode injizierte Ladungsträger kaum in die Einfangschwelle gelangen. In Fig. 6A ist schematisch ein solcher anfänglicher Zustand dargestellt.However, the state immediately after the application of the electric field to the semiconductor is not the same as the stationary state, so that charge carriers injected via the electrode hardly reach the capture threshold. Such an initial state is shown schematically in FIG. 6A.

In Fig. 6A ist der Zustand unmittelbar nach Anlegen einer Spannung an die entgegengesetzten Enden eines Halbleiters 13, d. h. an eine positive Elektrode 14 und eine negative Elektrode 15 gezeigt, wobei an der positiven Elektrode 14 eine Anzahl von Löchern, d. h. Defektelektronen 18 erzeugt wird. Obwohl im Halbleiter 13 niedrige Einfangpegel bzw. Einfangstellen 16 existieren, können die von der negativen Elektrode 15 injizierten Elektronen in diesem anfänglichen Zustand noch nicht in die niedrigen Einfangpegel 16 gelangen bzw. von diesen eingefangen werden. FIG. 6A shows the state immediately after a voltage is applied to the opposite ends of a semiconductor 13 , ie to a positive electrode 14 and a negative electrode 15 , a number of holes, ie defect electrons 18, being generated on the positive electrode 14 . Although there are low capture levels 16 in the semiconductor 13 , the electrons injected from the negative electrode 15 in this initial state cannot yet reach or be captured by the low capture levels 16 .

In diesem anfänglichen Zustand ist der Wert von R groß, da die Ladungsdichte Nc verglichen mit der Ladungsdichte Nt ausreichend groß ist, so daß auch der Wert des raumladungsbegrenzten Stroms groß ist.In this initial state, the value of R is large because the charge density Nc is sufficiently large compared to the charge density Nt so that the value of the space charge limited current is also large.

Mit der Zeit verschwinden allerdings aufgrund von Kombinierungsvorgängen einige Paare der Elektronen 17 und Defektelektronen 18, wodurch die Ladungsträgerzuführung von den Elektroden her in einen Gleichgewichtszustand gelangt, so daß Elektronen 17 von den niedrigen Einfangpegeln 16 eingefangen werden (dies ist mit dem Bezugszeichen 19 angedeutet) oder Elektronen 17 erneut aus den niedrigen Einfangpegeln 16 ins Leitungsband gelangen. Im Ergebnis nimmt damit die Elektronendichte zwischen dem Leitungsband und den Einfangpegeln 16 einen Gleichgewichtszustand ein. Das Verhältnis nimmt demzufolge nahezu einen konstanten Wert an, der geringer als der Wert im stationären Zustand ist, so daß entsprechend auch der raumladungsbegrenzte Strom geringer als im stationären Zustand und nahezu konstant wird. Aus vorstehenden Erörterungen läßt sich die in Fig. 4 dargestellte Erscheinung, daß die Ströme im stationären Zustand hohe Werte besitzen und nachfolgend konstante Werte annehmen, in gewissem Umfang verstehen.Over time, however, due to combining processes, some pairs of the electrons 17 and defect electrons 18 disappear, as a result of which the charge carrier supply from the electrodes comes into an equilibrium state, so that electrons 17 are trapped by the low trapping levels 16 (this is indicated by the reference symbol 19 ) or Electrons 17 reach the conduction band again from the low capture levels 16 . As a result, the electron density between the conduction band and the trapping levels 16 assumes an equilibrium state. The ratio consequently takes on a constant value which is less than the value in the steady state, so that the space charge-limited current correspondingly becomes lower than in the steady state and becomes almost constant. From the above discussions, the phenomenon shown in Fig. 4 that the currents have high values in the steady state and subsequently assume constant values can be understood to some extent.

Bei den in Fig. 4A und 4B gezeigten Fällen, bei denen ein Halbleiter mit Licht bestrahlt wird, läßt sich der Strom trotz komplizierterer Umstände angenähert durch folgende Gleichung ausdrücken.:In the cases shown in FIGS. 4A and 4B, in which a semiconductor is irradiated with light, the current can be approximated by the following equation despite more complicated circumstances:

I = q µ Nc (F) V / L + K V² R µ / 4 π L³ . . . . (2) I = q µ Nc (F) V / L + KV ² R µ / 4 π L ³. . . . (2)

hierbei bezeichnen q die elektrische Ladung und Nc(F) die Elektronendichte im Leitungsband bei einfallendem Licht der Intensität F und fehlendem angelegtem elektrischen Feld. q denotes the electrical charge and Nc (F) the electron density in the conduction band with incident light of intensity F and no applied electric field.

Der erste Ausdruck in Gleichung (2) stellt die von der Intensität F des einfallenden Lichts abhängende Stromveränderung dar, während der zweite Ausdruck den raumladungsbegrenzten Strom bezeichnet. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß der Unterschied zwischen den Stromwerten im stationären Zustand gemäß den Fig. 4A und 4B vom Unterschied des durch den ersten Ausdruck bestimmten Stroms bzw. Stromanteils abhängt.The first expression in equation (2) represents the current change dependent on the intensity F of the incident light, while the second expression denotes the space charge-limited current. In other words, the difference between the current values in the stationary state according to FIGS. 4A and 4B depends on the difference in the current or current component determined by the first expression.

Im anfänglichen Zustand unmittelbar nach Anlegen der Spannung ist somit, wie vorstehend erörtert, der Wert des zweiten Ausdrucks groß, so daß die Abhängigkeit der Stromwertunterschiede von dem Unterschied der einfallenden Lichtintensitäten F nur schwierig zu erfassen ist. Anders ausgedrückt ist die Abhängigkeit des Stroms von der Lichtintensität unmittelbar nach Spannungsanlegen gering. Dies führte im Ergebnis zu einem fehlerhaften Betrieb herkömmlicher Bildsensoren oder dergleichen.Thus, in the initial state immediately after the voltage is applied, as discussed above, the value of the second expression is large, so that the dependency of the current value differences on the difference of the incident light intensities F is difficult to grasp. In other words, the dependence of the current on the light intensity is small immediately after the voltage is applied. As a result, this resulted in improper operation of conventional image sensors or the like.

Andererseits tritt gemäß Fig. 5 eine weitere Erscheinung auf. Beim Anlegen einer periodischen Impulsspannung nimmt nämlich der Strom Ip, der 50 µs nach Anlegen der Spannung fließt, in Abhängigkeit von der Impulsfrequenz ab, wobei insbesondere in einem verhältnismäßig hohem Frequenzbereich die Abhängigkeit des Stroms Ip von der Lichtintensität stark wird. Diese Erscheinung läßt sich im Lichte der vorstehenden Analyse wie folgt erläutern.On the other hand, another phenomenon occurs as shown in FIG. 5. When a periodic pulse voltage is applied, the current Ip that flows 50 μs after the voltage is applied decreases as a function of the pulse frequency, the dependence of the current Ip on the light intensity becoming particularly strong in a relatively high frequency range. This phenomenon can be explained in the light of the above analysis as follows.

Beim Anlegen einer periodischen Impulsspannung verhältnismäßig hoher Frequenz ist es wahrscheinlich, daß Elektronen stets in den niedrigen Einfangpegeln existieren, da sie nicht aus diesen herausgelangen können. Folglich ist das Verhältnis R im zweiten Ausdruck der Gleichung (2) im anfänglichen Zustand nicht sehr groß, so daß der Strom Ip proportional abnimmt und der Strom im ersten Ausdruck stark abhängig von dem bzw. bestimmend für den Strom Ip ist. Dies bedeutet, daß der Unterschied der Lichtintensitäten F deutlich vom Strom Ip abhängt. When a periodic pulse voltage of relatively high frequency is applied, it is likely that electrons will always exist at the low capture levels because they cannot get out of them. Consequently, the ratio R in the second expression of equation (2) is not very large in the initial state, so that the current Ip decreases proportionally and the current in the first expression is strongly dependent on or determining the current Ip . This means that the difference in light intensities F depends significantly on the current Ip .

Die vorstehend beschriebene Sprungantwort des Stroms tritt sehr deutlich bei einem Dünnfilm-Halbleiter auf, der bekanntlich eine Mehrzahl von niedrigen Einfangpegeln besitzt.The step response described above of the electricity joins very clearly a thin-film semiconductor, which is known to be a Has a majority of low capture levels.

Im Lichte der experimentellen Ergebnisse und deren vorstehend erläuterter theoretischer Analyse werden im folgenden die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Matrixschaltungen näher beschrieben.In the light of the experimental results and their theoretical analysis explained above, the matrix circuits shown in FIGS . 1 and 2 are described in more detail below.

Bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Matrixschaltungen wird ein Ansteuersignal in Form der Spannung Vi mit dem in Fig. 3 dargestellten zeitlichen Verlauf an jeden Block angelegt. Gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Impulsdiagramm läßt sich zwischen den Perioden, in denen jeweils ein Block durch Anlegen der Spannung Vi aktiviert sind, ein Zeitintervall einstellen, währenddessen kein Block aktiviert ist. Dies bedeutet, daß das Anlegen einer Spannung an alle Blöcke während des derart eingestellten Zeitintervalls für jeden der ausgewählten Böcke dieselbe Wirkung zeigt, nämlich die, als wäre vor der Aktivierung des betreffenden Blocks eine Impulsspannung mit einer bestimmten Frequenz angelegt worden. Die Zeitsteuerung der Spannungen Vi ist in Fig. 7 gezeigt.In the matrix circuits shown in FIGS. 1 and 2, a drive signal in the form of the voltage Vi with the time profile shown in FIG. 3 is applied to each block. According to the pulse diagram shown in FIG. 3, a time interval can be set between the periods in which a block is activated by applying the voltage Vi , during which no block is activated. This means that the application of a voltage to all blocks during the time interval thus set has the same effect for each of the selected blocks, that is, as if a pulse voltage with a certain frequency had been applied before the activation of the block in question. The timing of the voltages Vi is shown in FIG. 7.

In Fig. 7 ist ein Impulsdiagramm der an die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Matrixschaltungen angelegten Spannungen Vi (1 i 5) dargestellt, wobei die Blockanzahl m gleich 5 gewählt ist; dies ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ansteuern einer Matrixschaltung. FIG. 7 shows a pulse diagram of the voltages Vi (1 i 5) applied to the matrix circuits shown in FIGS . 1 and 2, the number of blocks m being chosen to be 5; this is a first exemplary embodiment of the method according to the invention for driving a matrix circuit.

Beispielsweise soll im folgenden die Spannung V₄ betrachtet werden. Vor dem Zeitintervall T₄, während dem der vierte Block im aktivierten Zustand ist, wird eine sich wiederholende bzw. periodische Impulsspannung angelegt. Dies kann durch Anlegen der Spannungsn V₁ bis V₅ während der Zeitintervalle P₁ bis P₄ bewerkstelligt werden, die sich von den Zeitintervallen T₁ bis T₃ unterscheiden, während denen der erste bis dritte Block aktiviert werden. Dies kann in gleiche Weise nicht nur für den vierten, sondern auch für alle anderne Bläcke durchgeführt werden.For example, the voltage V ₄ shall be considered below. A repetitive or periodic pulse voltage is applied before the time interval T , during which the fourth block is in the activated state. This can be accomplished by applying the voltages V ₁ to V ₅ during the time intervals P ₁ to P ₄ that differ from the time intervals T ₁ to T ₃ during which the first to third blocks are activated. This can be done in the same way not only for the fourth, but also for all other blocks.

Durch Anlegen einer derartigen, vorstehend beschriebenen Spannung Vi läßt sich die Abhängigkeit des Fotostroms des Einzelelements e _ÿ von der Lichtintensität verbessern.By applying such a voltage Vi as described above, the dependence of the photocurrent of the individual element e _ÿ on the light intensity can be improved.

Im praktischen Betrieb ist es wünschenswert, daß das auf die Zeitdauer des aktivierten Zustands jedes Blocks bezogene Verhältnis Ti/(Ti + Pi) groß ist. Anders ausgedrückt ist es vorzuziehen, daß das Tastverhältnis des periodischen Impulses klein ist. Der Maximalwert des Tastverhältnisses liegt bei Pi/(Ti + Pi). Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß die Abhängigkeit des Stroms Ip von der Lichtintensität selbst bei kleinem Tastverhältnis nicht wesentlich verschlechtert ist. Demzufolge lassen sich die Eigenschaften ohne irgend eine Verringerung des Verhältnisses der aktivierten Zeitdauern verbessern. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Diagramm ist auf der Abszisse das Tastverhältnis des periodischen Impulses aufgetragen, während die Ordinate das Verhältnis Ip (100)/Ip(10) zwischen dem Strom Ip(100) bei einer Beleuchtungsstärke von 100 (lx) und dem Strom Ip(10) bei einer Beleuchtungsstärke von 10 (lx) bezeichnet.In practical operation, it is desirable that the ratio Ti / (Ti + Pi) related to the duration of the activated state of each block be large. In other words, it is preferable that the duty cycle of the periodic pulse is small. The maximum value of the duty cycle is Pi / (Ti + Pi). From Fig. 8 it can be seen that the dependence of the current Ip on the light intensity is not significantly deteriorated even with a small duty cycle. As a result, the properties can be improved without any reduction in the ratio of the activated time periods. In the diagram shown in FIG. 8, the duty cycle of the periodic pulse is plotted on the abscissa, while the ordinate is the ratio Ip (100) / Ip (10) between the current Ip (100) at an illuminance of 100 (lx) and that Current Ip (10) at an illuminance of 10 (lx).

Im folgenden werden einige Probleme, die bei Anwendung der in Fig. 7 gezeigten erfindungsgemäßen zeitlichen Ansteuerung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Matrixschaltungen auftreten, und Verfahren zur Lösung derselben beschrieben. Some problems that occur when using the timing control according to the invention shown in FIG. 7 of the matrix circuits shown in FIGS. 1 and 2 and methods for solving them are described below.

Werden alle Spannungen an die Blöcke mit der in Fig. 7 gezeigten zeitlichen Spannungen angelegt, so fließen während der Zeitintervalle Pi große Ströme über die Leitungen l₁ bis l₄, die an die Verstärker 5 oder 6 bis 9 angelegt werden. Daher besteht die Möglichkeit, daß die Ströme den dynamischen Bereich der Verstärker übersteigen, was zu einer nachteiligen Beeinflussung der Eigenschaften der Verstärker führt. Zur Lösung dieses Problems können die Schalter 1 bis 4 der Matrixschaltung gemäß Fig. 1 derart betrieben werden, daß alle Leitungen l₁ bis l₄ während des Zeitintervalls Pi, währenddessen alle Blöcke mit Spannungen gespeist werden, geerdet sind.If all voltages are applied to the blocks with the temporal voltages shown in FIG. 7, large currents flow over the lines l ₁ to l ₄ during the time intervals Pi and are applied to the amplifiers 5 or 6 to 9 . Therefore, there is a possibility that the currents exceed the dynamic range of the amplifiers, which adversely affects the properties of the amplifiers. To solve this problem, the switches 1 to 4 of the matrix circuit shown in FIG. 1 can be operated in such a way that all lines l ₁ to l ₄ are grounded during the time interval Pi , during which time all blocks are supplied with voltages.

Alternativ kann bei der Matrixschaltung gemäß Fig. 2 dieses Problem durch Bereitstellung von Bypass-Schaltungen an den Vorstufen der Verstärker 6 bis 9 gelöst werden. In Fig. 9 ist eine Ausführungsform einer Bypass-Schaltung für einen in der Leitung l₁ fließenden großen Strom gezeigt, bei der eine Schottky-Diode 20 mit der Vorstufe des Verstärkers 6 gemäß Fig. 2 verbunden ist. Die weiteren Verstärker 7, 8 und 9 sind ebenfalls mit derartigen Bypass-Schaltungen versehen. Die Schottky-Diode 20 weist die in Fig. 10 dargestellten Spannungs/Strom-Eigenschaften bzw. -Kennlinien auf, wonach im Bereich niedriger Spannungen (V) selbst bei Betrieb in Vorwärtsrichtung keinerlei Strom I fließt, während im Bereich relativ hoher Spannungen (V) der spezifische Widerstand abrupt gering wird und damit ein großer Strom I fließt. Durch Ausnutzung dieser Eigenschaften kann selbst dann, wenn beispielsweise auf der Leitung l₁ (dies trifft in gleicher Weise für die weiteren Leitungen l₂ bis l₄ zu) ein großer Strom fließt und der Verstärker 6 in die Sättigung gelangt, ein Anstieg der Eingangsspannung am Verstärker 6 vermieden werden, da in einem derartigen Fall der spezifische Widerstand der Schottky-Diode 20 klein wird. Gelangt andererseits ein bestimmter Block in den aktivierten Zustand und fließt auf der Leitung l₁ ein kleinerer Strom, so nimmt die Schottky- Diode 20 den Zustand hohen spezifischen Widerstands an, da die Eingangsspannung am Verstärker dann gering ist, und der auf der Leitung l₁ fließende Strom wird vollständig direkt in den Verstärker 6 eingespeist.Alternatively, in the case of the matrix circuit according to FIG. 2, this problem can be solved by providing bypass circuits on the pre-stages of the amplifiers 6 to 9 . In Fig. 9, an embodiment of a bypass circuit for a large current flowing in the line l 1 is shown, in which a Schottky diode 20 is connected to the preamplifier of the amplifier 6 according to FIG. 2. The further amplifiers 7, 8 and 9 are also provided with such bypass circuits. The Schottky diode 20 has the voltage / current properties or characteristic curves shown in FIG. 10, according to which no current I flows in the region of low voltages ( V ) even during operation in the forward direction, while in the region of relatively high voltages ( V ) the specific resistance becomes abruptly low and a large current I flows. By using these properties, even if, for example, a large current flows on line l ₁ (this applies in the same way to the other lines l ₂ to l ₄) and amplifier 6 saturates, the input voltage rises Amplifiers 6 can be avoided, since in such a case the specific resistance of the Schottky diode 20 becomes small. If, on the other hand, a certain block comes into the activated state and a smaller current flows on line l 1 , the Schottky diode 20 assumes the state of high specific resistance, since the input voltage at the amplifier is then low, and that on line l 1 flowing current is completely fed directly into the amplifier 6 .

Beim vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Spannung Vi mit der in Fig. 7 gezeigten zeitlichen Steuerung angelegt. Allerdings ist es nicht unbedingt erforderlich, die periodische Impulsspannung stets an alle Blöcke anzulegen. Ein ausreichender Effekt läßt sich auch dadurch erhalten, daß vor der Aktivierung eines Blocks eine geeignete Anzahl k von Spannungsimpulsen an diesen angelegt wird.In the first exemplary embodiment of the method according to the invention described above, the voltage Vi is applied with the timing control shown in FIG. 7. However, it is not absolutely necessary to always apply the periodic pulse voltage to all blocks. A sufficient effect can also be obtained by applying a suitable number k of voltage pulses to the block before it is activated.

In Fig. 11 ist grafisch die Beziehung zwischen der auf der Abszisse aufgetragenen Anzahl k von Impulsen und dem auf der Ordinate aufgetragenen Strom Ip gezeigt. Die Kurve 21 bezeichnet die Verhältnisse bei einer Beleuchtungsstärke von 100 (lx), während die Kurve 22 die Ergebnisse bei einer Beleuchtungsstärke von 10 (lx) wiederspiegelt. Ersichtlich nimmt somit das Verhältnis Ip(100)/Ip(10) zwischen dem Strom Ip (100) bei einer Beleuchtungsstärke von 100 (lx) zum Strom Ip (10) bei einer Beleuchtungsstärke von 10 (lx) einen ausreichend hohen Wert unabhängig davon an, ob die Anzahl k zuvor angelegeter Impulse 10 oder 5 beträgt. FIG. 11 graphically shows the relationship between the number k of pulses plotted on the abscissa and the current Ip plotted on the ordinate. Curve 21 denotes the conditions at an illuminance of 100 (lx), while curve 22 reflects the results at an illuminance of 10 (lx). Obviously, the ratio Ip (100) / Ip (10) between the current Ip (100) at an illuminance of 100 (lx) to the current Ip (10) at an illuminance of 10 (lx) assumes a sufficiently high value regardless of this whether the number k of pulses previously applied is 10 or 5.

Im folgenden werden Ausführungsformen der schematisch in den Fig. 1 und 2 gezeigtern Matrixschaltungen erläutert und unter Heranziehen dieser Ausführungsformen das in Fig. 7 dargestellte erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Matrixschaltung-Ansteuerverfahrens näher beschrieben.Embodiments of the matrix circuits shown schematically in FIGS. 1 and 2 are explained below and the first exemplary embodiment of the matrix circuit drive method according to the invention shown in FIG. 7 is described in more detail using these embodiments.

Ein in Fig. 12 dargestelltes Schaltbild stellt eine Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Matrixschaltung dar. Die Schaltung gemäß Fig. 12 unterscheidet sich darin, daß ein einzelner Block aus 32 Einzelelementen e _ÿ eines Dünnfilm-Halbleiters und ein Matrixabschnitt 23 aus 64 derartiger Blöcke bestehen. In diesem Fall beträgt daher m = 64 und n = 32.A circuit diagram shown in FIG. 12 represents an embodiment of the matrix circuit shown in FIG. 1. The circuit according to FIG. 12 differs in that a single block of 32 individual elements e _{ÿ of} a thin-film semiconductor and a matrix section 23 of 64 such blocks consist. In this case, therefore, m = 64 and n = 32.

Der Matrixabschnitt 23 läßt sich wie folgt herstellen. Zunächst wird ein gewaschenes Glassubstrat auf einer Anode innerhalb eines Glimmentladungsgeräts angebracht, worauf dieses Gerät dann bis auf 10^-6 Torr evakuiert wird. Danach läßt man hochreines Monsilan-Gas (SiH₄) und 10 ppm in hochreinem Wasserstoffgas (H₂) verdünntes Phosphingas (PH₃) mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 100 SCCm (Standard cc/min; Norm-ccm/min) bzw. 5 SCCM in das Glimmentladungsgerät einströmen. Hierbei wird der Druck im Glimmentladungsgerät bei 13,3 Pa gehalten. Anschließend wird zwischen parallelen Plattenelektroden eine Glimmentladung mit hoher Frequenz von 1356 MHz erzeugt und auf dem Glassubstrat eine Schicht aus a-Si von ungefähr 700 nm abgeschieden. Das Glassubstrat wird hierbei auf 200° C gehalten. Hierauf läßt man SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 SCCM (Norm-ccm/min) und 1000 ppm in hochreinem Wasserstoffgas (H₂) verdünntes PH₃-Gas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 SCCM (Norm-ccm/min) in das Gerät einströmen. In gleicher Weise wie zuvor wird dann eine Glimmentladung zur Abscheidung einer geringen spezifischen Widerstand und eine Dicke von ungefähr 100 nm aufweisenden n⁺-Schicht auf der a-Si-Schicht erzeugt. The matrix section 23 can be produced as follows. First, a washed glass substrate is placed on an anode inside a glow discharge device, after which this device is then evacuated to 10 ^-6 Torr. Then high-purity monsilane gas (SiH Si) and 10 ppm in high-purity hydrogen gas (H₂) diluted phosphine gas (PH₃) with a flow rate of 100 SCCm (standard cc / min; standard ccm / min) or 5 SCCM flow into the glow discharge device . The pressure in the glow discharge device is kept at 13.3 Pa. A glow discharge with a high frequency of 1356 MHz is then generated between parallel plate electrodes and a layer of a-Si of approximately 700 nm is deposited on the glass substrate. The glass substrate is kept at 200 ° C. Then SiH₄ with a flow rate of 2 SCCM (standard ccm / min) and 1000 ppm in highly pure hydrogen gas (H₂) diluted PH₃ gas with a flow rate of 10 SCCM (standard ccm / min) flow into the device. In the same way as before, a glow discharge to deposit a low resistivity and a thickness of approximately 100 nm n auf layer is then generated on the a-Si layer.

Nach Aufdampfen von Aluminium mit einer Dicke von ungefähr 200 nm auf der n⁺-Schicht wird die aufgedampfte Al-Schicht mittels eines bekannten Lichtdruckverfahrens (Fotolithografie-Technik) selektiv entfernt, wobei die Abschnitte zurückbleiben, an denen Elektroden und Verdrahtungen der unteren Schicht ausgebildet werden.After evaporating aluminum with a thickness of approximately The vapor deposited is 200 nm on the n⁺ layer Al layer by means of a known light printing process (Photolithography technique) selectively removed, the Sections are left where electrodes and wiring the lower layer.

Hierauf wird die freiliegende n⁺-Schicht mit Hilfe eines Trockenätzverfahrens entfernt, wobei das Al-Muster als Maske dient. Damit ist die Herstellung der Einzelelemente e _ÿ beendet.The exposed n⁺ layer is then removed using a dry etching process, using the Al pattern as a mask. This completes the manufacture of the individual elements e _ÿ .

Nachfolgend werden Schritte zur Verdrahtung der Einzelelemente e _ÿ durchgeführt. Nach Aufbringen von Polyimid-Harz und Ausbacken werden zunächst mittels eines Lichtdruckverfahrens Kontaktlöcher für die Leitungsverbindung zu Verdrahtungen der oberen Schicht ausgebildet. Die Verdrahtungen der oberen Schicht werden nach Aufdampfen von Al mit einer Schichtdicke von ungefähr 500 nm nach einem weiteren Lichtdruck- Schritt erzeugt.Steps for wiring the individual elements e _{ÿ are} carried out below. After applying polyimide resin and baking, contact holes for the line connection to the wiring of the upper layer are first formed by means of a light printing process. The wirings of the upper layer are produced after vapor deposition of Al with a layer thickness of approximately 500 nm after a further light printing step.

Der in vorstehend beschriebener Weise ausgebildete Matrixabschnitt 23 wird mit einem die Spannungen Vi erzeugenden Treiberabschnitt 24 für die gemeinsamen Elektroden und mit einem Treiberabschnitt 25 für die Einzelelektroden verbunden, wobei letzterer zeitserielle Signale durch entsprechendes Transformieren bzw. Übertragen der Eingangs-Fotoströme der Einzelelemente e _ÿ abgibt.The matrix section 23 designed in the manner described above is connected to a driver section 24 generating the voltages Vi for the common electrodes and to a driver section 25 for the individual electrodes, the latter emitting time-serial signals by correspondingly transforming or transmitting the input photocurrents of the individual elements e _ÿ .

Der Treiberabschnitt 24 ist folgendermaßen aufgebaut. Die parallelen Ausgangsanschlüsse eines Schieberegisters 26 (64-Bit-Anordnung) sind mit Eingangsanschlüssen von Invertern IN _i und mit Gate-Elektroden von Transistoren TR _i1 verbunden (1 i 64; diese Beziehung ist für alle in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Indices anwendbar). Die Ausgänge der Inverter IN _i sind mit Gate-Elektroden von Transistoren TR _i0 verbunden. Der positive Anschluß einer Gleichspannungsquelle 27 ist mit Source-Anschlüssen (oder Drain-Anschlüssen) der Transistoren TR _i1 verbunden, während der negative Anschluß geerdet und weiterhin mit den Drain-Anschlüssen (oder den Source-Anschlüssen) der Transistoren TR₁₀ verbunden ist. Die Drain-Anschlüsse (oder Source-Anschlüsse) der Transistoren TR _i1 und die Source- Anschlüsse (oder Drain-Anschlüsse) der Transistoren TR _i0 sind mit einem gemeinsamen Anschluß der Einzelelemente e _ÿ des Matrixabschnitts 21 verbunden, wodurch die erregende Spannung V _i an den Matrixabschnitt 21 anlegbar ist.The driver section 24 is constructed as follows. The parallel output terminals of a shift register 26 (64-bit arrangement) are connected to input terminals of inverters IN _i and to gate electrodes of transistors TR _{i 1} (1 i 64; this relationship can be used for all indices used in this exemplary embodiment). The outputs of the inverters IN _i are connected to gate electrodes of transistors TR _{i 0} . The positive connection of a DC voltage source 27 is connected to the source connections (or drain connections) of the transistors TR _{i 1} , while the negative connection is grounded and is also connected to the drain connections (or the source connections) of the transistors TR ₁₀. The drain connections (or source connections) of the transistors TR _{i 1} and the source connections (or drain connections) of the transistors TR _{i 0} are connected to a common connection of the individual elements e _{ÿ of} the matrix section 21 , as a result of which the exciting voltage V _{i can be applied} to the matrix section 21 .

Im folgenden wird die Ausgestaltung des Treiberabschnitts 25 beschrieben. Die Source-Anschlüsse (oder Drain-Anschlüsse) von Transistoren TRA _j0 sind ebenso wie die Source-Anschlüsse (oder Drain-Anschlüsse) von Transistoren TRA _j1 mit entsprechenden Leitungen l _j des Matrixabschnitts 23 verbunden (1 j 32; dies gilt für alle Indices bei diesem Ausführungsbeispiel). Die parallelen Ausgangsanschlüsse eines Schieberegisters 28 (diesmal 32-Bit-Ausführung) sind sowohl mit den Eingängen von Invertern INV _j als auch mit den Gate-Elektroden der Transistoren TRA _j1 verschaltet. Die Drain-Anschlüsse (oder Source-Anschlüsse) der Transistoren TRA _j1 sind mit den Eingängen eines Verstärkers 29 verbunden, während die Drain-Anschlüsse (oder die Source-Anschlüsse) der Transistoren TRA _j0 auf Massepotential liegen.The configuration of the driver section 25 is described below. The source connections (or drain connections) of transistors TRA _{j 0} , like the source connections (or drain connections) of transistors TRA _{j 1, are} connected to corresponding lines l _{j of} the matrix section 23 (1 j 32; this applies to all indices in this embodiment). The parallel output connections of a shift register 28 (this time 32-bit version) are connected both to the inputs of inverters INV _j and to the gate electrodes of the transistors TRA _{j 1} . The drains (or source connections) of the transistors TRA _{j 1} are connected to the inputs of an amplifier 29 , while the drain connections (or the source connections) of the transistors TRA _{j 0 are} at ground potential.

Nachstehend wird der Betrieb der mit dem erfindungsgemäßen Ansteuerverfahren betriebenen Matrixschaltung beschrieben.Below is the operation of the with the invention Control method operated matrix circuit described.

Zunächst wird zum Anlegen der Spannung V _i mit dem in Fig. 7 gezeigten Zeitverlauf ein in Fig. 13 dargestelltes Impulssignal S _i an das Schieberegister 26 zum aufeinanderfolgenden Verschieben des Registerinhalts mit einer Verschiebefrequenz von 50 kHz angelegt.First, in order to apply the voltage V _i with the time profile shown in FIG. 7, a pulse signal S _i shown in FIG. 13 is applied to the shift register 26 for successively shifting the register contents with a shift frequency of 50 kHz.

Bei diesem Ausführungsbeispiel betragen die Impulsperiode Ta des Impulssignals S _i 5,12 ms, die Impulsbreite P des periodischen Impulses 20 µs und der zeitliche Abstand zwischen den periodischen Impulsen oder die Zeitdauer Δ T, während der ein Block aktiviert ist, 60 µs.In this embodiment, the pulse period Ta of the pulse signal S _{i is} 5.12 ms, the pulse width P of the periodic pulse is 20 microseconds and the time interval between the periodic pulses or the time period Δ T during which a block is activated is 60 microseconds.

Besitzt beispielsweise beim ersten Block (Index = 1) in Fig. 12 der Inhalt der Stelle R₁ des Schieberegisters 26 hohen Pegel, so wird der Transistor TR₁₁ eingeschaltet, so daß die Spannung V der Gleichspannungsquelle 27 an den ersten Block als anzulegende Spannung V _i angelegt wird. Nimmt der Inhalt der Stelle R₁ des Schieberegisters 26 niedrigen Pegel an, schaltet der Transistor TR₁₁ ab, so daß im Gegensatz zum vorherigen Ablauf eine Spannung hohen Pegels über den Inverter IN₁ an die Gate-Elektrode des Transistors TR₁₀ angelegt wird. Daher schaltet der Transistor TR₁₀ durch und legt dabei den gemeinsamen Anschluß des ersten Blocks auf Massepotential, so daß die Spannung V₁ den Wert Null annimmt. Folglich läßt sich während des Durchlaufs des in Fig. 13 gezeigten Impulssignals S₁ durch die Stelle R₁ des Schieberegisters 26 eine in Abhängigkeit von bzw. entsprechend demselben Zeitablauf erfolgende Veränderung der Spannung V₁ erzielen. Mit Ausnahme der zwischenliegenden Zeitverzögerung sind die Abläufe der Spannungen V₂ bis V₆₄ der weiteren Blöcke identisch mit dem vorstehend beschriebenen Ablauf. Mittels des Impulssignals S₁ können demzufolge die Spannungen V _i mit dem in Fig. 7 dargestellten zeitlichen Ablauf erhalten werden.For example, in the first block (index = 1) in Fig. 12, the content of the position R ₁ of the shift register 26 has a high level, the transistor TR ₁₁ is turned on, so that the voltage V of the DC voltage source 27 to the first block as the voltage V to be applied _{i is} created. If the content of the position R ₁ of the shift register 26 is low, the transistor TR ₁₁ switches off, so that, in contrast to the previous procedure, a high level voltage is applied via the inverter IN ₁ to the gate electrode of the transistor TR ₁₀. Therefore, the transistor TR ₁₀ turns on and puts the common connection of the first block to ground potential, so that the voltage V ₁ takes the value zero. Consequently, during the passage of the pulse signal S ₁ shown in FIG. 13 through the position R ₁ of the shift register 26, a change in the voltage V ₁ taking place as a function of or in accordance with the same time lapse can be achieved. With the exception of the intermediate time delay, the processes of the voltages V ₂ to V ₆₄ of the other blocks are identical to the process described above. By means of the pulse signal S ₁, the voltages V _i can thus be obtained with the time sequence shown in Fig. 7.

Der Treiberabschnitt 25 dient zum aufeinanderfolgenden Zuführen der Fotoströme der Einzelelemente e _i1 bis e _i32 zum Verstärker 29 während des Zeitintervalls, das mit dem Zeitpunkt des Anlegens der Spannung V _i beginnt und mit dem Zeitpunkt endet, an dem die Spannung V _i den Wert Null annimmt.The driver section 25 serves for successively supplying the photocurrents of the individual elements e _{i 1} to e _{i 32} to the amplifier 29 during the time interval that begins with the time the voltage V _i is applied and ends with the time when the voltage V _{i reaches} the value Assumes zero.

Hierzu wird an das Schieberegister 28 ein in Fig. 14B dargestelltes Impulssignal S₂ angelegt, um den Registerinhalt mit einer Schiebefrequenz von 1 MHz zu verschieben. Zum Vergleich ist in Fig. 14A das Impulssignal S₁ gezeigt.For this purpose, a pulse signal S 2 shown in FIG. 14B is applied to the shift register 28 in order to shift the register content with a shift frequency of 1 MHz. For comparison, the pulse signal S ₁ is shown in Fig. 14A.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt das Zeitintervall Δ P + Δ TA zwischen dem Zeitpunkt des Ansteigens eines Impulses des Impulssignals S₁ und dem Ansteigen eines Impulses des Impulssignals S₂ 20 µs + 28 µs = 48 µs, während die Impulsbreite Δ Pe des Impulssignals S₂ 1 µs beträgt. Das Zeitintervall TB zum Verschieben des Inhalts des Schieberegisters 28 von der Stelle SR₁ bis zur Stelle SR₃₂ beläuft sich demzufolge auf 32 µs.In the described embodiment, the time interval Δ P + Δ TA between the time of the rise of a pulse of the pulse signal S ₁ and the rise of a pulse of the pulse signal S ₂ 20 µs + 28 µs = 48 µs, while the pulse width Δ Pe of the pulse signal S ₂ Is 1 µs. The time interval TB for shifting the content of the shift register 28 from the position SR ₁ to the position SR ₃₂ is consequently 32 µs.

Vorliegend wird davon ausgegangen, daß die Einzelelemente e _i1 bis e _i32 während der Zeitdauer Δ T des in Fig. 14A gezeigten Impulssignals S₁ mit der Spannung V₁ gespeist werden. Nach Ablauf des Zeitintervalls TA von 28 µs nach Beginn des Zeitintervalls Δ T wird der Stelle SR₁ des Schieberegisters 28 der Impuls S₂ zugeführt, so daß sein Inhalt hohen Pegel annimmt. Demzufolge schaltet der Transistor TRA₁₁ durch, so daß der durch das Einzelelement e _i1 fließende Fotostrom in den Verstärker 29 eingespeist wird. Nachfolgend verschiebt sich mit Hilfe des Schiebeimpulses mit der Frequenz von 1 MHz der Zustand hohen Pegels aufeinanderfolgend von der Stelle SR₂ bis zur Stelle SR₃₂, so daß dementsprechend die Fotoströme der Einzelelemente e _i2 bis e _i32 nacheinander zur Erzielung des zeitseriellen Signals S₀ in den Verstärker 29 eingespeist werden. Während die Spannung V _i während des Zeitintervalls P des periodischen Impulses erhalten bleibt, haben alle Inhalte des Schieberegisters 28 niedrigen Pegel. Daher wird über die Inverter INV _j ein Signal hohen Pegels an die Gate-Elektroden der Transistoren TRA _j0 angelegt, so daß die Transistoren TRA _j0 durchschalten und die Leitungsn l _j auf Massepontential legen.In the present case, it is assumed that the individual elements e _{i 1} to e _{i 32 are} supplied with the voltage V ₁ during the time period Δ T of the pulse signal S ₁ shown in FIG. 14A. After the time interval TA of 28 microseconds after the beginning of the time interval Δ T , the position SR ₁ of the shift register 28 is supplied with the pulse S ₂, so that its content assumes a high level. Accordingly, the transistor TRA ₁₁ turns on so that the photo current flowing through the single element e _{i 1 is} fed into the amplifier 29 . Subsequently, with the help of the shift pulse with the frequency of 1 MHz, the state of the high level is successively shifted from the position SR ₂ to the position SR ₃₂, so that accordingly the photocurrents of the individual elements e _{i 2} to e _{i 32} successively to achieve the time-serial signal S ₀ are fed into the amplifier 29 . While the voltage V _{i is maintained} during the period P of the periodic pulse, all of the contents of the shift register 28 are low. Therefore, a high level signal is applied to the gate electrodes of the transistors TRA _{j 0} via the inverters INV _j , so that the transistors TRA _{j 0} turn on and the lines I _{j j} to ground potential.

Fig. 15A zeigt den Verlauf des Ausgangssignals des Verstärkers 29 bei Anlegen der in Fig. 3 gezeigten herkömmlichen Spannungsimpulse an die in Fig. 12 dargestellte Matrixschaltung, während in Fig. 15B der Verlauf des Ausgangssignals des Verstärkers 29 beim beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Die Kurve 30 stellt den Verlauf bei einer Beleuchtungsstärke von 100 (lx) dar, während die Kurve 31 den Verlauf bei einer Beleuchtungsstärke von 10 (lx) veranschaulicht. Trotz eingesetzter gleichmäßiger Beleuchtung sind die Ausgangssignalamplituden des ersten und des letzten Einzelelements innerhalb eines einzelnen Blocks gemäß Fig. 15A unterschiedlich. Zudem ist das Verhältnis zwischen der Ausgangssignalamplitude bei einer Beleuchtungsstärke von 100 (lx) zu der bei einer Beleuchtungsstärke von 10 (lx) verhältnismäßig gering. Im Gegensatz hierzu ist gemäß Fig. 15B erfindungsgemäß eine erhebliche Verbesserung erkennbar. FIG. 15A shows the profile of the output signal of the amplifier 29 when the conventional voltage pulses shown in FIG. 3 are applied to the matrix circuit shown in FIG. 12, while FIG. 15B shows the profile of the output signal of the amplifier 29 in the described exemplary embodiment according to the invention. Curve 30 shows the course at an illuminance of 100 (lx), while curve 31 illustrates the course at an illuminance of 10 (lx). Despite the uniform lighting used, the output signal amplitudes of the first and last individual elements within a single block are different according to FIG. 15A. In addition, the ratio between the output signal amplitude at an illuminance of 100 (lx) and that at an illuminance of 10 (lx) is relatively low. In contrast, according to FIG. 15B, a considerable improvement can be seen according to the invention.

Fig. 16 zeigt ein Schaltbild der Matrixschaltung gemäß Fig. 2. Der Matrixabschnitt 23 und der Treiberabschnitt 24 sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 16 identisch mit den in Fig. 12 dargestellten entsprechenden Schaltungen. Gleichermaßen ist ein an ein Schieberegister angelegtes Impulssignal S identisch mit dem unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschriebenen. Daher wird nachfolgend lediglich der Treiberabschnitt 25 erörtert. FIG. 16 shows a circuit diagram of the matrix circuit according to FIG. 2. The matrix section 23 and the driver section 24 in the embodiment according to FIG. 16 are identical to the corresponding circuits shown in FIG. 12. Likewise, a pulse signal S applied to a shift register is identical to that described with reference to FIG. 12. Therefore, only the driver section 25 will be discussed below.

Ein Anschluß einer Schottky-Diode D _j ist mit der Leitung l _j derart verbunden, daß die Diode in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, so lange die Leitung l _j höheres Potential besitzt (1 j 32; dies gilt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel für alle entsprechenden Indices). Der andere Anschluß ist geerdet. Die Leitung l _j ist mit dem Eingang eines Verstärkers AMP _j verbunden, dessen Ausgang über eine Abtast- und Halteschaltung 32 mit dem parallelen Eingangsanschluß eines Schieberegisters 33 verbunden ist.A connection of a Schottky diode D _j is connected to the line l _{j in} such a way that the diode is biased in the forward direction as long as the line l _{j has a} higher potential (1 j 32; this applies to all corresponding indices in the present exemplary embodiment). The other connector is grounded. The line l _j is connected to the input of an amplifier AMP _j , the output of which is connected via a sample and hold circuit 32 to the parallel input terminal of a shift register 33 .

In Fig. 17A ist das an das Schieberegister 26 angelegte Impulssignal S₁ gezeigt. Unter der Annahme, daß die Spannung V _i zum Aktivieren der Einzelelemente e _i1 bis e _i32 während des Zeitintervalls Δ T des Impulssignals S₁ erzeugt wird, werden die durch die Einzelelemente e _i1 bis e _i32 fließenden Fotoströme durch die Verstärker AMP₁ bis AMP₃₂ verstärkt und daraufhin in die Abtast- und Halteschaltung 32 eingespeist. Hierbei bewirkt die Abtast- und Halteschaltung 32 kein Abtasten der Signale der Verstärker AMP _j, es sei denn, sie empfängt ein in Fig. 17B dargestelltes Haltesignal S₃.In Fig. 17A, the voltage applied to the shift register 26 pulse signal S ₁ is shown. Assuming that the voltage V _i for activating the individual elements e _{i 1} to e _{i 32 is} generated during the time interval Δ T of the pulse signal S ₁, the photo currents flowing through the individual elements e _{i 1} to e _{i 32 are} generated by the amplifiers AMP ₁ to AMP ₃₂ amplified and then fed into the sample and hold circuit 32 . Here, the sample and hold circuit 32 does not sample the signals of the amplifier AMP _j unless it receives a hold signal S ₃ shown in Fig. 17B.

Das in Fig. 17B gezeigte Haltesignal S₃ wird am Ende des Zeitintervalls Δ T an die Abtast- und Halteschaltung 32 angelegt, so daß die zu dieser Zeit vorliegenden Ausgangssignale der Verstärker AMP₁ bis AMP₃₂ von der Abtast- und Halteschaltung 32 gehalten und im Schieberegister 33 gespeichert werden. Anschließend wird an das Schieberegister 33 während des Zeitintervalls Δ TC mit einer Dauer von 32 µs ein in Fig. 17C gezeigter Schiebeimpuls seiner Frequenz von 1 MHz angelegt und die gespeicherten Inhalte als zeitserielles Signal S₀ über den seriellen Ausgangsanschluß abgegeben.The hold signal S ₃ shown in FIG. 17B is applied to the sample and hold circuit 32 at the end of the time interval Δ T , so that the output signals of the amplifiers AMP ₁ to AMP ₃₂ present at that time are held by the sample and hold circuit 32 and in Shift registers 33 are saved. Subsequently, a shift pulse of its frequency of 1 MHz, shown in FIG. 17C, is applied to the shift register 33 during the time interval Δ TC with a duration of 32 μs, and the stored contents are output as a time-serial signal S ₀ via the serial output connection.

Fig. 18A zeigt den Verlauf des zeitseriellen Signals S₀, wenn eine Spannung V _i mit dem in Fig. 3 dargestellten Zeitverlauf angelegt wird, während Fig. 18B den Verlauf des zeitseriellen Signals S₀ bei Anwendung des erfindungsgemäßen Ansteuerverfahrens veranschaulicht. Die Kurve 34 bezeichnet den Verlauf bei einer Beleuchtungsstärke von 100 (lx), während die Kurve 35 den Verlauf bei einer Beleuchtungsstärke von 10 (lx) wiedergibt. Da bei der Matrixschaltung gemäß Fig. 16 das Signal mittels der Abtast- und Halteschaltung am Ende des Zeitintervalls Δ T abgetastet wird, währenddessen die Einzelelemente e _ÿ aktiviert sind, befindet sich jedes Einzelelement im stabilen Zustand, so daß keine Unterschiede zwischen den zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgegebenen Ausgangswerten existieren. Allerdings ist das Verhältnis zwischen den Ausgangssignalen bei einer Beleuchtungsstärke von 100 (lx) und einer Beleuchtungsstärke von 10 (lx) noch gering. Demgegenüber wird bei Einsatz des erfindungsgemäßen beschriebenen Ansteuerverfahrens eine beträchtliche Verbesserung erzielt, wie dies aus Fig. 18B ersichtlich ist. FIG. 18A shows the profile of the time-serial signal S ₀ when a voltage V _{i is applied} with the time profile shown in FIG. 3, while FIG. 18B illustrates the profile of the time-serial signal S ₀ when the control method according to the invention is used. Curve 34 denotes the course at an illuminance of 100 (lx), while curve 35 shows the course at an illuminance of 10 (lx). Since the signal is sampled at the end of the time interval Δ T by means of the sample and hold circuit in the matrix circuit according to FIG. 16, during which the individual elements e _{ÿ are} activated, each individual element is in the stable state, so that there are no differences between the different times output values exist. However, the ratio between the output signals at an illuminance of 100 (lx) and an illuminance of 10 (lx) is still low. In contrast, a considerable improvement is achieved when using the control method described according to the invention, as can be seen from FIG. 18B.

Claims

1. A method for driving an arrangement of thin-film semiconductor elements, which are divided into several blocks and within each block on one side are connected to a common drive line, while their other side is connected to a separate scan line, which the semiconductor element in question has the associated semiconductor elements of the other blocks in common, the drive lines being supplied with a drive signal in cyclical succession, during the duration of which a scan signal is successively applied to all scan lines in such a way that all semiconductor elements of the block currently being driven are sequentially scanned, and further between two successive control signals, a delay time interval is inserted, characterized in that for the duration of the delay time interval an additional signal is applied to the control lines of essentially all blocks, one of zero has different value.

2. The method according to claim 1, characterized in that the duration of the delay time interval is chosen to be smaller is called that of the drive signal.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the scan lines during the respective delay Time interval to be grounded.

4. The method according to claim 3, characterized in that the grounding of the scanning lines by means of bypass devices is brought about before the subsequent output amplifier be switched.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the additional signal to the control line of a respective block a predetermined number of sampling cycles is created before it is activated.