DE68923748T2

DE68923748T2 - Schaltung zum Treiben einer kapazitiven Last.

Info

Publication number: DE68923748T2
Application number: DE68923748T
Authority: DE
Inventors: Kenji Abe; Tadaaki Kariya; Mitsuhiko Okutsu
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1989-09-11
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2009-09-12
Also published as: FI98036B; EP0360117A2; JPH0282293A; EP0360117A3; EP0360117B1; FI98036C; DE68923748D1; US5148049A; FI894456A0; FI894456A; JP2664219B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treiberschaltung, und insbesondere eine Treiberschaltung, die für eine Hochspannungsansteuerung einer kapazitiven Last, wie etwa einer Elektrolumineszenz-Anzeigenvorrichtung, geeignet ist.
Eine Treiberschaltung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 ist aus dem Dokument DER ELEKTRONIKER, Nr.7, 1983, Seiten 38-40, H.M. SCHAR "Leistungsverstärker mit Power FETs" bekannt.
Eine kapazitive Last, wie etwa eine Elektrolumineszenztafel, ein piezo-elektrisches Element, usw. wird im allgemeinen mit einer hohen Spannung angesteuert, und deshalb wird eine hohe Spannungsfestigkeit für die Treiberschaltung benötigt. Des weiteren sollte die Treiberschaltung für die kapazitive Last im allgemeinen mit einem quellenseitigen Schalter zum Laden der Last und einem senkenseitigen Schalter zum Entladen der Last, die einmal aufgeladen wurde, versehen sein.
Bei Der Treiberschaltung für eine kapazitive Matrixlast, wie etwa einer Elektrolumineszenztafel, usw. ist es gewünscht, eine Anzahl von Ausgangskanälen zu integrieren, und bei der Integrierung ist es ein wichtiges Problem, die elektrische Leistungsaufnahme der Treiberschaltung zu mindern. Ein Beispiel der Treiberschaltung, in der ein Thyristor verwendet wird, ist in JP-A-60-208119 offenbart, wobei bei dieser Schaltung angestrebt wird, die elektrische Leistungsaufnahme zu hindern und die Laststromtreiberleistung zu erhöhen. Dies ist in Fig. 6 dargestellt.
In Fig. 6 ist ein Thyristor 8 angeordnet, dessen Anode und Kathode jeweilig mit einem Spannungsquellenanschluß 201 und einem Ausgangsanschluß 3 verbunden sind; eine Diode 9, deren Kathode und Anode jeweilig mit dem Kathodengate und der Kathode des Thyristors 8 verbunden sind; ein NPN-Transistor 11, dessen Kollektor und Emitter jeweilig mit dem Anodengate des Thyristors 8 und einem Spannungsquellenanschluß 202 über einen Widerstand 12 verbunden sind; und ein NPN-Transistor 10, dessen Kollektor und Emitter jeweilig mit dem Kathodengate des Thyristors 8 und dem Spannungsguellenanschluß 202 verbunden sind, wobei die Transistoren 10 und 11 einen Ausgangsabschnitt bilden. Die Basen der NPN-Transistoren 10 und 11 sind jeweilig mit den Drains der PMOS-Transistoren 72 und 71 in einer Pufferschaltung 207 verbunden, die den oben beschriebenen Ausgangsabschnitt ansteuert, in Abhängigkeit von Signalen, die aus einer Logikschaltung 206 kommen. Des weiteren sind die Quellen der PMOS-Transistoren 71 und 72 mit einem Spannungsquellenanschluß 204 geringer Spannung verbunden. Die Logikschaltung 206 steuert die Pufferschaltung 207, in Abhängigkeit eines über den Eingangsanschluß 205 kommenden Eingangssignals, und sie kann durch ein Schieberegister und eine Latchschaltung bzw. Kippschaltung, usw. aufgebaut sein, in dem Fall, daß der Ausgangsabschnitt durch Integrierung einer Anzahl von Kanälen aufgebaut ist. Das Treiben bzw. Ansteuern einer kapazitiven Last, die mit dem Ausgangsanschluß 3 verbunden ist, wird weiter unten beschrieben.
Es wird nun angenommen, daß der Spannungsquellenanschluß 201 mit einer positiven Hochspannung VHP als Massenpotential GND vorgespannt ist. In dem Fall, daß die kapazitive Last 13 von einer positiven Hochspannung VHP geladen wird, kann der Thyristor 8 eingeschaltet werden, indem der NPN-Transistor 10 in einen "AUS"-Zustand gebracht wird. Das Ansteuern in den "EIN"- Zustand des Thyristors 8 wird durch Abführen des Gatetreiberstroms über das Anodengate des Thyristors 8 bewirkt, indem der PMOS-Transistor 71 in der Pufferschaltung 207 eingeschaltet wird, um den NPN-Transistor 11 einzuschalten. Dieser Gatetreiberstrom wird über den Spannungsquellenanschluß 201 bewirkt, der mit der Hochspannung VHP vorgespannt ist.
Als nächstes wird in dem Fall, daß die kapazitive Last 13, die einmal mittels der Hochspannung VHP aufgeladen wurde, entladen wird, der Thyristor 8 in den "AUS"-Zustand gebracht, indem der NPN-Transistor 10 eingeschaltet wird. Der NPN-Transistor 10 wird eingeschaltet, indem der PMOS-Transistor 72 in der Pufferschaltung 207 eingeschaltet wird, um den Basisstrom über den Spannungsquellenanschluß 204 geringer Spannung zu liefern. Da in der in Fig. 6 dargestellten Schaltung der Entladestrom von der kapazitiven Last 13 über eine Diode 9 zu dem NPN-Transistor 10 fließt, wird die Schaltung zwischen dem Kathodengate und der Kathode des Thyristors 8 andersherum vorgespannt, und des weiteren wird das Kathodengate des Thyristors 8 in Richtung auf die GND-Seite des NPN-Transistors 10 vorgespannt. Auf diese Weise ist es möglich, fehlerhafte Betriebsweisen des Thyristors 8 zu verhindern.
Ein Fall, in dem die in Fig. 6 dargestellte Treiberschaltung verwendet wird, um die abtastseitigen Elektroden einer Elektrolumineszenztafel anzusteuern, wird weiter unten beschrieben.
In der Elektrolumineszenztafel sind abtastseitige Elektroden angeordnet, an die sequentiell und selektiv eine hohe Spannung angelegt wird, und es sind datenseitige Elektroden vorgesehen, an die eine relativ geringe Spannung synchron damit angelegt wird, die auf Licht und Nicht-Lichtdaten ansprechen, wobei die Elektroden gekreuzt sind und eine elektrolumineszente Schicht zwischen den beiden Arten von Elektroden ausgebildet ist. Ein Teil, das zwischen einer abtastseitigen Elektrode und einer datenseitigen Elektrode gesetzt ist, bildet ein Pixel bzw. Bildelement, welches einer kapazitiven Last entspricht. Die Spannung, bei der die Lichtemission beginnt, beträgt ungefähr 200 (V), wie in JP-A-60-97394 offenbart ist. Da die Elektrolumineszenztafel den Polarisationseffekt aufweist, kann sie von einer Gleichspannung angesteuert werden. Dies bedeutet, daß, wenn ein Elektrolumineszenzelement entladen wird, um Licht zu emittieren, nachdem es einmal mit einer bestimmten Spannungspolarität geladen war, Polarisation in der Richtung erzeugt wird, in der die vorher angelegte Spannungspolarität aufgehoben wird. Deshalb ist die Helligkeit des emittierten Lichtes gemindert, wenn das Element erneut durch Anlegen einer Spannung gleicher Polarität geladen wird und es zum Lichtemittieren gebracht wird. Daraus folgt, daß es in dem Fall, daß ein Elektrolumineszenzelement, das einmal zum Emittieren von Licht gebracht wurde, erneut zum Emittieren von Licht gebracht werden soll, notwendig ist, eine Spannung mit einer solchen Polarität anzulegen, die umgekehrt zur vorher angelegten Spannung ist. Als Beispiele, die derartige Verfahren zum Treiben einer Elektrolumineszenztafel beschreiben, werden beispielsweise "Bidirectional Push-Pull Symmetrical Driving Method For A TF-EL Display (auf japanisch)" Sharp Technical Report, Band 38, 1987, usw. angegeben.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel, in dem eine Anzahl von Kanälen der in Fig. 6 dargestellten Treiberschaltungen integriert sind und an die Ansteuerung der abtastseitigen Elektroden in einer Elektrolumineszenztafel der oben beschriebenen Art angelegt sind.
In Fig. 7 sind die Thyristoren 81, 82, ..., NPN-Transistoren 101, 102, ..., 111, 112, ..., Widerstände 121, 122, ..., usw., die dem Thyristor 8, dem NPN-Transistor 10, 11 und dem Widerstand 12 in Fig. 6 entsprechen, für jeden Kanal angeordnet, wobei die Spannungsquellenanschlüsse 201 und 202 gemeinschaftlich verwendet werden. Ein Ausgangsanschluß 31, 32,... für jeden Kanal entspricht einer Leitung der abtastseitigen Elektroden. Des weiteren entspricht jede von C1, C2, usw. einer Leitung von datenseitigen Elektroden, und jede der kapazitiven Lasten 311, 312, usw., die zwischen den beiden Arten von Elektroden verbunden ist, entspricht einem Pixel. Im folgenden werden die kapazitiven Lasten 311, 312, usw. alle als Pixel 311, 312, usw. bezeichnet.
Da mittels der Schaltung zum Treiben der abtastseitigen Elektroden sowohl Hochspannungsignale positiver als auch negativer Polarität an die datenseitigen Elektroden angelegt werden, wie es auch in dem oben zitierten Stand der Technik beschrieben ist, sind die Spannungsquellenleitungen, d.h. Spannungsquellenanschlüsse 201, 202, 204, usw. in Fig. 7, schwebend, und Steuersignale werden über Photokoppler, usw. eingegeben. Des weiteren wird das Potential des Spannungsquellenanschlusses 204 geringer Spannung immer bei ungefähr 5 (V) bezüglich des Potentials an dem Spannungsquellenanschluß 202 gehalten.
Zuerst wird der Fall beschrieben, daß das Laden der Pixel und das Emittieren von Licht durch Anlegen einer positiven Hochspannung VHP an die abtastseitige Elektrode 31 bewirkt wird.
Es wird zuerst angenommen, daß der Spannungsquellenanschluß 201 durch eine positive Hochspannung VHP vor gespannt ist und der Spannungsquellenanschluß 202 mit 0 (V) vorgespannt ist, und daß die datenseitige Elektrode C1 mit 0 (V) und C2 mit einer Spannung VD vorgespannt sind. Es wird angenommen, daß die durch VHP > VT und VHP - VD < VT ausgedrückten Beziehungen gültig sind, wobei VT die Spannung bezeichnet, bei der eine Lichtemission beginnt. In diesem Zustand wird die positive Hochspannung VHP an die abtastseitige Elektrode 31 gebracht, indem nur der Thyristor 81 eingeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Spannung zwischen den beiden Anschlüssen des Pixels 311 gleich VHP. Da diese Spannung die Spannung VT überschreitet, bei der eine Lichtemission beginnt, emittiert das Pixel 311 Licht. Andererseits emittiert das Pixel 312 kein Licht, da die Spannung zwischen den beiden Anschlüssen des Pixels 312 gleich VHP - VD beträgt, und da diese Spannung die Spannung VT nicht erreicht, die zum Emittieren von Licht benötigt wird. Auf diese Weise ist es möglich, zu entscheiden, ob eine Lichtemission durch ein Pixel an der ausgesuchten abtastseitigen Elektrode (in dem oben beschriebenen Fall die abtastseitige Elektrode 31) stattfindet oder nicht, indem eine relativ geringe Spannung VD verwendet wird, die an die datenseitige Elektrode angelegt ist.
Nachdem das Laden des Pixels und die Emission (oder Nichtemission) von Licht durch die positive Hochspannung VHP bewirkt wurde, wird das Pixel entladen, um es so auf die folgende Treiberzeitgebung vorzubereiten. Die Entladung der Pixel an der abtastseitigen Elektrode 31 kann durch Einschalten des NPN-Transistors 101 bewirkt werden. Mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens wird das Treiben der abtastseitigen Elektrode 31 beendet, und die folgende abtastseitige Elektrode 32 wird ausgesucht und angesteuert. Wenn das derartige Aussuchen und Ansteuern aller abtastseitigen Elektroden beendet ist, kehrt das Verfahren zurück zu dem Auswählen der ersten abtastseitigen Elektrode 31. Jedoch ist es wegen des Polarisationseffektes des elektrolumineszenten Pixels notwendig, zu diesem Zeitpunkt eine Spannung anzulegen, die eine umgekehrte Polarität zu derjenigen Spannung hat, die zuvor verwendet wurde. Deshalb wird zu diesem Zeitpunkt der Spannungsquellenanschluß 202 mit Hilfe einer negativen Hochspannung VHN vorgespannt, und es wird der Spannungsquellenanschluß 201 mit 0 (V) vorgespannt, so daß nur der NPN-Transistor 101 eingeschaltet ist, um die negative Hochspannung VHN an die abtastseitige Elektrode 31 zu bringen. In diesem Fall wird angenommen, daß VHN den folgenden Beziehungen genügt: VHN < VT und VHN + VD > VT.
Wenn nun angenommen wird, daß die datenseitige Elektrode C1 mit 0 (V) und C2 mit einer Spannung VD vorgespannt wird, erreicht die Spannung zwischen den Anschlüssen des Pixels 311, die gleich VHN ist, nicht die zum Emittieren von Licht benötigte Spannung VT, und deshalb wird kein Licht emittiert. Andererseits übersteigt die zwischen den Anschlüssen des Pixels 312 angelegte Spannung, die gleich VHV + VD beträgt, die Spannung VT, die zum Emittieren von Licht notwendig ist, und Licht wird emittiert.
Nach dem Laden des Pixels und der Emission (oder Nichtemission) von Licht mit Hilfe der negativen Hochspannung VHN, wird der Thyristor 81 eingeschaltet, um die Pixel an der abtastseitigen Elektrode 31 zu entladen, und das Verfahren schreitet weiter zu der Auswahl der nachfolgenden abtastseitigen Elektrode 32.
In dem oben angegebenen Beispiel des Standes der Technik wird das Verfahren verwendet, mittels dessen die Polarität der angelegten Spannung für jede Abtastelektrode invertiert wird. In jedem Fall wird aus Sicht einer bestimmten Abtastelektrode die Polarität der Spannung jedesmal invertiert, wenn ein Pixel ausgewählt und angesteuert wird. Zu diesem Zweck werden die an den Spannungsquellenanschluß 201 und 202 angelegten Spannungen von einem externen Umschaltelement umgeschaltet.
In der Schaltung gemäß dem Stand der Technik fließt der den "EIN"-Zustand des Thyristors 8 ansteuernde Strom, d.h. der Gatetreiberstrom, von dem Spannungsquellenanschluß 201 durch den NPN-Transistor 11 zu dem Spannungsquellenanschluß 202. Zu diesem Zeitpunkt entsteht ein Problem insofern, als sich der Spannungsquellenanschluß 201 auf einem höherem Potential befindet als der Spannungsquellenanschluß 202 und die elektrische Leistungsaufnahme aufgrund des Gatetreiberstroms groß ist. Bezüglich dieses Punktes ist es auch möglich vorzusehen, den Gatetreiberstrom des Thyristors 8 wirksam zu senken, indem eine fremdgesteuerte Kippschaltung (one-shot circuit) in der Logikschaltung 206 vorgesehen wird, und indem ein PMOS-Transistor 71 und ein NPN-Transistor 11 impulsangesteuert werden, um so die elektrische Leistungsaufnahme zu mindern. Dadurch werden jedoch Auswirkungen auf die Logikschaltung bewirkt, wodurch wiederum die Chipfläche vergrößert wird. Des weiteren wird in dem Fall der Impulsansteuerung der Thyristor 8 ausgeschaltet, nachdem er einmal eingeschaltet war, da kein Gatestrom mehr vorhanden ist, wenn der durch den Thyristor 8 fließende Strom, d.h. der Pixelladestrom, usw. unterhalb des Haltestroms des Thyristors 8 abfällt, wodurch auch insofern ein Problem entsteht, daß die Ladespannung des Pixels gemindert ist. Zusätzlich fließt in dem Fall, daß, wie in Fig. 7 dargestellt, eine Anzahl von Kanälen integriert sind, bei dem Aufbau gemäß der Schaltung des Standes der Technik zwischen unterschiedlichen Kanälen ein Kurzschlußstrom über den Weg Spannungsquellenanschluß 201 - quellenseitiges Schaltelement (z.B. Thyristor 81) - senkenseitiges Schaltelement (z.B. NPN-Transistor 102) - Spannungsquellenanschluß 202, da eine hohe Potentialdifferenz zwischen de zwischen den Spannungsquellenanschlüssen 201 u wird, wenn ein Kurzschluß außen zwischen unterschiedlichen Ausgangsanschlüssen auftritt. Das bedeutet, daß dies beispielsweise in dem Fall geschehen kann, daß eine abtastseitige Elektrode 31 ausgewählt ist, an welche Hochspannung VHP gelegt ist, wobei die anderen Abtastelektroden 32, ... auf 0V liegen, so daß die NPN-Transistoren 102, ..., usw. eingeschaltet sind. Um den oben angegebenen Kurzschlußstrom zu begrenzen und um die Zerstörung der integrierten Schaltung zu verhindern, sollte das quellenseitige oder das senkenseitige Schaltelement eine strombegrenzende Funktion aufweisen. In den in den Fig. 6 und 7 dargestellten Beispielen führt der senkenseitig verwendete NPN-Transistor diese Funktion aus.
Wie oben erklärt, sollte in der Schaltung gemäß dem Stand der Technik in einigen Fällen die Laststromtreiberleistung begrenzt werden. Dabei entsteht ein Problem, wenn diese Schaltung im Zusammenhang mit einer Elektrolumineszenz-Anzeigenvorrichtung verwendet wird, bei der sich die benötigte Stromtreiberleistung mit der Größe der Tafel erhöht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Treiberschaltung zu schaffen, die in der Lage ist, das oben beschriebene Problem zu lösen, und die zum Ansteuern einer kapazitiven Last geeignet ist, und die, konkreter ausgedrückt, in der Lage ist, die elektrische Leistungsaufnahme zu senken, ohne dabei die Schaltung zu verkomplizieren, und den Haltestrom eines Thyristors zu beseitigen, wenn er verwendet wird.
Die obige Aufgabe wird mit Hilfe einer Treiberschaltung mit den Merkmalen aus dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst.
Wenn die positive Hochspannung VHP an den Ausgangsanschluß gelangt, wird die positive Hochspannung VHP an den ersten Spannungsquellenanschluß gelegt, und der zweite Spannungsquellenanschluß wird in dem Schwebezustand gelassen, um so das quellenseitige Schaltelementeinzuschalten. Da eine Potentialdifferenz von ungefähr 5 (V) zwischen dem ersten Spannungsquellenanschluß und dem zweiten Spannungsquellenanschluß immer notwendigist, so ist unter Berücksichtigung des Spannungsabfalls in dem Steuerabschnitt das potential an dem zweiten Spannungsquellenanschluß um ungefähr 5 (V) geringer als die positive Hochspannung VHP an dem ersten Spannungsquellenanschluß. Der Treiberstrom für den "EIN"-Zustand des quellenseitigen Schaltelements, das ein Thyristor sein kann, kann erhalten werden, indem ein Strom von dem ersten Spannungsquellenanschluß zum zweiten Spannungsquellenanschluß verursacht wird. Auf diese Weise ist es möglich, die elektrische Leistungsaufnahme merklich zu reduzieren. Aus diesem Grunde kann das Problem der elektrischen Leistungsaufnahme gelöst werden, ohne irgendwelche Einrichtungen für die Impulsansteuerung, usw. zu verwenden, wie sie oben beschrieben sind. Des weiteren ist es möglich, das Problem des Haltestroms zu beseitigen, in dem Fall, daß ein Thyristor verwendet wird, indem während eines notwendigen Zeitabschnitts weiterhin bewirkt wird, daß der Treiberstrom für den "EIN"-Zustand fließt.
Wenn die negative Hochspannung VHN an den Ausgangsanschluß gelegt wird, wird die negative Hochspannung VHN an den zweiten Spannungsquellenanschluß angelegt, und der erste Spannungsquellenanschluß wird in dem Schwebezustand gelassen, so daß das senkenseitige Schaltelement eingeschaltet wird. Da der Treiberstrom für den "EIN "-Zustand für das senkenseitige Schaltelement von dem ersten Spannungsquellenanschluß auf die gleiche Weise geliefert werden kann wie in dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik, ist die elektrische Leistungsaufnahme gering.
Wie oben beschrieben, können sowohl das quellenseitige Schaltelement als auch das senkenseitige Schaltelement mit Hilfe einer Spannungsquelle geringer Spannung angesteuert werden. Es ist deshalb in dem Fall, daß ein Transistor als Schaltelement verwendet wird, möglich, die Laststromtreiberleistung des Schaltelements zu erhöhen, da der Treiberstrom, d.h. der Basisstrom dafür, so eingestellt werden kann, daß er stark ist. Des weiteren wird die gesamte Treiberschaltung auf das Potential der angelegten Hochspannung angehoben oder abgesenkt, da sich bei Anlegen der Hochspannung an entweder den ersten Spannungsquellenanschluß oder den zweiten Spannungsquellenanschluß der jeweils andere in dem Schwebezustand befindet. In dem Fall, daß die Treiberschaltung durch Integrierung einer Anzahl von Kanälen aufgebaut ist, fließt kein Kurzschlußstrom von der Hochspannungsquelle in die Treiberschaltung, sondern es werden nur die Lasten, die mit den kurzgeschlossenen Ausgangsanschlüssen verbunden sind, gleichzeitig angesteuert, selbst wenn die Ausgangsanschlüsse benachbarter Kanäle außen kurzgeschlossen sind. Zu diesem Zweck sollte weder das quellenseitige Schaltelement noch das senkenseitige Schaltelement irgendeine besondere den Strom begrenzende Funktion innehaben, und deshalb ist es möglich, die Stromtreiberleistung sowohl der Quellenseite als auch der Senkenseite durch die Verwendung von Thyristoren für beide Schaltelemente leicht zu erhöhen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm und zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Treiberschaltung;
Fig. 2 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm eines Elektrolumineszenz-Anzeigeelementes, in dem die in Fig. 1 dargestellte Treiberschaltung verwendet wird;
Fig. 3 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm und zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Treiberschaltung;
Fig. 4 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm und zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Treiberschaltung;
Fig. 5 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm und zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Treiberschaltung;
Fig. 6 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Treiberschaltung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 7 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Elektrolumineszenz-Anzeigenvorrichtung, in dem die in Fig. 6 dargestellte Treiberschaltung gemäß dem Stand der Technik verwendet wird.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
In Fig. 1 ist ein Thyristor 15 als quellenseitiges Schaltelement angeordnet, wobei die Anode mit einem Spannungsquellenanschluß 4 verbunden ist und die Kathode mit der Anode einer Diode 16 verbunden ist, wobei die Kathode der Diode 16 mit dem Ausgangsanschluß 3 verbunden ist; des weiteren ist ein Thyristor 14 als senkenseitiges Schaltelement vorgesehen, dessen Anode mit dem Ausgangsanschluß 3 verbunden ist und dessen Kathode mit dem anderen Spannungsquellenanschluß 2 verbunden ist, wobei dieses Element einen Ausgangsabschnitt bildet. Das Kathodengate des Thyristors 14 ist mit dem Drain eines PMOS-Transistors 73 innerhalb einer Pufferschaltung 7 verbunden, und die Source des PMOS-Transistors 73 ist mit dem Spannungsquellenanschluß 4 verbunden. Das Anodengate des Thyristors 15 ist mit dem Drain eines NMOS-Transistors 74 mit der Pufferschaltung 7 verbunden, und die Source des NMOS-Transistors ist mit dem Spannungsquellenanschluß 2 verbunden. Des weiteren ist eine Logikschaltung 6 zum Steuern der Pufferschaltung 7 und des Ausgangsabschnitts angeordnet, die auf das Eingangssignal durch den Eingangsanschluß 5 anspricht. Des weiteren ist eine Diode 17 angeordnet, deren Anode mit dem Eingangsanschluß 5 verbunden ist und deren Kathode mit dem Spannungsquellenanschluß 4 verbunden ist, und es ist eine weitere Diode 18 vorgesehen, deren Anode mit dem Spannungsquellenanschluß 2 verbunden ist und deren Kathode mit dem Eingangsanschluß 5 verbunden ist. Eine kapazitive Last 13 ist mit dem Ausgangsanschluß 3 verbunden, Ein Spannungsquellenanschluß VB geringer Spannung ist zwischen den Spannungsquellenanschlüssen 2 und 4 verbunden. Eine Spannungsquelle VB geringer Spannung ist eine schwebende Spannungsquelle, die mit Hilfe eines Transformators, usw. isoliert ist, und hält den Ausgangsanschluß 4 auf einem Potential, das immer ungefähr 5 V höher als dasjenige der Spannungsquelle 2 ist. Der Spannungsquellenanschluß 4 ist über ein externes Schaltelement S&sub1; mit einer positiven Spannungsquelle VHP hoher Spannung verbunden, über ein Schaltelement S&sub2; mit Masse verbunden; und über ein externes Schaltelement S&sub3; mit einer negativen Spannungsquelle VHN hoher Spannung verbunden. Andererseits ist der Spannungsquellenanschluß 2 über ein externes Schaltelement S&sub4; mit einer positiven Spannungsquelle VHP hoher Spannung verbunden; über ein Schaltelement S&sub5; mit Masse verbunden; und über ein externes Schaltelement S&sub6; mit einer negativen Spannungsquelle VHN hoher Spannung verbunden. Des weiteren wird das über den Eingangsanschluß 5 eingegebene Steuersignal über einen Isolator wie etwa einen Photokoppler eingegeben. Im folgenden wird der Betrieb der Treiberschaltung erläutert.
Zuerst wird in dem Fall, daß die positive Hochspannung VHP an den Ausgangsanschluß 3 gelegt wird, in dem Zustand, in dem das externe Schaltelement S&sub1; eingeschaltet wird und die anderen externen Schaltelemente S&sub2;, S&sub3;, S&sub4;, S&sub5; und S&sub6; ausgeschaltet sind, der Thyristor 15 eingeschaltet. Der Thyristor 15 kann durch Einschalten des NMOS-Transistors 74 innerhalb der Pufferschaltung 7 eingeschaltet werden, und durch Herausziehen der Gatetreiberschaltung von dem Anodengate desselben. Da der Gatetreiberstrom von der Spannungsquelle VB geringer Spannung geliefert wird und zwischen den Spannungsquellenanschlüssen 4 und 2 fließt, ist die elektrische Leistungsaufnahme gering. Der Ladestrom zu der kapazitiven Last 13 fließt über den Weg Spannungsquellenanschluß 4 - Thyristor 15 - Diode 16 - kapazitive Last 13 - Masse.
In dem Fall, daß die kapazitive Last 13, die von der positiven Hochspannung VHP geladen wurde, entladen wird, wird in dem Zustand, in dem die externen Schaltelemente S&sub1;, S&sub2;, S&sub4;, S&sub3; und S&sub6; ausgeschaltet sind und das externe Schaltelement S&sub5; eingeschaltet ist, der Thyristor 14 eingeschaltet. Der Thyristor 14 kann durch Einschalten des PMOS-Transistors 73 innerhalb der Pufferschaltung 7 und durch Anlegen eines Gatetreiberstroms an das Kathodengate eingeschaltet werden. Da dieser Gatetreiberstrom auch von der Spannungsquelle VB geringer Spannung geliefert wird und zwischen den Spannungsquellenanschlüssen 4 und 2 fließt, ist die elektrische Leistungsaufnahme gering. Der Entladestrom von der kapazitiven Last 13 fließt durch den Thyristor 14 zu dem Spannungsquellenanschluß 2.
Anschließend werden in dem Fall, daß die kapazitive Last 13 von der negativen Hochspannung VHN geladen wurde, die externen Schaltelemente S&sub1;, S&sub2;, S&sub3;, S&sub5; und S&sub4; ausgeschaltet; das externe Schaltelement S&sub6; wird eingeschaltet; und die negative Hochspannung VHN wird an den Spannungsquellenanschluß angelegt, so daß der Thyristor 14 eingeschaltet wird. Wenn der Thyristor 14 eingeschaltet ist, fließt der Ladestrom von der kapazitiven Last 13 zu dem Spannungsquellenanschluß 2, und die kapazitive Last 13 wird von der negativen Hochspannung VHN aufgeladen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Gatetreiberstrom des Thyristors 14 von der Spannungsquelle VB geringer Spannung auf ähnliche Weise wie in der obigen Beschreibung geliefert und fließt zwischen den spannungsquellenanschlüssen 4 und 2.
In dem Fall, daß die kapazitive Last 13, die von der negativen Hochspannung VHN geladen wurde, entladen wird, werden die externen Schaltelemente S&sub1;, S&sub3;, S&sub4;, S&sub5; und S&sub6; ausgeschaltet; das externe Schaltelement S&sub2; wird derart eingeschaltet, daß der Spannungsquellenanschluß 4 mit 0 (V) vorgespannt ist; und der Thyristor 15 wird eingeschaltet. Wie weiter oben beschrieben, kann der Thyristor 15 durch Einschalten des PMOS-Transistors 74 eingeschaltet werden, so daß der Gatetreiberstrom von dem Spannungsquellenanschluß 4 zu dem Spannungsquellenanschluß 2 fließt. Durch Einschalten des Thyristors 15 fließt der Entladestrom für die kapazitive Last 13 von dem Spannungsquellenanschluß 4 durch den Thyristor 15 und die Diode 16 zu der kapazitiven Last 13.
Des weiteren ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, die kapazitive Last 13 nur über einen der Spannungsquellenanschlüsse 2 und 4 zu laden und zu entladen. Beispielsweise kann in dem Fall, daß die Last nur über den Spannungsquellenanschluß geladen und entladen wird, wenn ein Strom an die kapazitive Last 13 angelegt wird, d.h. bei der Ladung durch die positive Hochspannung VHP oder bei der Entladung nach einer Ladung mit negativer Hochspannung, der Strom von dem Spannungsquellenansschluß 2 über den Weg Diode 18 - Diode 17 - Thyristor 15 - Diode 16 - Ausgangsanschluß 3 fließen. Andererseits kann der Thyristor 14 in dem Fall, daß Strom aus der kapazitiven Last 13 abgeführt wird, wie in der obigen Ausführungsform erklärt, eingeschaltet werden.
In dem Fall, daß nur der Spannungsquellenanschluß 4 verwendet wird, ist es möglich, die kapazitive Last 13 unter Verwendung des Weges der Dioden 18 und 17 auf ähnliche Weise zu laden und zu entladen.
Wie oben beschrieben, kann in dem Fall, daß ein Anschluß gemeinsam für das Anlegen einer hohen Spannung verwendet wird, ein beliebiges Element aus den Gruppen externer Schaltelemente S&sub1;, S&sub2;, S&sub3; und S&sub4;, S&sub5;, S&sub6; in Fig. 1 entfernt werden.
Des weiteren ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die elektrische Leistungsaufnahme zum Treiben der Hochspannungsschaltelemente merklich zu reduzieren und eine Treiberschaltung zu erhalten, die für eine Integrierung vorteilhaft ist, da ein Betreiben der kapazitiven Last 13 mit positiver und negativer Hochspannung möglich ist, und da es zusätzlich möglich ist, das quellenseitige Schaltelement und das senkenseitige Schaltelement mit Hilfe eines Niederspannungssystems von ungefähr 5 V zu steuern. In Fig. 1 kann ein identischer Betrieb durchgeführt werden, selbst wenn die Schaltelemente aus PNP-Transistoren oder MOS-Transistoren zusammengesetzt sind, obwohl die Thyristoren 14 und 15 als Schaltelemente verwendet werden, um die Stromleistung zum Treiben der Last zu erhöhen. Jedoch wird in dem Fall, daß PNP- Transistoren zu diesem Zweck verwendet werden, ein Basisstrom benötigt, der im allgemeinen größer als der Gatetreiberstrom für den Thyristor ist, und vom Standpunkt der Treiberleistung des Laststroms aus ist es ebenfalls vorteilhafter, zu diesem Zweck Thyristoren zu verwenden. In dem Fall, daß Thyristoren zu diesem Zweck verwendet, kann, obwohl der Haltestrom ein Problem verursacht, dieses Problem erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, daß damit fortgefahren wird, den Gatestrom während eines notwendigen Zeitraums fließen zu lassen, da aufgrund des Gatetreiberstroms die Wirkung einer merklichen Minderung der elektrischen Leistungsaufnahme erzielt wird. Im allgemeinen ist die elektrische Leistungsaufnahme unter der Annahme, daß die Potentialdifferenz zwischen den Spannungsquellenanschlüssen 2 und 4 in Fig. 1 gleich 5 (V) ist, aufgrund des Gatetreiberstroms ungefähr gleich 100 (uA) x 5 (V) = 0,5 (mW), welches ein extrem kleiner Betrag ist, da die Intensität des Gatestroms, die notwendig ist, um den Thyristor einzuschalten, ungefähr 100 (uA) bis einige hundert (uA) beträgt. In diesem Fall sind die Thyristoren 14 und 15 und die Diode 16 Bauelemente mit hoher Spannungsfestigkeit, und der Thyristor 14 weist eine hohe Spannungsfestigkeit in beiden Richtungen, vorwärts und rückwärts, auf. Des weiteren werden in dem Fall, daß die Logikschaltung 6 aus CMOS-Transistoren aufgebaut ist, die Dioden 18 und 17 im allgemeinen als Schutzelemente für ein Eingangsgate angeordnet, und können zu diesem Zweck verwendet werden.
Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform die geeignetste zum Treiben der abtastseitigen Treiberschaltung für die Elektrolumineszenztafel, bei einem Einstellen der Spannungsquellenzuleitung in den Schwebezustand, da es möglich ist, die kapazitive Last sowohl unter Verwendung einer positiven als auch einer negativen Hochspannung anzusteuern, aufgrund des Umstandes, daß sich einer der Spannungsquellenanschlüsse 2 und 4 im Schwebezustand befindet.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel, in dem die in Fig. 1 als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellte Treiberschaltung verwendet wird, um die abtastseitigen Elektroden der Elektrolumineszenztafel anzusteuern. In dieser Figur sind die Mittel, mit denen den Spannungsquellenanschlüssen die Potentiale gegeben werden, weggelassen.
In Fig. 2 sind eine Anzahl von in Fig. 1 dargestellten Treiberschaltungen vorgesehen, wobei die Anzahl gleich der Anzahl von Kanälen ist, und der Ausgangsanschluß 31, 32, ..., und so weiter von jedem der Kanäle ist mit einer abtastseitigen Elektrode in der Elektrolumineszenz-Anzeigentafel verbunden, wobei die Anzahl der Treiberschaltungen auf dem gleichen Halbleitersubstrat 100 ausgebildet ist. Des weiteren stellen C&sub1;, C&sub2;, ..., usw. datenseitige Elektroden dar, und ein Punkt, an dem sich eine abtastseitige Elektrode und eine datenseitige Elektrode, die an unterschiedlichen Seiten der Elektrolumineszenzschicht angeordnet sind, überkreuzen, entspricht einem Elektrolumineszenzpixel 311, 312. Des weiteren befindet sich in dem verwendeten Zustand, daß sich ein beliebiger der Spannungsquellenanschlüsse in dem Schwebezustand befindet, der Spannungsquellenanschluß 4 bei einem Potential, das um ungefähr 5 (V) höher als das Potential an dem Spannungsquellenanschluß 2 ist.
Da die Elektrolumineszenz-Anzeigentafel den oben beschriebenen Polarisationseffekt aufweist, wird die Polarität der angelegten Spannung jedesmal umgedreht, um die Lichtemission des Pixels zu bewirken. In Fig. 2 wird in dem Fall, daß die abtastseitige Elektrode 31 ausgewählt ist und von der positiven Hochspannung VHP geladen wird, um zu bewirken, daß das Pixel Licht emittiert, die positive Hochspannung VHP an den Spannungsquellenanschluß 4 angelegt, wobei sich der Spannungsquellenanschluß 2 im Schwebezustand befindet. Wenn ein Stromweg von dem Spannungsquellenanschluß 2 in Richtung auf den Spannungsquellenanschluß 4 wie etwa die in Fig. 1 dargestellten Dioden 18 und 17 gegeben ist, so kann die Spannung an irgendeinen der Spannungsquellenanschlüsse 2 und 4 angelegt werden. Die positive Hochspannung VHP wird durch Einschalten nur des Thyristors 151 an die abtastseitige Elektrode 31 angelegt, in dem Zustand, in dem die positive Hochspannung VHP an den Spannungsquellenanschluß 4 angelegt ist. Zu diesem Zeitpunkt können die Pixel 311, 312, ..., usw. auf der abtastseitigen Elektrode 31 dazu gebracht werden, Licht zu emittieren, je nach Potentialzustand der datenseitigen Elektroden C&sub1;, C&sub2;, ..., usw.
Anschließend wird in dem Fall, daß die Pixel 311, 312, ..., usw. auf der abtastseitigen Elektrode 31 entladen sind, der Spannungsquellenanschluß 4 in den Schwebezustand gesetzt; der Spannungsquellenanschluß 2 wird mit 0 (V) vorgespannt; und der Thyristor 141 wird eingeschaltet. Der Entladestrom fließt von der abtastseitigen Elektrode 31 durch den Thyristor 141 zu dem Spannungsquellenanschluß 2.
Durch das oben beschriebene Verfahren wird die Auswahl der abtastseitigen Elektrode 31 beendet, und das Verfahren schreitet weiter zu der Auswahl der folgenden abtastseitigen Elektrode 32. Nachdem alle abtastseitigen Elektroden erfolgreich ausgewählt worden sind, kehrt das Verfahren zurück zu der Auswahl der abtastseitigen Elektroden 31, dieses Mal, um die Polarität der an die Pixel angelegten Spannung zu invertieren, wobei die negative Hochspannung VHN von dem Ausgangsanschluß angelegt werden sollte. In diesem Fall wird der Spannungsquellenanschluß 4 in den Schwebezustand eingestellt, die negative Hochspannung VHN wird an den Spannungsquellenanschluß 2 angelegt; und nur der Thyristor wird eingeschaltet. Die negative Hochspannung VHN wird an die abtastseitige Elektrode 31 gelegt, indem der Thyristor 141 eingeschaltet wird, und die Pixel 311, 312, ..., usw. auf der abtastseitigen Elektrode 31 können dazu gebracht werden, Licht zu emittieren, je nach Potentialzustand der datenseitigen Elektroden C&sub1;, C&sub2;, ..., usw.
Als nächstes wird in dem Fall, daß die Pixel 311, 312, ..., usw. entladen sind, der Spannungsquellenanschluß 2 in den Schwebezustand gesetzt; der Spannungsquellenanschluß 4 wird mit 0 (V) vorgespannt, und der Thyristor 151 wird eingeschaltet. Der Entladestrom fließt von dem Spannungsquellenanschluß 4 zu der abtastseitigen Elektrode 31 durch den Thyristor 151 und die Diode 161 und kann die Pixel 311, 312, ..., usw. auf der abtastseitigen Elektrode 31 entladen.
Wie oben erklärt, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Abtastelektroden in einer Elektrolumineszenztafel zu treiben. Die Abtastelektrode ist im allgemeinen aus mehr als mehreren hundert Leitungen zusammengesetzt, und es ist für die Treiberschaltung notwendig, eine Anzahl von Kanälen zu integrieren. Da die vorliegende Erfindung die Wirkung hat, die elektrische Leistungsaufnahme wesentlich zu reduzieren, ist sie für die Integrierung sehr vorteilhaft. Des weiteren werden Elektrolumineszenztafeln neuerdings in der Tendenz größer und größer. Da der Ladestrom damit zunimmt, entsteht durch die Stromtreiberleistung der Treiberschaltung ein Problem. Durch Verwenden von Thyristoren, wie sie in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben sind, ist es möglich, die obige Forderung zu erfüllen, ohne die elektrische Leistungsaufname zu erhöhen, und eine Treiberschaltung zu erhalten, die für das Ansteuern der Abtastelektrode einer Elektrolumineszenztafel sehr geeignet ist.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 3 ist zusätzlich zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ein Schaltelement 76 zwischen der Anode und dem Anodengate des Thyristors 15 angeordnet, und ein anderes Schaltelement 75 ist zwischen der Kathode und dem Kathodengate des Thyristors 14 angeordnet. Das "EIN"-Schalten der Thyristoren 14 und 15 kann mit Hilfe des PMOS-Transistors 73 oder des NMOS- Transistors 74 so wie bei der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden, wohingegen die Schaltelemente 75 und 76 in den "AUS"-Zustand versetzt werden. In der vorliegenden Auführungsform ist die Einrichtung zum Bringen der Potentiale zu den Spannungsquellenanschlüssen 2 und 4 identisch mit derjenigen, die mit Bezug auf die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform beschrieben wurde, weshalb sie hier ausgelassen wird. Im folgenden wird die Wirkung erläutert, die durch Anordnen der Schaltelemente 75 und 76 erreicht wird.
Im allgemeinen wird, um die Zuverlässigkeit bezüglich der Spannungsfestigkeit des Thyristors sicherzustellen, ein Widerstand zwischen dem Kathodengate und der Kathode oder dem Anodengate und der Anode des Thyristors vorgesehen. Des weiteren wird bei dem Transistor ein Widerstand zwischen der Basis und dem Emitter angeordnet. Dieser Widerstand kann einen fehlerhaften Betrieb mit abnehmenden Widerstand besser verhindern, da der durch diesen Widerstand fließende Leckstrom sich entsprechend erhöht, wodurch der Gatetreiberstrom oder der Basisstrom erhöht wird. Des weiteren weist der Thyristor die Eigenschaft auf, daß er dadurch fehlerhaft leitend wird, daß die Anstiegsrate der angelegten Spannung, d.h. dv/dt, groß ist. Auch um dieses Phänomen zu verhindern, wird eine Maßnahme zum Verhindern eines fehlerhaften Betriebs des Thyristors dadurch vorgenommen, daß der Strom, der durch den Übergang bei Anlegen von dv/dt fließt, unter Verwendung des Widerstandes überbrückt wird. In diesem Fall ist es möglich, einen fehlerhaften Betrieb in bezug auf dv/dt mit abnehmenden Widerstand besser zu verhindern.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform kann einen fehlerhaften Betrieb der Thyristoren 14 und 15 verhindern, ohne daß der Gatetreiberstrom erhöht wird, indem die Schaltelemente 75 und 76 vorgesehen sind. Beispielsweise wird in dem Fall, daß die positive Hochspannung VHP an dem Spannungsquellenanschluß 4 anliegt und der Thyristor 15 in einem "AUS"-Zustand gehalten ist, das Schaltelement 76 eingeschaltet. Auf diese Weise ist es möglich, einen fehlerhaften Betrieb des Thyristors 15 zu verhindern, da die Anode und das Anodengate des Thyristors 15 kurzgeschlossen sind. Des weiteren werden in dem Fall, daß die negative Hochspannung VHN an dem Spannungsquellenanschluß 2 anliegt und der Thyristor 14 in dem "AUS"-Zustand gehalten ist, das Kathodengate und die Kathode durch Einschalten des Schaltelementes 75 kurzgeschlossen, und es ist somit möglich, einen fehlerhaften Betrieb zu verhindern.
Da beide Schaltelemente 75 und 76 zwischen den Spannungsquellenanschlüssen 4 und 2 angesteuert werden können, ist es nicht notwendig, Elemente mit hoher Spannungsfestigkeit zu verwenden, und die Treiberschaltung kann deshalb unter Verwendung von z.B. MOS-Transistoren geringer Spannung, usw. aufgebaut werden. Aus diesem Grunde ist es niemals nachteilig, die Schaltelemente in einer integrierten Schaltung auszubilden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Wirkung erhalten werden, mit der es möglich ist, einen fehlerhaften Betrieb der Treiberschaltung leicht zu vermeiden, zusätzlich zu der Wirkung, die in der Ausführungsform erhalten wird, die in Fig. 1 dargestellt ist und weiter oben erklärt ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt, kann bei dieser Ausführungsform der Ausgangsanschluß 3 auch mit jeder der Abtastelektroden in der Elektrolumineszenz-Anzeigenvorrichtung verbunden sein.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 4 sind zusätzlich zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ein Schaltelement 19 zwischen dem Spannungsquellenanschluß 4 und der Anode des Thyristors 15 angeordnet und eine Diode 20 vorgesehen, deren Kathode mit der Anode des Thyristors 15 und deren Anode mit dem Spannungsquellenanschluß 2 verbunden ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform dadurch, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Spannungguellenanschlüssen die Potentiale nur auf der Seite des Spannungsquellenanschlusses 2 zu geben. Der Betrieb dieser Ausführungsform wird weiter unten erläutert.
Zuerst wird in dem Fall, daß die positive Hochspannung VHP an dem Ausgangsanschluß 3 anliegt, das externe Schaltelement 54 eingeschaltet; die positive Hochspannung VHP wird an den Spannungsquellenanschluß 2 angelegt; und der Thyristor 15 wird eingeschaltet. Der Thyristor 15 kann aufgrund des Umstandes eingeschaltet werden, daß der Gateantreiberstrom von dem Spannungsquellenanschluß 4 durch das Schaltelement 19 und den NMOS-Transistor 74 zu dem Spannungsquellenanschluß 2 fließt, durch Einschalten des Schaltelementes 19 und des NMOS- Transistors 74. Des weiteren wird der Spannungsquellenanschluß 4, auf die gleiche Weise wie oben beschrieben, immer bei einem potential gehalten, das um ungefähr 5 (V) höher als dasjenige des Spannungsquellenanschlusses 2 ist, mit Hilfe der Spannungsquelle VB geringer Spannung. Wenn eine kapazitive Last mit dem Ausgangsanschluß 3 verbunden ist, kann die kapazitive Last durch die positive Hochspannung VHP aus dem Spannungsquellenanschluß 2 über die Diode 20, den Thyristor 15 und die Diode 16 aufgeladen werden. In dem Fall, daß keine Diode 20 vorgesehen ist, kann, wenn die positive Hochspannung VHP an den Spannungsquellenanschluß 4 angelegt ist, während der Spannungsquellenanschluß 2 in dem Schwebezustand gelassen wird, oder wenn ein Weg (Diodenweg) von dem Spannungsquellenanschluß 2 in Richtung auf den Spannungsquellenanschluß 4 vorhanden ist, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, das Laden der Last auf die gleiche Weise bewirkt werden. Jedoch wird in diesem Fall eine Stromkapazität für das Schaltelement 19 benötigt, da der Ladestrom durch das Schaltelement 19 fließt. In dem Fall, daß die von der positiven Hochspannung VHP geladene Last entladen wird, wird das externe Schaltelement S&sub5; eingeschaltet; der Spannungsquellenanschluß 2 wird mit 0 (V) vorgespannt; und der Thyristor 14 wird eingeschaltet. Der Thyristor 14 wird eingeschaltet, indem der PMOS-Transistor 73 eingeschaltet wird, um den Gatetreiberstrom von dem Spannungsquellenanschluß 4 daran anzulegen. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich, wenn der Thyristor 15 sich noch in dem "EIN"-Zustand befindet, beide Thyristoren 15 und 14 in dem "EIN"-Zustand, welches den Kurzschluß zwischen den Spannungsquellenanschlüssen 4 und 2 bewirkt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird dieses Problem durch Anordnung des Schaltelementes 19 gelöst. Dies bedeutet, daß, wenn die Seite des Thyristors 14 eingeschaltet wird, der Stromweg von dem Spannungsquellenanschluß 4 zu dem Spannungsquellenanschluß 2 durch die Thyristoren 15 und 14 durch Ausschalten des Schaltelementes 19 abgeschnitten wird, und auf diese Weise kann der oben beschriebene Kurzschluß verhindert werden. Da es für das Schaltelement 19 ausreichend ist, zu bewirken, daß ein Strom durch den Thyristor 15 fließt, der ungefähr gleich dem Gatetreiberstrom des Thyristors 15 ist, und das Element 19 als Element geringer Spannung aufgebaut sein kann, kann es aus einem PMOS-Transistor, usw. gebildet sein. Des weiteren kann in dem Fall, daß die in Fig. 4 dargestellte Schaltung einschließlich einer Anzahl von Kanälen in einer integrierten Schaltung ausgebildet ist, der Thyristor 15, usw. so angeordnet sein, daß die Kathodenseite der Diode 20 als gemeinsamer Anschluß verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Wirkung erreicht werden, bei der es möglich ist, einen fehlerhaften Betrieb der Treiberschaltung leicht zu verhindern, zuzüglich der Wirkung, die in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform erzielt wird.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 5 ist die Diode 20 aus Fig. 4 entfernt, und anstelle dessen ist ein Spannungsquellenanschluß 21 zwischen dem Schaltelement 19 und dem Thyristor 15 vorgesehen. Der Spannungsquellenanschluß 2 ist jeweils über die externen Schaltelemente S&sub5; und S&sub6; mit Masse und der Spannungsquelle VHN negativer Hochspannung verbunden. Andererseits ist der Spannungsquellenanschluß 21 jeweils über die externen Schaltelemente S&sub1; und S&sub2; mit der Spannungsquelle VHP positiver Hochspannung und Masse verbunden.
In Fig. 5 wird in dem Fall, daß die positive Hochspannung VHP an dem Ausgangsanschluß 3 anliegt, das externe Schaltelement S&sub5; und S&sub6; ausgeschaltet, so daß der Spannungsquellenanschluß 2 in dem Schwebezustand ist, und das externe Schaltelement S&sub1; wird eingeschaltet, so daß die positive Hochspannung VHP an dem Spannungsquellenanschluß 21 anliegt. In diesem Zustand wird der Thyristor 15 eingeschaltet. Der Thyristor 15 wird aufgrund des Umstandes eingeschaltet, daß der Treiberstrom von dem Spannungsquellenanschluß 4 durch das Schaltelement 19 und den NMOS-Transistor 74 zu dem Spannungsquellenanschluß 2 fließt, indem sowohl das Schaltelement 19 als auch der NMOS-Transistor 74 auf ähnliche Weise wie oben beschrieben eingeschaltet werden.
In dem Fall, daß die kapazitive Last, die mit dem Ausgangsanschluß 3 verbunden und von der positiven Hochspannung VHP geladen wurde, entladen wird, oder in dem Fall, daß die kapazitive Last von der negativen Hochspannung VHN geladen ist, wird der Spannungsquellenanschluß 21 in den Schwebezustand gesetzt; der Spannungsquellenanschluß 2 wird mit 0 (V) oder der negativen Hochspannung VHN vorgespannt; und die Seite des Thyristors 14 kann auf ähnliche Weise wie oben beschrieben eingeschaltet werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Wirkung erzielt werden, die ähnlich derjenigen ist, die in der mit Bezug auf Fig. 4 weiter oben beschriebenen Ausführungsform erhalten wird, indem das Schaltelement 19 vorgesehen ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt, können die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Treiberschaltungen auch für die Elektrolumineszenz-Anzeigenvorrichtung verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist es möglich, eine vorteilhafte Schaltung zum Treiben einer kapazitiven Last zu erhalten, die in der Lage ist, die elektrische Leistungsaufnahme merklich zu reduzieren und die in einer integrierten Schaltung ausgebildet ist, da sowohl der Steuerstrom für das quellenseitige Schaltelement, das einen Strom an die Last anlegt, als auch der Steuerstrom für das senkenseitige Schaltelement, das einen Strom aus der Last abführt, von der Spannungsquelle geringer Spannung versorgt und gesteuert werden können. Des weiteren ist es möglich, eine Elektrolumineszenz-Anzeigenvorrichtung mit geringer elektrischer Leistungsaufnahme und einer hohen Stromtreiberleistung zu erhalten, wenn diese Treiberschaltung zum Treiben einer Elektrolumineszenz-Anzeigenvorrichtung verwendet wird.

Claims

1. Treiberschaltung mit:

einem ersten Spannungsquellenanschluß (4);

einem zweiten Spannungsquellenanschluß (2);

einem Ausgangsanschluß (3), an den eine kapazitive Last (13) angeschlossen ist;

einem quellenseitigen Schaltelement (15), das zwischen den ersten Spannungsquellenanschluß und den Ausgangsanschluß geschaltet ist und der Last Strom zuführt;

einem senkenseitigen Schaltelement (14), das zwischen den zweiten Spannungsquellenanschluß und den Ausgangsanschluß geschaltet ist und Strom aus der Last zieht;

einer positiven Mochspannungsquelle (VHP);

einer negativen Hochspannungsquelle (VHN);

einer Niederspannungsquelle (VB), die zwischen den ersten und den zweiten Spannungsquellenanschluß (4, 2) geschaltet ist, wobei die Spannung der Niederspannungsquelle kleiner ist als die der positiven und der negativen Hochspannungsquelle;

einem Steuerabschnitt (6), der zwischen den ersten Spannungsquellenanschluß und den zweiten Spannungsquellenanschluß geschaltet ist und das quellenseitige und das senkenseitige Schaltelement ein- und ausschaltet;

dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerabschnitt durch die Niederspannungsquelle mit Energie versorgt wird und daß, wenn der erste oder zweite Spannungsquellenanschluß (4; 2) mit der positiven Hochspannungsquelle, der negativen Hochspannungsquelle oder dem Massepotential verbunden ist, der jeweils andere (2; 4) weder mit der positiven Hochspannungsquelle, der negativen Hochspannungsquelle, noch dem Massepotential verbunden ist.

2. Treiberschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode (16) in Reihe mit dem quellenseitigen Schaltelement (15) geschaltet ist, wobei die Durchlaßrichtung der Diode dieselbe ist wie die des quellenseitigen Schaltelements.

3. Treiberschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das quellenseitige Schaltelement (15)

einen ersten Hauptanschluß, durch den es mit dem ersten Spannungsquellenanschluß (4) verbunden ist,

einen zweiten Hauptanschluß, durch den es mit dem Ausgangsanschluß (3) über ein PN-Sperrschichtelement verbunden ist, und

einen Gate-Anschluß umfaßt, durch den es mit dem zweiten Spannungsversorgungsanschluß (2) über ein erstes Schaltelement (74) verbunden ist;

das senkenseitige Schaltelement (14) einen ersten Hauptanschluß, durch den es mit dem Ausgangsanschluß (3) verbunden ist,

einen zweiten Hauptanschluß, durch den es mit dem zweiten Spannungsversorgungsanschluß (2) verbunden ist, und einen Gate-Anschluß umfaßt, durch den es mit dem ersten Spannungsversorgungsanschluß (4) über ein zweites Schaltelement (73) verbunden ist.

4. Treiberschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gate-Anschluß des quellenseitigen Schaltelements (15) mit dem zweiten Spannungsquellenanschluß (2) über das erste Schaltelement (74) und mit dem ersten Hauptanschluß des quellenseitigen Schaltelements über ein drittes Schaltelement (76) verbunden ist;

der Gate-Anschluß des senkenseitigen Schaltelements (14) mit dem ersten Spannungsquellenanschluß (4) über das zweite Schaltelement (73) und mit dem zweiten Spannungsversorgungsanschluß (2) über ein viertes Schaltelement (75) verbunden ist.

5. Treiberschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hauptanschluß des quellenseitigen Schaltelements (15) mit dem ersten Spannungsquellenanschluß (4) über ein Schaltelement (19) verbunden ist, und ein dritter Spannungsquellenanschluß (21) zwischen dem Schaltelement (19) und dem ersten Hauptanschluß des quellenseitigen Schaltelements (15) angeordnet ist.

6. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Stromableiteinrichtung (17, 18; 20) zum Ableiten von Strom vom ersten Stromquellenanschluß (2) zum ersten Hauptanschluß des quellenseitigen Schaltelements.

7. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das quellenseitige Schaltelement (15) ein Thyristor ist.

8. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das senkenseitige Schaltelement (14) ein Thyristor ist.

9. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das quellenseitige Schaltelement (15) ein PNP-Transistor ist

10. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das quellenseitige Schaltelement (15) ein MOS-Transistor ist

11. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das senkenseitige Schaltelement (14) ein MOS-Transistor ist.

12. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltelement (74) ein MOS-Transistor ist.

13. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltelement (73) ein MOS-Transistor ist.

14. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite, dritte und vierte Schaltelement (74, 73, 76, 75) MOS-Transistoren sind.

15. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das PN-Sperrschichtelement (16) eine Diode ist.

16. Treiberschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromableiteinrichtung (17, 18) eine Diode ist.

17. Treiberschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Last (13) eine Elektroluminiszenzanzeigeeinrichtung ist.