JPS6015077B2 - Ｅｌ表示装置の維持パルス印加方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテレビジョンの勤画像表示、動画像を任意の時
点で静止させた静止画像表示、コンピューター制御によ
るグラフ等の静止画像表示、ライトベン、スライド写真
等による光学的書込、等が可能なメモリー付ＥＬパネル
を使用した多機能画像表示装置に関し、特に光学的書込
時にＥＬ素子に印加される維持パルスを改良することに
より最適な光書込を行なうことのできる新規有用なＥＬ
表示装置の維持パルス印加方法を提供することを目的と
する。

Ｍｎをドープした仇Ｓ、仇Ｓｅ等の半導体発光薄膜をＹ
２Ｑ、Ｓｊ３Ｎ４、Ｔｉ０２等の誘電体薄腰でサンドイ
ッチした三層構造ＺｎＳ：Ｍｎ（又はＺｎＳｅ：Ｍｎ）
薄膜ＥＬ素子は数ｋＨｚのＡＣ電圧印加によって高輝度
発光し、しかも長寿命であるという特徴を有している。

またこの薄膜ＥＬ素子の発光に関しては印加電圧を昇圧
していく過程と高電圧側より降圧していく過程で、同じ
印加電圧値に対して発光輝度が異なるといったヒステリ
シス特性を有していることが発見され、そしてこのヒス
テリシス特性を有するＥＬ素子に印加電圧を昇圧する過
程に於いて、光、電界、熱等が付与されるとＥＬ素子は
その強度に対応した発光輝度の状態に励起され、光、電
界、熱等を除去して元の状態に戻しても発光輝度が高く
なった状態に留まるといったメモリー現象が存在するこ
とが知られている。一般にＥＬ素子を表示素子として用
いる場合、第１図ａ，ｂに示す如くマトリックス型電極
配置が採用される。

第１図で、１はガラ板、２は格子状に配置した透明電極
、３はＹ２０３等の誘電物質、４はＭｎ等をドープした
ＺｎＳ等の発光層、３′は３と同じ誘電物質、５は電極
２と直交するように配置したアルミニウム等から成る背
面電極である。かかる構造の素子において透明電極群２
のうちの−っと背面電極群５のうちの１つに適当な交流
電圧を加えると、この２つの電極の交叉した部分のみが
発光する。これが画面の一絵素に相当する。いまマトリ
ックス型ＥＬ素子の一絵素に両極性パルスを印加した時
の印加電圧と発光輝度この関係を第２図ａ，ｂ，ｃに示
す。

最初ト第２図ａに示す如く、ち，ｔ２のタイミングで振
幅士ＶＳの維持パルスを印加したときの発光輝度は第２
図ｂ，ｃで示す如く＆である。次にｔ３のタイミングで
振幅Ｖｗの書込パルスを印加すると瞬時的にＢｗ′の輝
度で発光し、Ｌ〜らのタイミングで印加される振幅土Ｖ
ｓの維持パルスでは発光輝度はＢｗとなる。次にｔ９〜
ｔ，．のタイミングで振幅士Ｖ耳の消去パルスを印加す
ると発光輝度は減少しｔ，２，ｔ，３で印加される維持
パルスで発光輝度は再びＢｓとなる。発光輝度と印加電
圧との間には、第２図ｂで示すごとき履歴特性がある。
第３図に本発明に係る多機能画像表示菱層の構成ブロッ
ク図を示す。

最初にテレビジョンの動画像表示の場合についてその構
成を説明する。入力端子６より入力された複合映像信号
は信号分離回路７にて、映像信号８、水平および垂直同
期信号９に分離される。映像信号８はさらに信号処理回
路１川こより時間的に順次サンプリングパルスで抽出さ
れ、アナログ信号がディジタル信号に変換されたのち保
持回路１１で一定期間保持され、その後水平駆動回路１
２よりＥＬパネルの水平蟹極群日，〜Ｈｍに印加される
。１３はクロツクパルス発生回路であり、この回路から
の信号はタイミングパルス発生回路１４で水平および垂
直同期信号９と合成され、各回路のタイミング制御信号
を発生する。

１５は選択パルスタイミング信号発生回路、１６は消去
パルスタイミング信号発生回路である。

１６および１６からの信号はマトリックス回路１８で合
成され、垂直駆動回路１９に印加される。

１７は維持パルスタイミング信号発生回路であり、垂直
駆動回路１９の出力はＥＬパネルの垂直電極群Ｖ．〜Ｖ
ｎに印加される。

２川ま動画像、静止画像、光書込、全面消去等の動作状
態の切換をおこなう回路である。

例えば動画像表示中任意の時点で画像を静止させたいと
きは、静止画用のスイッチを押すと１４から１５および
１６には以後信号が印放されず、ＥＬパネルには維持パ
ルスのみ印加される。静止画像に光学像の重畳をおこな
う場合は、光書込用スイッチを押すと維持パルスのパル
ス幅は広くなり、このときライトベンあるいはストロボ
でＥＬパネルに光書込ができる。２２はコンピューター
用インターフェース回路であり、コンピューターからの
信号２１に応じて各種タイミング信号を発生させる回路
である。

上述したごとき特性をもつＥＬ素子に第４図ａに示すご
とき維持パルスを印加し、タングステンランプあるいは
ストロボ等により照射を行なう。光照射前の発光輝度は
第４図ｂで示すようにＢｓであるが、光照射を行なうと
発光輝度はＢＬとなる。即ち光書込が行なわれる。勤画
像を任意の時点で静止させた静止画像あるいはコンピュ
ーター制御によるグラフ等の静止画像を表示した後に光
書込を行なうと、光学的書込像を重畳させることができ
る。

光書込をおこなう場合維持パルス幅ｔ瓜が狭すぎると光
書込はできない。最初に述べた多機能表示菱贋において
、テレビジョンの動画像を表示する場合、書込パルスを
印加するために多くの時間を要し「維持パルスは広くと
ることができない。このため勤画像表示時の維持パルス
幅のままでは光書込をおこなうことはできないので、光
書込時の維持パルスを広くできるような切換回路を付加
する必要が生じる。試作した多機能画像表示装置におい
て光学像の重畳をおこなう場合、第５図ａ，ｂ，ｃのフ
ローチャートで示す方法が可能である。ａはテレビジョ
ンの動画像表示中に、任意の時点で画面を静止画像とし
た後に、光学像の書込を行なう場合、ｂはコンピュータ
ーの制御により電気的にグラフ、文字等の書込を行なっ
た後に光学像の重畳を行なう場合、ｃは光学像の書込を
行なった後にコンピューターによりグラフ、文字等を書
込む場合である。また光書込のみも可能である。いま第
５図ａの場合を例にとり光学像の重畳を行なうときの維
持パルス印加方法について説明する。

動画表示を行なう場合、映像信号の書込は１水平走査期
間の信号を同時に書込む線順次で行ないかつインターレ
ース方式を採用する。

マトリックスパネルに対する書込パルスおよび消去パル
ス印カロ期間は第６図に示すタイミングとする。即ち毎
秒画像表示枚数は１９女／秒とし、１フィールドおきに
奇数ライン電極Ｖ，，Ｖ３・・・・・・・・・，Ｖｎ‐
，と偶数ライン電極Ｖ２，Ｖ４・・・・・・・・・，Ｖ
ｎとで、書込及び消去期間を分けている。第６図で×印
は消去パルスを印加するタイミングを示し、Ｏ印は書込
パルスを印如するタイミングを示す。実線は維持パルス
群を印加している期間である。動画像表示中１つの絵素
が発光している期間は全期間の３′４であり消去されて
いる期間は１／４である。いま■で示されるタイミング
で消去及び書込パルスを遮断して維持パルスのみ印加す
ると、ＥＬのメモリー効果により以後奇数ライン書込期
間Ｐ肌及び偶数ライン書込期間ＰｗＢに書込まれた画像
を、静止画像として表示することができる。次に例えば
■のタイミングで維持パルスを切換えると、テレビジョ
ンの静止画像はそのまま保持されており、ライトベンあ
るいはプロジェクタ−で書込を行なうと、光学像を重畳
させることができる。次に維持パルスを印加するタイミ
ングについてまず第１にテレビジョンの動画像表示の場
合より説明する。

第７図に示すのは垂直同期信号Ｖｐ、水平同期信号Ｈｐ
、映像信号のサンプリング期間を示す信号ＳＰＬ、映像
信号の書込選択期間を示す信号ＳＥＬ、負電圧維持パル
ス信号Ｐｓ一、正電圧維持パルス信号ＰｓＰである。Ｖ
ｐ信号を基準としてＴＲ時間後にＨｐ信号のカウントを
開始し、３水平走査期間に１水平走査期間の割合でＶＰ
Ｌ信号を発生させる。なおＴＲ期間中日ｐ信号をカウン
トしないのは、この期間中は映像信号が含まれていない
ことによる。ＳＰＬ期間にサンプリングされた映像信号
は信号強度に応じてパルス幅変調されＳＥＬ信号で示さ
れる期間中に書込まれる。ＰｓＭ，ＰｓＰの両極性維持
パルスを印放する期間Ｔｓは第７図で示されるようにＴ
ｓ＝２５４一Ｔｗ（〃ｓｅｃ）であり、Ｔｗ：１００ｕ
ｓｅｃとすると、Ｔｓ＝１５４一ｓｅｃとなる。第８図
にマトリックスパネルの任意の１絵素に印加される波形
を示す。動画像表示時の維持パルスの周期は１．５９ｍ
ｓｅｃである。第６図で示した如きタイミングで書込及
び消去パルスを遮断すれば静止画像とすることができる
。このとき印加される維持パルスは動画像表示時の維持
パルスと同じである。このままでは光学像の重畳ができ
ないので、維持パルス幅をＴＬｓに切換えて、光書込を
行なう。この場合、パルス幅を広げすぎると、光書込前
の維持パルスを印加したのみの状態における発光輝度（
第３図の聡で示す発光輝度）が若干高くなりバックグラ
ウンドが浮き上った感じとなるので維持パルスの周波数
を半分にして発光輝度を低下させている。第９図に光書
込時における維持パルス切換回路の１例を示す。

Ｃ，，Ｃ２はＨｐ信号カウント用のカウンターである。
Ｇ，は複合ゲートでＳＰＬ，ＳＥＬおよび維持パルス用
タイミング信号発生用複合ゲ−ト、Ｍ，〜Ｍ６は動画（
静止画）嫁表示時における維持パルスに関係した単安定
マルチバイブレーター、Ｍ４〜Ｍ６は光書込時における
維持パルスに関係した単安定マルチバイブレーター、Ｆ
，は光書込時に周波数を半分にするためのフリップフロ
ップ、ん〜Ａ４はＭ７〜Ｍ９，Ｆ，の出力信号を合成す
るためのアンドゲート、Ａ５〜Ａ，２，Ｑ，〜Ｑ４は動
画（静止画）像表示時と光書込時で維持パルスを切り換
えるアンドゲート及びオァゲートである。Ｑ，〜Ｑ４の
出力はＥＬパネルに接続されているスイッチングトラン
ジス外こ入力される。第１０図は勤画（静止画）像表示
時における維持パルス用タイミング信号を示す。第１０
図でパルス幅ｔＳＭのＰＳＭ信号は振幅が一Ｖｓの電圧
印加用であり、第９図のＭ，のＱ端子より出力されんに
入力される。動画（静止画）像表示中はＬＩＧ信号が論
理的に高電位側（以下“Ｈ”で示す）であり、んの出力
が○，に入力される。Ｍ２はフローテイング期間ｔＤＭ
設定用である。第１０図のパルス幅ｔＳＭＧのＰＳＭＧ
信号は−Ｖｓ印加後にＥＬパネルをＧＮＤ電位に設定す
る信号でありんに入力される。ＬＩＧが“Ｈ”のときこ
の出力は０３に入力される。光書込時には、一Ｖｓの電
圧印加用として第１１図に示す如きパルス幅ｔＨのＰは
Ｍ信号（第９図の地のＱ端子の出力とＦ，のＱ端子の出
力がＡ，で合成された信号）がんに入力される。このと
きＬＩＧ信号が“Ｈ”でありＡ６の出力は○，に入力さ
れる。第１１図のパルス幅広のＰＬＳＭＧ信号（第９図
のＭ７のＱ端子の出力とＦ，のＱ端子の出力がんで合成
された信号）はＧＮＤ電位設定用の信号でありＡ，。に
入力される。Ｌに信号が“Ｈ”であるからＡ，ｏの出力
は０３に入力される。第９図の地は第１１図に１設定用
であり、ｔＧＨをかえればパルス幅ｔＨＩをかえること
ができる。十ＶＳのパルス幅を印加する場合も−Ｖｓの
パルスを印加するときと同様に考えることができる。以
上詳説した如く本発明によれば簡単な回路構成で最適条
件下の光書込が可能となる。

また本発明にあって、多機能画像表示装置の勤画あるい
は静止画表示時は、線順次で書込み駆動する場合、その
書込み時間が充分にとれるとともに、光書込み時は、光
書込み前の状態に伴うバックグラウンドの浮き上り効果
をなくし、さらに正負両極性のパルスが加えられるので
、直流成分のみの印加によるＥＬ素子への悪影響がなく
、長寿命で使用できる利点があり非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはマトリックス電極構造のＥＬ素子の一部
切欠斜視図及び断面図、第２図ａ，ｂ，ｃはＥＬ素子に
印加される波形、ＥＬ素子の発光輝度と印加電圧との関
係及びＥＬ素子の発光輝度を示す図、第３図は本発明に
係る多機能表示装置の構成ブロック図、第４図は光書込
時の維持パルス波形および印加電圧と発光輝度を示す図
、第５図は光学像の重畳をおこなう方法を示す図、第６
図は動画像表示時において選択あるいは消去パルスを印
加する期間を示すタイミングチャート、第７図は同期信
号、選択パルス信号、維持パルス信号等を示すタイミン
グチャート、第８図はＥＬパネルの１絵素に印加される
パルス波形を示す図、第９図は維持パルス切換回路の一
例、第１０図は動画（静止画）表示時における維持パル
スのタイミングを示す図、第１１図は光書込時における
維持パルスのタイミングを示す図である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 印加電圧と発光輝度との間に履歴特性を有するＥＬ
   素子を使用した表示装置に於いて、動画あるいは静止画
   表示時はパルス幅が狭く、１周期の短時間に正負両極性
   パルスが形成される維持パルスを加え、光書込み時はパ
   ルス幅が広く、上記動画あるいは静止画表示時より周波
   数を落として正負両極性パルスが形成される維持パルス
   を加えることを特徴とするＥＬ表示装置の維持パルス印
   加方法。