JPS6015276B2 - 薄膜ｅｌ素子の書き込み読み出し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、薄膜ＥＬ素子を用いた表示装置において、電
子ビームを薄膜ＥＬ素子に照射することにより書き込み
、電圧を印加することにより読み出す装置に関するもの
である。

ＭｎをドープしたＺｎＳ、ＺｎＳｅなどの半導体発光薄
膜をＹ２Ｑ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｔｉ０２などの誘電体薄膜で
サンドィッチした三層構造ＺｎＳ：Ｍｎ（あるいはＺｎ
Ｓｅ：Ｍｎ）薄膜ＥＬ素子（以下単に薄膜ＥＬ素子と称
する）は数Ｋ舷の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もっている。

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ヒステリシス特
性をもつことが発見された。このヒステリシス特性をも
つ薄膜ＥＬ素子に印加電圧を昇圧する過程において、光
、電子ビーム、電界、熱などが付与されると、薄膜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、電子ビーム、電界、熱などを除去しても、発光輝度
が高くなった状態に留まるメモリー現象が存在すること
が知られている。そして、このメモリー現象を有効に活
用して薄膜ＥＬ素子をメモリー素子として利用する薄膜
ＥＬ素子応用技術が現在産業界などで研究開発されてい
る。本発明は、印加電圧に対する発光麹度特性にヒステ
リシス現象を示すこの三層構造薄膜ＥＬ素子を表示素子
としてだけでなく、記憶素子としても利用した場合の、
記憶情報の書き込み・読み出し菱直に関するものである
。まず、本発明に使用する三層構造薄膜ＥＬ素子の構造
を第１図により説明する。

ガラス基板１の上部にＳｎ０２やｌｗ０３などの透明電
極２が配置されている。さらに、その上にはＹ２０３、
Ｓｉ３Ｎ４などよりなる下部薄膜誘電層３、ＺｎＳまた
はＺｎＳｅにＭｎがドープされ発光層となる薄膜蛍光層
４、前記届３と同様の材質よりなる上部薄膜誘電層５、
およびＡＩなどの金属よりなる背面電極６が、この順で
形成されている。これらの各層のうち少なくとも下部薄
膜誘電層３、薄膜蛍光層４、上部薄膜譲亀層５は、蒸着
法やスパッタ法などにより順次彼着形成されている。第
２図に本発明に使用する薄膜ＥＬ素子の一例として、電
極２，６が３×３のマトリクス形状に形成されたものを
示す。

図中７は薄膜ＥＬ素子を８は印加交流パルス源を示す。
Ｘ．〜Ｘ３は行軍極、Ｙ，〜Ｙ３は列電極をそれぞれ示
す。Ｒ，〜Ｒ３は列電極に直列に接続された負荷インピ
ーダンス（本例では抵抗）を示す。負荷インピーダンス
と薄膜ＥＬ素子７の列電極との間には記憶情報を読み出
すため端子が接続されている。ＳＷ，〜ＳＷ３は行電極
に直列に接続された、維持電圧パルスと読み出し用印加
電圧パルスの切換えスイッチである。行電極と列電極は
交換しても、また数が異なってもかまわない。第３図は
本発明に使用する薄膜ＥＬ素子の印加電圧に対する発光
輝度特性を示す図である。機軸は薄膜ＥＬ素子に印加す
る交流電圧のパルスの振幅（ピーク値）Ｖを、縦軸はそ
の時の発光輝度Ｂをそれぞれあらわしている。この図よ
り明らかなように、印加交流電圧パルスの振幅を増加（
電圧を上昇）させていくときの薄膜ＥＬ素子の発光輝度
変化（曲線１で示す）と、印加交流電圧パルスの振幅を
減少（電圧を降下）させていくときの薄膜ＥＬ素子の発
光輝度変化（曲線Ｄで示す）との間には顕著なヒステリ
シス現象が存在する。今、同一印加電圧値において電圧
上昇時の発光輝度Ｂｅと、電圧降下時の発光輝度Ｂｗと
の差が十分に大きいような電圧を維持電圧Ｖｓに選ぶ。
この維持電圧の波形を第４図のａに示す。また、以降、
発光輝度技を消去輝度Ｂｅ、発光輝度Ｂｗを書き込み輝
度Ｂｗと称する。薄膜ＥＬ素子を第４図のａに示す交流
維持電圧パルス列（振幅Ｖｓ）で駆動する時、薄膜ＥＬ
素子は第３図に示す消去輝度茂の点Ｓで発光し、この消
去輝度技をパルス列で維持する。

次に交流維持電圧パルス列Ｐｓの振幅を瞬間的に大きく
して印加電圧を上げ、あるいは交流維持電圧パルス印加
時に、光、電子ビーム、熱などを瞬間的に付与すると、
薄膜ＥＬ素子は瞬間的に第３図のＰ点に相当する発光輝
度Ｂ′ｗで発光し次の交流維持パルスで曲線０１こより
書き込み輝度Ｂｗの点Ｑで安定となり、この書き込み輝
度Ｂｗを維持する。

（発光メモリー状態）薄膜ＥＬ素子に交流維持電圧Ｖｓ
のパルス列の印加時に、光、電子ビーム、熱あるいは電
圧Ｖｓよりも高い電圧が付与されると、薄膜正Ｌ素子の
薄膜蛍光層４中の電子トラップ準＆に捕獲されていた電
子が各強度に相当する数だけ伝導帯中に励起され伝導電
子となって薄膜ＺｎＳ層４中を走行する。

そして、その途中で薄膜蛍光層４中のＭｎ発光センター
を励起、発光させるため、薄膜ＥＬ素子の発光輝度は増
加する。一方このようにして発光メモリー状態にある薄
膜ＥＬ素子の交流維持パルスの振幅を瞬間的に消去電圧
Ｖｅに小さくして印加電圧を下げ、あるいは交流維持パ
ルスの休止時（印加電圧が０の時）に、光、電子ビーム
、熱などを付与すると、薄膜ＥＬ素子は瞬間、消去輝度
Ｂｅの点Ｒを通過した後、次の交流維持パルス列Ｐｓに
よって消去輝度＆の点Ｓに落ちつき、この輝度段を維持
する。

（消去メモリー状態）また、上記簿膜ＥＬ素子の発光、
消去にあたり付与する電圧、光、電子ビーム、熱などの
大きさや強さを適当に選択すれば、維持電圧Ｖｓの時に
書き込み輝度＆と消去綾度Ｂｗの間で任意の中間調の輝
度が得られる。

維持電圧Ｖｓにより薄膜ＥＬ素子が、発光輝度Ｂｗまた
は技に維持されるのは次の理由によるものと考えられる
。

すなわち維持電圧Ｖｓ印加時に書き込み手段として光、
電子ビーム、熱などが付与され、または維持電圧より高
い電圧が印加されると薄膜蛍光層４と薄膜誘電層３また
は５の界面近辺に伝導電子が掃引これ、薄膜ＥＬ素子は
分極される。付与した光、蟹子ビーム、熱または前記の
高い電圧などを除去しても薄膜蛍光層４と薄膜誘電層３
または５の界面近辺に掃引された伝導電子は、界面近辺
の界面準位に捕獲（分極）されており、次の維持パルス
印如によって界面準位により伝導帯に抜け出し、薄膜鞍
光層４を走行して他方の界面に達する。このとき、薄膜
蛍光層４中のもとの電子トラップ近辺を通過する伝導電
子に対しては、もとの電子トラップ準位に再トラップさ
れる確率よりも他方の界面に掃引される確率の方が高い
。これは維持パルスによる電界によって伝導電子が高速
度になっているためである。このため薄膜ＥＬ素子は書
き込み輝度Ｂｗを維持し、発光メモリー状態を維持する
。また、薄膜ＥＬ素子内に発生した分極もまた維持され
る。薄膜ＥＬ素子が発光メモリー状態にあるとき（分極
しているとき）、印加維持電圧パルスの休止時（印加電
圧が０の時）に、光、電子ビーム、熱または消去電圧Ｖ
ｅを付与すると、薄膜蛍光届４と薄膜譲露層３または５
の界面近辺に縞引された伝導電子は解放され、分極は緩
和される。

このため、次の維持パルスを印加しても、電子トラツプ
準位近辺を通過する伝導電子の掃引速度が低く印加電界
によって他方の界面に掃引される確率よりも薄膜蛍光層
４の電子トラツブ準位に再トラツプされる確率の方が高
くなる（分極の再形成は行なわれない）。したがって薄
膜ＥＬ素子は消去輝度茂で安定し消去メモリー状態を維
持する。また、書き込み時に付与される光、電子ビーム
、熱あるいは電界が前記強度と異なるときは、伝導電子
はその強度に応じて桶引（分極）され、薄膜ＥＬ素子は
その量に対応する輝度で発光する。

第２図の構造で、行列電極の２端子Ａ−Ｅに維持電圧パ
ルスＶｓを印加して、電子ビームを照射し、走査、強度
変調することにより所定の位置に所定の情報を書き込む
ことができる。

この時各列電極Ｙ，，Ｙ２，Ｙ３に直列に接続された抵
抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３に流れる電流は、葺き込み時には、
消去状態時にも流れる変位電流とともに分極電流も流れ
る。電子ビーム照射による書き込み時の電圧、電流波形
の関係を第４図に示す。

図中ａは印加交流維持電圧パルスを、ｂは電子ビーム照
射のタイミングを、ｃは第２図の抵抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３
を流れる電流を、ｄは薄膜ＥＬ素子の発光波形をそれぞ
れ示す。ａの維持電圧パルスに同期してｂの電子ビーム
を照射すると（タイミングＴ）、薄膜ＥＬ素子は書き込
み状態になる。この時、薄膜囚Ｌ素子に直列に接続され
ている抵抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３を流れる電流は消去時（タ
イミングＴ以前）に流れる単なる変位電流とは異なり、
分極電流も流れるため波形が変わる。また薄膜ＥＬ素子
も消去輝度より瞬間発光輝度に達し、ａの維持電圧パル
スにより書き込み輝度波形で維持発光する。薄膜ＥＬ素
子の分極量すなわち分極電流の大きさを知れば、書き込
み強度を知ることができる。

本発明に使用する回路は、この分極電流を精度よく、し
かも書き込み情報を消去することなく検出するものであ
る。その原理を簡単に説明する。薄膜ＥＬ素子は、その
構造から第５図に示すような等価回路で例示できる。す
なわち、非線形抵抗１２とコンデンサ１１との並列接続
体１３に別のコンデンサ９，１０を直列接続した回路で
表わすことができる。コンデンサ１１は薄膜蛍光層４の
容量成分を、コンデンサ９，１０は薄膜誘電層３，５の
容量成分を表わす。またコンデンサ１１と並列接続され
た非線形抵抗１２は、薄膜蛍光層４中の伝導電子の動き
にくさとみなせる。薄膜ＥＬ素子が消去状態にあるとき
は、この非線形抵抗１２は数十ＭＯ以上にもなり、コン
デンサ１１のインピーダンスに比べて極めて大きく、薄
膜ＥＬ素子は容量成分のみとみなすことができる。一方
、薄膜ＥＬ素子が書き込み発光状態にあるときは、非線
形抵抗１２は短時間で十数ＫＱの値になり、並列接続体
１３に流れる電流は抵抗１２を通して流れるとみなせる
。一種のコンデンサとみなせる薄膜由Ｌ素子に抵抗Ｒの
ようなインピーダンスを直列に接続し、インピーダンス
の両端にかかる電圧を取り出す微分回路を形成させ、こ
の回路に立ち上り勾配一定の電圧を印加すると矩形波が
得られる。

薄膜ＥＬ素子が消去状態にある時は、薄膜ＥＬ素子は単
なるコンデンサとみなせるため、前記矩形波は矩形波の
ままである。しかし、薄膜由り素子が書き込み状態にあ
る時は、薄膜ＥＬ素子は内部に抵抗成分を持つため、前
記矩形波は前半は矩形波となるが後半に山形となる波形
を示す。本発明は、この矩形波の後半の違いを増中し、
薄膜ＥＬ素子の書き込み情報を検出するものである。本
発明に使用する立ち上り勾配一定で維持電圧Ｖｓに等し
い電圧に達する読み出し印加電圧パルス発生回路の一例
を第６図に示す。

端子１５には維持電圧Ｖｓに等しい電源電圧を印加する
。今第７図ａの入力信号が端子３０にない時、トランジ
スタ２０はオフ、トランジスタ２１はオン、トランジス
タ２２はオフ状態にある。この時、第７図ｂの信号が端
子５０１こない時はトランジスタ５１およびトランジス
タ５２はオフ状態にある。薄膜ＥＬ素子に連なる出力端
４０‘ま抵抗２８を麹じて接地される。この状態ではコ
ンデンサ２４はトランジスタ２０のコレクタ側が正、ト
ランジスタ２１のコレクタ側が負の、状態瓢こなってい
る。コンデンサ２５はダイオード２６、抵抗２８を通じ
て電源電圧Ｖｓに充電される。トランジスタ２０のコレ
クタ、つまりトランジスタ２１のベースが０Ｖにおちる
ように第７図ａの入力パルスが端子３０に印加されると
トランジスタ２１はオフになつてコンデンサ２４は、ト
ランジスタ２１のコレクタ側が正に、ベース側が負に充
電される。

このため、トランジスタ２２は導通しはじめる。このと
き、すでに電源電圧Ｖｓにまで充電されているコンデン
サ２５がトランジスタ２２の短絡回路を通して電源につ
ながれる。したがって、ダイオード２６のカソード側に
電源電圧の２倍の電圧が現われ、ダイオード２６は逆バ
イアスがかかる。コンデンサ２４は抵抗２３を通して、
この２倍の電圧により充電されはじめる。充電時間すな
わち薄膜ＥＬ素子に印加する出力パルスの立ち上り勾配
は、抵抗２３とコンデンサ２４の値により可変できる。
コンデンサ２４が電源電圧Ｖｓの電圧レベルに達すると
トランジスタ２２のベース・コレクタ接合は順方向バイ
アスとなり出力は電源電圧レベルＶｓ止まりになる。第
７図ａの入力パルスがｏｙのとき、第７図ｂの入力パル
スが端子５０に加えられると、トランジスタ５１，５２
がオンになり、端子４０に接続された容量性負荷（薄膜
ＥＬ素子）の放電時間、すなわち立ち下り特性を良くす
る。このようにして得られた第７図ｃに示す立ち上り勾
配一定の出力パルスが端子４０に現われ薄膜ＥＬ素子に
印加される。

第８図は薄膜ＥＬ素子の分極電流を検出する回路の一例
である。

図中６０は第５図に示した立ち上り勾配一定の読み出し
パルス発生回路である。またインピーダンス８０（本実
施例においては抵抗）は第２図の抵抗Ｒ，〜Ｒ３のうち
の１つを表わしている。コンデンサで等価的に表わされ
た薄膜ＥＬ素子７０には直列に負荷インピーダンス８０
（本実施例においては抵抗Ｒ）が接続されている。これ
らの接続点からバッファアンプ９０に検出信号が導入さ
れる。バッファアンプ９０の出力は分岐され、一方は直
接差動アンプ１０３の一方の端子に入力され、他方の経
路はトランジスタ等のスイッチング素子１００および抵
抗１０１を介して差動アンプ１０３の他方の端子に入力
される。抵抗１０１と差動アンプ１０３の他方の端子と
の接続点はコンデンサー１０２を介して接地される。差
敷アンプ１０３の出力は一方の端子に電源１１１を接続
することにより弁別閥値を設定したコンパレ−夕１１０
１こ入力され、その出力１１２が読み出し検出信号とな
る。第７図ｃの読み出しパルスを印加したとき薄膜ＥＬ
素子７０を流れる電流、すなわち抵抗８０の両端の電圧
差は、消去状態時には高さ一定の矩形波、第７図のｄと
同形となる。

書き込み状態時には前記の矩形波の後半が分極電流成分
により山形に高まり第７図のｅと同形となる。スイッチ
１００は読み出しパルスの立上りはじめと同時あるいは
そのあとに閉成され、コンデンサー１０２が抵抗１０１
を通して充電される。またスイッチ１００は分極電流成
分が流れはじめる時刻以前に開成される。この時に差動
アンプ１０３のスイッチを介して入力される側の端子に
流れる波形は第７図のｆと同形となる。スイッチ１００
の閉成時間７は抵抗１０１の抵抗値をＲｏ、コンデンサ
ー１０２の容量をＣ。とすると、７〜ＣＳ芋程程度に選
ぶのが好ましい。分極電流が流れる時刻にはスイッチ１
００は開成されているので、分極電流による分極電圧は
差動アンプ１０３の一方の入力にのみ現われ、この部分
だけが増幅される。そして、コンパレータ１１０に入力
される電源１１１により設けた弁別閥値により分極電流
信号が増中され検出される。第８図の構成によれば差動
アンプ１０３への両入力は共に同一素子から出た信号と
なるので、読み出し検出信号の誤りはＥＬ素子の各絵素
間の特性の異いにあまり左右されない。この山の部分の
有無、大小を検出することにより薄膜ＥＬ素子の記憶情
報を読み出せる。第２図に示した３×３のマトリクス構
成での薄膜ＥＬ素子の読み出し方法について具体的に説
明する。

第２図においてＳＷ，，ＳＷ２，ＳＷ３を同図のごと〈
閉成して、２端子間Ａ一Ｅに維持電圧パルス２を印放し
、電子線走査により絵素（Ｘ，、Ｙ，）、（Ｘ３、Ｙ，
）、（Ｘ２、Ｙ２）に書き込みを行ったとする。

次にＳＷ，，ＳＷ２，ＳＷ３を開成して、電極Ｘ，，Ｘ
２，Ｘ３は各々独立とし、第７図ｃの立上り勾配一定の
パルス電圧を順次Ｘ，．Ｘ２．×３に印加する。このと
き、列電極端子に直列に接続されている抵抗Ｒ，，Ｒ２
，Ｒ３には行軍極に順次印加される電圧パルスに応じて
電流が流れる。第９図にその読み出し例を示す。第９図
ａ，ｂ，ｃはそれぞれ第２図のＸ，．Ｘ２，Ｘ３に印加
される立上り勾配一定の読み出し電圧波形、第９図ｄ，
ｅ．ｆは夫々第２図のＲ，，Ｒ２，Ｒ３の抵抗を介して
得られる検出信号電流（電圧）波形を示す。

絵素（Ｘ，、Ｙ，）、（Ｘ３、Ｙ，）、（Ｘ２、Ｙ２）
に書込み情報信号があるとき抵抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３には
第９図ｄ，ｅ，ｆでそれぞれ示すような変位電流１２１
，１２３，１２５およびｆと、変位電流に重畳して分極
電流１２０，１２２，１２４が流れる。したがって書込
み絵素に対応した検出信号を得るには続み出し印加電圧
パルスａ，ｂ，ｃのそれぞれのタイミング位置と、列電
極Ｙ，，Ｙ２，Ｙ３にそれぞれ接続された抵抗Ｒ，．Ｒ
２，Ｒ３のどれであるかを知ることにより絵素（Ｘ，、
Ｙ，）の書込み情報は１２０の検出信号であると判別で
きる。同様にして絵素（Ｘ３、Ｙ，）の書込み情報は１
２２の検出信号、絵素（Ｘ２、Ｙ２）の書込み情報は１
２４の検出信号であると判別できる。以下任意の絵素に
ついても同様にして、その書込み情報信号の位置を知る
ことができる。なお、このとき読み出し点は破壊されな
い。また消去点に不要意に書込むこともない。なぜなら
ば薄膜ＥＬ素子に印加する出力パルスは維持電圧Ｖｓに
等しいからである。マトリクスは３×３以上の場合も同
機に行ないうる。本発明に使用する薄膜ＥＬ素子の電極
は、上記の説明で明らかなように、素子上の任意ｖ真に
対し一対の電極が対応する必要がある。

すなわち、その一対の電極から撮られる信号は、対応し
ている素子の表示部の記憶情報の信号となるわけである
。第１０図に本発明の電子ビーム葺き込み、電気読み出
しの薄膜ＥＬ表示装置の一実施例を示す。

ブラウン管（ＣＲＴ）１３６内の表示部相当領域に第２
図に示す構造を持つ薄膜ＥＬ素子を配置する。すなわち
ガラス基板１がブラウン管１３６の表示部に相当する。
また、ブラウン管１３６の外周部の薄膜ＥＬ素子配置位
置と対向する位置に、フオーカス用電磁コイル１３８お
よびＸＹ方向偏向コイル１３７を設ける。フオーカス用
電磁コイル１３８は電子ビームフオーカス用回路１７０
と接続され、ＸＹ方向偏向コイル１３７は×方向偏向増
幅器１８０、Ｙ方向偏向増幅器１８１と接続されている
。また、ＸＹ方向偏向コイル１３７は外部変調信号発生
器１５０と接続される走査信号発生器１６０により偏向
増幅器１８０，１８１を介して電子ビームの偏向制御を
行なう。薄膜ＥＬ素子のマトリクス形状などに形成され
た透明電極２および背面電極６は、書き込みと読み出し
の切り替えをするゲートドライバー回路１９０を介し維
持パルス信号発生回路２００および読み出しパルス発生
回路２１川こ接続されている。維持パルス信号発生回路
２００はそれに連なる消去信号発生器とともに走査信号
発生器１６０と援続され、走査信号１６０よりの同期信
号が供給される。ブラウン管１３６内の薄膜ＥＬ素子配
置位置と対向する位置には電子ビーム発生装置１３９が
実装され、走査信号発生器１６０‘こより輝度制御信号
が供給される。また、薄膜ＥＬ素子からは第８図にて説
明した検出回路２１１および差敷アンプ比較回路２１２
が接続され、さらに読み出し信号同期検出回路２１３が
接続されている。読み出し信号同期検出回路２１３は、
走査信号発生器１６０１こ接続されている読み出しパル
ス発生回路２１０よりの信号を受け読み出し信号２１４
を発する。上記購成より成る薄膜ＥＬ表示装置の書き込
み・読み出し‘ま次の要領で行なわれる。書き込みを行
なうときはゲートドライバー回路１９０‘ま、維持パル
ス信号を薄膜ＥＬ素子へ送るようにする。

走査信号発生器１６０より発生する信号に同期して、維
持パルス信号発生回路２００より薄膜ＥＬ素子に維持パ
ルス電圧が印加される。この時の発光輝度は第３図にお
ける消去輝度茂となるように維持パルス電圧値を設定す
る。次に表示を希望するパターンの電気信号を外部変調
信号発生器１５０で発生させ、走査信号発生器１６０を
介して電子ビーム発生菱贋１３９より電子ビームをブラ
ウン管１３６内でブラウン管１３６の表示領域に位置す
る薄膜ＥＬ素子に照射する。電子ビームはフオーカス用
電磁コイル１３８の作用でフオーカスされ、鋭い１本の
ビームとなって薄膜由Ｌ素子に照射される。また、この
時走査信号発生器１６０で電子ビームの強度調整が行な
われ、薄膜ＥＬ素子の発光輝度が制御される。電子ビー
ムは薄膜ＥＬ素子の背面電極６側より照射されることに
なるが、この状態でＸＹ方向コイル１３７により電子ビ
ームを背面電極６の表面上のＸＹ方向に橘引すると、１
回の輝度変調された電子ビームの励起により薄膜ＥＬ素
子は電子ビームの照射部分が第３図における点Ｐを経て
、点Ｑの輝度Ｂｗで維持され「 この輝度Ｂｗの発光表
示を行なうこととなる。以後は、維持パルス電圧を印加
して輝度Ｂｗの発光表示状態を持続する。照射する電子
ビームの強度が上記強度と異なるときは、薄膜ＥＬ素子
はその強度に応じた輝度で発光・維持する。薄膜ＥＬ素
子の消去を行なうときは消去信号発生器２０１より消去
パルスを印加すればよい。薄膜ＥＬ素子の書き込み情報
の有鷺および大きさを読み出す動作は次の要領で行なわ
れる。

まずゲートドライバー回路１９０を読み出しパルス発生
回路側に切り替える。マトリクス形状に形成された透明
電極２あるいは背面電極６の一方の電極を日頃次閉成さ
せ、第７図ｃの立ち上り勾配一定のパルス電圧を印加す
る。書き込み強度を示す分極電流の大きさに従って、印
加電圧対応位置より電流（電圧）が観測される。印加電
圧対応部の分極電流信号は検出回路２１１を通り、差敷
アンプ比較回路２１２により分離・増幅される。そして
読み出し信号同期検出回路２１３より電圧印加対応位置
を知る。位置、記憶情報の判別した読み出し信号２１４
は適当な装置（図示せず）により読み取られる。なお、
本発明は電子ビームで書き込む代わりにガラス面１側よ
り光線で書き込むことも可能である。

本発明は印加電圧に対する発光輝度にヒステリシス現象
を示す薄膜ＥＬ素子の表示機能を一層有効にするもので
ある。

本発明による電子ビームによる書き込み、記憶情報の電
圧印加による読み出しは、薄膜ＥＬ素子のメモリー素子
としての使用範囲を一層広げるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は薄膜ＥＬ素子の一部切り欠き斜視図、第２図は
本発明に使用する薄膜ＥＬ素子の一例で３×３マトリク
ス形薄膜ＥＬ素子の書き込み読み出しの説明図、第３図
は薄膜ＥＬ素子の印加電圧に対する発光輝度を示す図で
ある。 第４図は電子ビームによる書き込みの各波形を示す。ａ
は交流維持電圧パルスを、ｂは電子ビーム照射タイミン
グを、ｃは薄膜ＥＬ素子に直列に接続された抵抗を流れ
る電流波形を、ｄは薄膜ＥＬ素子の発光波形を示す。第
５図は薄膜ＥＬ素子の等価回路を示す。第６図は立ち上
り勾配一定の読み出し用印加電圧パルス発生回路の一例
を示す図である。第７図は読み出し原理を示す各波形を
示す。ａは第６図のトランジスタ２０への入力信号パル
スをｂは第６図のトランジスタ５１の入力信号パルスを
、ｃは第６図の端子４０の出力波形（読み出しパルス）
を、ｄは薄膜ＥＬ素子消去時に同図ｃの読み出し印加パ
ルスにより流れる変位電流信号をｅは薄膜ＥＬ素子の発
光状態（書き込み状態）時に同図ｃの読み出し印加パル
スにより流れる変位電流と、ともに流れる分極電流波形
を、ｆは比較用のｄ，ｅの直流成分で、ｅの分極電流が
流れる前にオフになる電流波形を示す。第８図は分極電
流を検出する読み出し用回路の一例を示す。第９図は読
み出しパルスの順次走査したときの第２図における抵抗
Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３に流れる電流のタイミング波形を示す
。第１０図は本発明の薄膜ＥＬ素子の書き込み読み出し
装置の一実施例を示す。１・・・・・・ガラス基板、２
…・・・透明電極、３・・・・・・下部薄膜誘電層、４
・…・・薄膜蛍光層、５・・・・・・上部薄膜誘電層、
６・・・・・・背面電極、８・・・・・・印加交流パル
ス源、６０・・・・・・立ち上り勾配一定の読み出しパ
ルス発生回路、９０・・・・・・バッファアンプ、１０
３・・・・・・差鰯アンプ、１１０…・・・コンパレー
タ、１３６・・・・・・ブラウン管、１３７・・・・・
・ＸＹ方向偏向コイル、１３８・・・・・・フオーカス
用電磁コイル、１３９…・・・電子ビーム発生装置、１
５０・・・…外部変調信号発生器、１６０・・・・・・
走査信号発生器、１７０・・・・・・電子ビームフオー
カス用回路、１８０・・・・・・×方向偏向増幅器、１
８１・・・・・・Ｙ方向偏向増幅器、Ｉ９０…・・・ゲ
ートドライバー回路、２００・・・・・・維持パルス信
号発生回路、２０１・…・・消去信号発生回路、２１０
・・・・・・読み出し発生回路、２１１・・・・・・険
出回路、２１２・・・・・・差動アンプ・比較回路、２
１３・・・・・・読み出し信号同期検出回路。 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘電層−螢光層−誘電層の三層構造をもち、印加電
   圧と発光輝度との間にヒステリシス特性があり、素子上
   の任意点に対し一対の電極が対応している薄膜ＥＬ素子
   の書き込み読み出し装置において、 維持電圧印加時に
   、書き込みをすべき点に対して電子ビームを照射するこ
   とによつて、書き込みを行い、維持電圧休止時に、消去
   をすべき点に対して電子ビームを照射することによつて
   、消去を行う書き込み装置と、 立ち上り勾配一定で維
   持電圧に等しい電圧に達する読み出し電圧を読み出し点
   に印加し、該読み出し点と直列に接続される負荷インピ
   ーダンスを流れる分極電流を検出することによつて、読
   み出しを行う読み出し装置とをもつことを特徴とする薄
   膜ＥＬ素子の書き込み読み出し装置。