JPS6020757B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は露場発光（ＥＬ）形貯蔵表示パネルのマトリ
クス形アドレス指定に関する。

こういう装置の輝度状態が、紫外線放射に過渡的に露出
することにより（Ｄｉｇｅｓｔ ｌ９７＄ｍｌｎｔ．Ｓ
のｍｐｏｓ皿ｍ （ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ ｌ
ｎ位ｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ、Ｌｏｓ畑鉾ｌｅｓ
、１９７６）第５０頁所載のＣ．Ｓ滋叱ｉ 他の論文参
照）、並びにヱネルギの高い電子に過渡的に露出するこ
とにより（Ａｐｐ．ｐｈ＄．仏ｔｔｓ．誌３１，３９９
（１９７７年）所載のＷ．Ｅ．Ｈｏｗａｒｄ他の論文参
照）、切換えることが出来ることが判つている。

ＪｏｕｍａｌｏｆＪａｐａｎＳｏｃ．ｏｆＡｐｐｌｉｅ
ｄＰｈｙｓ．誌第４４雀（補遺）、１９７３王１こ記載
されたＭＴａｋｅｄａ他の論文には、記憶作用（輝度−
電圧ヒステリシス）を持つＺｎＳ；Ｍｎの霞場発光ＥＬ
装置は、マトリクス選択を使って電気的に、又は３６５
０Ａの光を使って光学的のいずれの方法でも、アドレス
することが出来ることが記載されている。

紫外線ビームの変調並びに偏向は比較的費用がかかる。

電気的なマトリクスによるアドレス指定は、縦横比の大
きい表示、例えば多数の記号から成る長い１行の表示に
は不適当である。表示の長髄に対して非常に多数の駆動
器を必要とすることが、電気的なマトリクス形のアドレ
ス指定だけを使う場合の望ましくない特徴である。この
発明の目的は、電気的及び光学的な書込み信号の論理積
により、記憶形電場発光（ＥＬ）表示装置のマトＩＪク
ス形アドレス指定を行うことである。

この発明の別の目的は、前述の目的を達成する為、限定
された電極線に接続された電気的な駆動器並びに表示全
体に対して作用する対抗電極を、マトリクスの他方の軸
に対する光源と共に使うことにより、表示装置をアドレ
スすることである。

この発明を実施した場合、その輝度−電圧特性にヒステ
リシスを持つ露場発光材料のヒステリシス・ループの△
Ｖ内で、光を用いて亀場発光装置を切換えるには闇値が
あることが判った。この様な特性を持つ露場発光材料の
１例はＺｎＳ；Ｍｎである。ＺｎＳｅ：Ｍｎ及びＺｎＳ
：ＴｂＦの様な材料も〜この様な特性を持つと記載され
ており、その為この発明を実施するのに役立つと思われ
る。この発明は、電気的及び光学的な書込み信号の論理
積により、記憶形電場発光（ＥＬ）表示装置に対する混
成マトリクス・アドレス指定方式を提供する。

これは縦横比の大きい表示装置、例えば１行表示装置、
即ち、一方向には他方の方向よりも一層多くの情報内容
がある様な表示装置に特に有用である。この発明を実施
した１例として、縦横比の大きい表示装置の一方の軸を
、限定された導電性電極線に接続された電気駆動器を介
して、電気的にアドレスする。

対抗電極は表示装置全体に対して作用する面積電極であ
る。表示装置の直交軸は、１画素の幅であって、電気的
にアドレスされた線の列全体を照明するのに十分な長さ
を持つスリット状の光によってアドレスされる。スリッ
ト状の光が表示装置の全長を端から端まで横切る。表示
装置は、電気的な書込み信号を受取った行とスリット状
の光によって限定された列との交点でのみ、オンに転ず
る。光だけではパネルの書込みが出来ないので、光の変
調は不必要である。この発明を実施する場合、この発明
を実施する為の雷場発光材料のヒステリシス・ループの
△Ｖ内で、露場発光（ＥＬ）装置を光を用いて切換える
のに、印加する光に関値があることが判ったが、これが
どういうものであるかを第１図の一般化した曲線、並び
にＺｎＳ：ＭｎのＥＬ材料の場合について第２Ａ図に示
した特別の曲線について説明する。

第１図のヒステリシス曲線は、関値電圧ＶＴより高い電
圧が印加されると、電場発光材料が、経路１０−１に沿
って、閥値より高い或る電圧Ｖｘに於ける値１２一１の
輝度Ｂを発生する。

この電圧を下げると、ヒステリシス曲線は経路１４一１
に沿って最低電圧ＶＭＩＮまで戻り、ここでは露場発光
材料から光が放出されない。破線１６−ｌａはスイッチ
ングの閥値電圧Ｖ【‐ａより高い電圧が印加されていて
、装置を強度１−ａの光を印加して或る時間ｔの間照射
することにより、装置をオンに切換えた時の装置の輝度
を示す。

関値電圧ＶＩ‐ａより低い電圧では、光を加えても、装
置はオンに転じない。曲線１６一１ｂは、装置を同じ時
間ｔの間付勢するが、光の強度１−ｂが一層低い場合の
スイッチング特性の変化を示す。

低い方の光強度１一ｂに於ける電圧閥値Ｖ，‐ｂは、高
い方の光強度１−ａの場合の電圧閥値Ｖ，‐ａより高い
。例として、装置を電圧Ｖ，れ及びＶＴの間の電圧（Ｖ
ｓ＋Ｖｗ）にバイアスすると仮定する。

強度１一ａの光でｔ秒の間照射すると、この装置は値１
８一１ａの輝度でオンに切換わる。装置がオンに切換わ
った後、加えた光を除き、電圧を下げると、装置の輝度
は戻り経路２０−ｌａをたどる。低い方の光強度１一ｂ
の場合、対応するオン状態の輝度は１８−ｌｂであり、
戻り経路は２０−ｌｂである。第１図に示した一般的な
特性に比肩し得るヒステリシス特性を持つこの発明の雷
場発光装置は、印加された光と、例として印加電圧Ｖｓ
＋Ｖｗの両者が存在することにより、オンに切換えて光
を放出することが出来る。

この後、例えば電圧Ｖｓにより、光を加えなくても、維
持することが出来る。光強度１−ａがｔ秒の間印加され
ると、動作用の維持電圧ＶｓはＶＭ…及びＶ，日によっ
て定められた限界内に制限される。第１図の一般的な曲
線によって例示した、この発明の考えが、第２Ａ図の特
別の曲線によっても示されている。

この図では、前と同じ部分については同じ参照記号を用
いているが、第１図で数字１を添字として使ったのに対
し、添字２を使っている。スイッチング・データは、３
６５０Ａの放射を４ミリワット／めで８ミリ秒の間露出
した場合に得られたものである。スイッチング閥値電圧
ＶＩ‐ａは大体２９０Ｖである。この為、装置はＶ，‐
Ｚ叉びＶＴの間の何処にバィアスしても、オフ状態であ
り、その後、光パルス１一ａを印加することによったオ
ンに転ずることが出釆る。第２Ｂ図は、この例のＺｎＳ
：Ｍｎ電場発光材料を用いた霞場発光装置で、何種類か
の一定電圧レベルを印加した場合の印加した光と光出力
の相対的な強度の関係を示す。

第２Ａ図のスイッチング曲線１６−２は、大体第２Ｂ図
の全ての電圧曲線で、１．０（即ち、４いＷ／の）の相
対強度の光が放出される場合である。露出の持続時間が
個々の曲線に示してある。３００Ｖの曲線が２つあるが
、これは８ミリ秒及び４秒の２種類の異なる露出時間で
得られたデータに対するものである。

２つの曲線が接近していることから、スイッチング曲線
は光パルスの或る持続時間より長い所では飽和し、露出
時間をそれ以上増加しても、切換わった後のオン状態が
一層明るくならないことが判る。

８ミリ秒後のスイッチング曲線は飽和しており、これは
、パルスの持続時間が一層短くても、同じスイッチング
特性が得られるであろうということを示している。

第３図に示すこの発明の実施例２０は、貯蔵部分２１と
光学部分４６とで構成される。

貯蔵部分２１には、透明な硝子基板２２があり、人の目
２３がこの基板を介して表示を観察する。観察者の目２
３とは反対側の基板２２の表面の上に薄い酸化物被覆が
あり、これはＺｎＳ：Ｍｎ材料を使った亀場発光層２８
に電圧を印加する為の透明導体として作用する。絶縁層
３０が絶縁層２６と共に露場発光層２８をサンドイッチ
式に挟んでいる。絶縁層３０の上に行導体３２一１，３
２−２，・・・・・・３２−ｎが次積されている。導体
３２−１，３２−２，・・・・・・３２−ｎは透明であ
る。表示貯蔵装置２１の物理的な構造が薄膜硝子層３４
によって完成されている。層３４は必要ではないが、そ
れがあると、保護用のカプセル封じ層として作用する。
貯蔵部分２１を作動する部品として、行導体３２一１，
３２一２，・・・・・・３２−ｎに夫々導体３４一１，
３４一２，・・・・・・３４一ｎによって接続された駆
動器３６−１，３６−２，・・・・・・３６−ｎがある
。バイアス駆動器４０が導体３８を介して電気的な書込
み駆動器３６に接続されると共に、導体４４を介して透
明な面積導体２４に接続される。動作について説明する
と、バイアス駆動器４０が第４図に示す電圧の高い維持
波形Ｖｓを発生する。これは矩形波信号として示してあ
るが、正弦電圧であってもよい。表示装置全体に対して
高電圧のバイアス駆動器は１つしかない。第４図に示す
電気的な半選択書込み信号Ｖｗは低電圧行駆動器３６‘
こよって発生される。バイアス駆動器及び行駆動器が電
気的に直列に接続されているから、行電極に印加される
電圧は、各々の駆動器によって供給される電圧の代数和
、即ち、Ｖｓ十Ｖｗである。光学式アドレス装置４６が
、行導体３２の上にアドレス用の光ビームを移動させる
のに必要な特別の部品を含む。

末端部材４８，５０は光ビームを移動させる駆動機構の
枠組みであり、この駆動機構は、その動作上、末端部村
４８，５０の間にあると考えてよい。支持部材５２，５
４が往復台５６を移動出来る様に支持し、板５８，６０
を介して、電灯源６６に接続された光学繊維東６２を支
持する。この為、タイプラィ夕式のキャリッジが、光学
総総東６２からの光ビーム７０を柱状の光ビーム７２と
して行導体３２上に集東する。次に第３図の実施例の動
作を第４図の波形について説明する。第４Ａ図の波形は
、所定の書込み及び消去サイクルで、行導体と透明な導
体２４との間に印加される合成電圧を示す。即ち、電圧
Ｖｓを印加して、動作を維持レベルに保つ。例として、
維持期間８０の間、第４Ｂ図のレベル８１一１で示す様
に、光がない状態で電圧Ｖｓが印加され、この時の略ゼ
ロの輝度レベルＢ（ｔ）が第４Ｃ図の８１一２に示され
ている。

この後、光学的な半選択期間８２の間、光ビーム８３−
１が位置７２に加えられる。この時、位置７２では電場
発光が一時的にオン（８３−２）に示す）になり、その
輝度レベルは第４Ｃ図に示す様に低い。期間８４の間、
維持電圧Ｖｓを継続する。これは輝度オフ状態への復帰
を示している。その後、期間８６の間電気的な半選択を
行う為、電圧レベルＶｓ＋Ｖｗを印加し、期間８８の間
、維持電圧を継続する。期間８４，８６及び８８の間、
加えられた光はゼロ・レベル８４一１であり、パネルの
各列から輝度レベル８４−２も略ゼロである。従って、
電圧の半選択又は光による半選択では、パネルのＥＬ状
態が永久的には変わらない。期間９０の間全選択書込み
電圧Ｖｓ＋Ｖｗを印加すると共に、光レベル９１−１を
加えることにより、全選択が達成される。

これによってパネルは高輝度状態９１−２Ａに切換わる
。全選択輝度状態が、期間９２の間の維持電圧Ｖｓによ
って保たれる。これによって導き出される輝度９１一２
Ｂは、光レベル９１−１が印加されている時の輝度レベ
ル９１−２Ａより、僅かしか低くならない。最後に、期
間９４の間、列導体の電圧レベルを維持レベルＶｓより
低いレベルに下げることにより、消去が行われる。維持
期間９２及び消去期間９４の間、光レベル９２−１はゼ
ロである。第３図の実施例から取出されるＥＬ発光のオ
フ・レベル９２−２は略ゼロである。パネルから得られ
る輝度のオフ・レベル８１−２、８４−２及び９２−２
は或る有限の大きさを持つことが示されている。これは
闇値よりは低いが、その近くでのり・さいながら有限の
ＥＬの為に発生する。第３図は露場発光表示装置をその
発明に従って実施した実施例を概略的に斜視図で示して
いる。

その動作には、印加電圧による半選択と光の印加による
半選択が含まれており、Ｂ（輝度）対Ｖ（電圧）のヒス
テリシス・ループの△Ｖの範囲内の光の閥値を利用して
いる。電気導体の配列が雷場発光材＊平ｎＳ：Ｍｎのシ
ートの特定の容積に露場を印加し、選ばれた導体の特定
の位置に光が印加されることにより、材料のその位置か
ら光の放出が行われる。第４図は、ＥＰ力ロされた電圧
及び印加された光の強度及び時間的な長さと、第３図の
貯蔵形表示装置の選択された箇所並びに選択されなかっ
た箇所から放出される光との関係を示す時間線図である
。雷場発光表示装置１０は、電気的な書込み信号を受取
った行３２−１，３２−２と、繊維東６２、又は源と表
示装置の間のスリット（図に示してない）によって定め
られた光７０１こよって限定された列７２との交点でだ
け、オンに転ずる。

光だけではパネル２０１こ書込むことは出来ないので、
この発明の実施例を動作させるのに、光ビームの変調は
不必要である。例として言うと、比較的電力の小さい水
銀灯６６で、３６５０Ａの紫外線定常光源の条件が充た
される。

表示装置に要求される光強度はミリワット／係程度であ
り、書込みの為の停留時間は１ミリ秒程度である。別の
光源（図に示していない）としては、１個のストライプ
形拡散部（１画素幅）を持つ可視光ＪＥＤ（光放出ダイ
オード）又はその他の可視光放出装置、例えば白熱タン
グステン灯を使ってもよく、これが往復台に取付けられ
、表不ヘッドの近くに配置される。この発明を実施する
のに適した光源の別の例は、全面積紫外線照射器、コリ
メータ及び機械的に移動するスリットで構成される。

例えば、面積の大きいコリメート光源として、放物面反
射器と共に管状光源を使うことが出来る。この時表示ヘ
ッド上を水平に摺動する機械的に可動のスリットを、列
のアドレス指定を行う為の光学的な半選択ビームとして
使うことが出来る。タイプラィタ式の表示装置が第３図
に概略的に示されている。

行半選択情報が表示装置バイアス駆動器４０と行情報駆
動器３６−１，３６−２，・・・・・・３６−２０から
電気的に供給される。列半選択情報７２が、可裸性の光
学繊維東６２から来る光ビーム７０１こよって供給され
る。光学繊維東６２は表示装置２０を端から端まで機械
的に縦断する。この移動は、タイプラィ外こ現在用いら
れているキャリッジ機構４６によって行つことか出来る
。別の方式としては、繊維を不動状態に保ち、光ビーム
を適当に送る為に可動鏡を設けることである。この発明
を実施する場合、所定の光強度１，で、電圧闇値ＶＰＧ
Ｌがあることが実験的に判った。

即ち、これは第１図の一般的な曲線で示すＶ，であり、
ＥＬセルの多重安定動作方式で、第２Ａ図にも具体的に
示してある。ＶＰＥＬより低い印加電圧では、入射した
光によって、セルはオン状態にラッチされない。然し、
光電場発光（ＰＥＬ）と呼び輝度増進状態を発生するが
、これは光が消えた時、急速に減衰する。印加電圧がＶ
Ｔ＞Ｖ＾＞ＶＰＥＬである時、同じ光によってセルが書
込まれ、即ちオン状態に転じ、この状態は、印加電圧を
維持レベルに下げても持続する。但し、ＶＭ…＜ＶＡ＜
ＶＰ恥とする。従って、セルはＶＭＩＮ及びＶＰＢＬの
間の任意の電圧で維持することが出来る。印加電圧Ｖｓ
＋ＶｗをＶＰＥＬとＶＴの間の値まで上げた時、電気的
な半選択状態になる。電圧がＶＴより低く、光が加えら
れない限り、装置はオンに切換わらない。この発明を実
施することにより、混成マトリクス・アドレス指定方式
を用いた貯蔵形電場発光（ＥＬ）パネルが得られる。

即ち、パネルの一方の軸に沿って電気的なアドレス指定
を行い、直交軸に沿って光学的なアドレス指定を行う。
この発明を実施するのに必要な唯一の非線形層又は素子
は、輝度対電圧ヒステリシス曲線を持つ、光を発生する
電場発光層である。例えば、霜場発光層とは別の光導電
体を必要としない。光学的なアドレス指定に必要な構造
も、大したものは要求されない。これは、利用する効果
の感度がよいと共に、光源を変調する必要かないからで
ある。この発明の表示パネルの感度は波長の関数である
。紫外線から可視光までの光をこの発明を実施するのに
使うことが出釆るが、印加する光に要求される強度は紫
外線から可視光の波長まで増加する。この発明のＥＬパ
ネルからの所望の表示効果は、電気信号の振幅及び書込
み用の光の強度だけを調節することによって達成される
。

一般的に、この為、パネルの動作速度で、実効的なスイ
ッチングの為の閥値電圧Ｖ，（ＶＰＥＬ）が動作ヒステ
リシスリレープの大体中央、即ち、大体ＶＴとＶＭ，Ｎ
の中間になる様に書込み用の光の強度を選択する。その
後、維持電圧はＶＭｌｒｌ＜Ｖｓ＜ＶＩになる様に定め
られ、書込み電圧Ｖｗは、Ｖ，く（Ｖｓ＋Ｖｗ）＜ＶＴ
になる様に定められる。切換え用に印加する光の強度が
強すぎると、ハネルの内、光学的に半選択である部分が
永久的にオンに切換わるし、切換え用に印加される光の
強度が弱すぎると、パネルの全選択の部分のコントラス
トが弱くなりすぎる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電場発光材料を用いた交流結合装置の輝度−電
圧ヒステリシス特性を示す輝度対電圧関係を示すグラフ
であり、この発明を実施する時、所定の光強度でスイッ
チング閥値があることを示している。 第２Ａ図及び第２Ｂ図はＺｎＳ：ＭｎをＥＬ材料として
この発明を実施した場合のデータを示すグラフであり、
第２Ａ図は４ミリヮット／均の光を８ミリ秒の間露出し
た時、実験装置から得られる、第１図のグラフの特別の
場合のグラフ、第２Ｂ図は印加電圧レベルをいろいろ変
えた場合、印加された光を相対強度に対して、出力光の
強度変化を示すグラフ、第３図はこの発明の実施例の斜
視図、第４図はこの発明に従って表示装置をマトリクス
式にアドレスする場合の印カロ電圧と印加する光を表わ
す動作曲線であり、貯蔵形表示装置から得られる出力光
をも示している。２８・・・・・・電場発光層、３２・
・・・・・行導体、３６・・・・・・書込み駆動器、４
０・・・・・・バイアス駆動器、６２・・・・・・光学
繊維。ＦＩＧ．２Ａ ＦＩＧ．ｌ Ｆ！Ｇ．２Ｂ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発光していないオフ状態から発光するオン状態に亘
   る入力電圧対輝度出力特性においてヒステリシス性を持
   つ電場発光層と、上記層の選択された位置において単独
   では電場発光層をオン状態に切換えるのに不十分な入力
   電場を印加する電気的手段と、上記電場発光層に単独で
   はオン状態に切換えるのに不十分であるが、上記の入力
   電場と共に印加された場合に、電場発光層をオフ状態か
   らオン状態に切換えるのに十分な値の入力光を印加する
   光学手段とを有する装置において、 上記電場発光層は
   縦横比の大きい形であり、上記電気的手段は上記電場発
   光層の長い方向に沿つて複数本数並列かつ平行に配置さ
   れた導線を含み、上記光学手段は上記長い方向と垂直を
   なす方向に巾の狭い直線状の光入力手段を与える光学繊
   維束よりなり上記長い方向に沿つて全体が移動されるよ
   う配置されていることを特徴とする表示装置。