JPS63153588A

JPS63153588A - 多色発光方法及びその装置

Info

Publication number: JPS63153588A
Application number: JP28275786A
Authority: JP
Inventors: 大瀬戸　誠一; 喜之影山; 健司亀山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1986-07-10
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1988-06-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（従来技術）本発明は多色表示などに用いられる多色発光方法及びそ
の装置に関する。

（従来技術）従来の陰極線管も含めたディスプレイカラー化技術はす
べて空間的混色システムであって、その一つは陰極線管
、カラー液晶ディスプレイに代表される様な平面的混色
システムであり、他の一つは特開昭５８−３００９３号
公報等に記載されている様な立体的な混色システムであ
る。

両者を比較した場合には各々利点、欠点があるが、いず
れもいわゆる白黒ディスプレイと比較すると、非常に大
きな欠点をもっている。即ち前者の欠点は解像度が白黒
ディスプレイの１／３であること、エレクトロルミネセ
ンス素子、液晶等のマトリクス電極駆動タイプでは駆動
回路、能動素子数等が白黒ディスプレイの３倍必要とな
ることがあげられる。また後者は解像度については原理
的に欠点とならないが、やはり駆動回路、能動素子数が
白黒ディスプレイの３倍必要になる。

これらの欠点は各々の動作原理に起因するものであり、
ディスプレイの要素技術が改良されたとしても白黒ディ
スプレイとの相対的な比較関係において常に保たれる本
質的なものである。

（目　　　的）本発明は上記欠点を改善し、解像度の向上及び能動素子
数の低減を計ることができる多色発光方法及びその装置
を提供することを目的とする。

（構　　成）本発明による多色発光方法は複数色に発光する表示装置
を用いて各画素の発光色を表示信号に応じて複数の色に
時間的に順次変化させる際に、その繰り返し周波数を色
刺激による臨界周波数以上にして発光色を混色化させる
。

また本発明による多色発光装置は互いに発光色が異なり
積層された複数の発光層と、この複数の発光層の各両側
に設けられ各発光層の間に介在するものがその両側に接
する発光層の駆動用として共通化された複数の表示電極
及び走査電極と、駆動回路とを有し、この駆動回路は、
個々の発光層を、その両側の電極を介した線順次駆動で
駆動することにより、色分解した１フレーム画面を表示
し、各フレーム画面を、各発光層ごとに、色刺激による
融合周波数を越えた繰返し周波数で順次表示して色合成
した多色画面を合成させる動作を有する。

さらに、上記駆動回路が、上記多色画面を、明暗による
臨界融合周波数を越えた繰返し周波数で繰り返し多色動
画像を表示しうるようにすることができる。

ところで薄膜ＥＬ（エレクトロルミネセンス）ディスプ
レイの場合多色化を目的とした材料研究が充実してきた
のは最近の数年間のことであり、これらの材料の組合せ
による多色表示方法も陰極線管、液晶ディスプレイに比
べてはるかに遅れている。しかし互いに発光色の異なる
複数の発光層を電極層、絶縁層を介して順次積層し、そ
の高さ方向に混色する３次元的な多色化の方法が考えら
れる。この方法自体は陰極線管に代表される所謂２次元
的な多色化技術とは異なり解像度の点で優れていること
は言うまでもないが、各ＥＬ層を独＝４− 立して制御しなければならない為、駆動系が非常に複雑
になり、かつＩＣ等の数も積層の分だけ倍化する。

本発明の多色発光装置は発光色の異なるＥＬ層を少なく
とも２層以上例えば３層積層してなる多色ＥＬディスプ
レイにおいて各ＥＬ層を独立して駆動し多色を得る上記
３次元多色化法に対し、各ＥＬ層間に介在する電極層を
この電極層と接する両側のＥＬ層駆動用として共通化し
各ＥＬ層の１フレーム画面を順次シリアルに形成しその
色分解した各画面を時間的に混色して色再現することを
特徴とする。

さて、人間の視覚には、良く知られたように、明暗によ
る臨界融合周波数（ＣＦＦ）と、色刺激による臨界融合
周波数（ＣＣＦＦ）があり、一般に、ＣＣＦＦはＣＦＦ
の数分の１である。従って、各ＥＬ層ごとの１フレーム
時間をｔＦとし、３層のＥＬ層の色分解画面をシリアル
に形成する時間をΔＴ（＝３ｔＦ）とすると、各ＥＬ層
による色分解画面を時間的に混色して、色のちらつきの
ない色再現画面を合成する条件は、１　／ｌＦ＞ＣＣＦ
、Ｆまた、合成した色再現画面を時間的に変化させて動
的なちらつきのない画面を合成するための条件は１／Δ
Ｔ）ＯＦＦである。

以上のことから、ＥＬ層を３層積層してなる多層ＥＬデ
ィスプレイにおいて、色と明暗の両方においてちらつき
を生じさせない条件は、１／ΔＴ＞ＣＦＦ即ち、１　／
ｌＦ＞　３　ＣＦＦであることになる。

以下、具体的な実施例を前述の３次元多色化法と比較し
ながら説明する。

第２図は３次元多色化方法の実施装置例を示す。

この例は互いに発光色の異なる３種類の発光層１〜３を
積層したＥＬディスプレイであり、発光層１〜３は所謂
ホスファ−の両側もしくは片側に絶縁層を設けたもので
ある。ホスファ−の母材としてはＺｎＳ、　Ｚ’ｎＳｅ
、　ＳｒＳ、　ＣａＳ、　５ｒＳｅ、　ＣａＳｅ及びこ
れらの液晶を、発光層の発光中心としてはＭｎあるいは
ランタン系希土類等を、絶縁層としてはＹ、Ｏ，。

ＳｘＯ，、ｙ　Ａｌ２Ｏ３＋　Ｔａ２Ｏ，等の酸化物、
Ｓｉ、Ｎ４等の窒化物あるいはタングステンブロンズ系
、ペロブスカイト系強誘電体等を、各々用いることがで
きる。

勿論これらの多層複合膜、混晶、固溶体等も用いること
ができる。各発光層１〜３の両側には線順次駆動用走査
電極４〜６と表示電極７〜９が設けられる。背面電極と
なる走査電極４以外の電極５〜９は全てＩＴＯ，ＺｎＯ
系等の透明電極が用いられる。

各発光層１〜３及びその両側の走査電極４〜６、表示電
極７〜９からなる各ユニットは独立した系であり、その
間の電気的な隔離は絶縁層１０，１．１によりなされる
。絶縁層１０は表示電極７と走査電極５を隔離して相互
のオン／オフによる電界分布の変化の影響を解消し、且
つ十分な透光性を有する。

同様に絶縁層１１は表示電極８と走査電極６を隔離し、
且つ十分な透光性を有する。

Ａデータ信号、Ｂデータ信号、Ｃデータ信号、データ転
送りロックＧＫ、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤ
はシステム側から制御回路１２に入力されて一時記憶さ
れ、線順次駆動用にタイミングをコントロールされて変
調駆動回路（電源回路）１３〜１８と駆動ＩＣ（集積回
路）１９〜２４にふりわけられる。変調駆動回路１３〜
１８は制御回路１２からの入力信号より電極４〜９に印
加される電源電圧を作って駆動ＩＣ１９〜２４に送り、
駆動ＩＣ１９〜２４は制御回路１２からのタイミング指
令に応じて変調駆動回路１３〜１８からの電源電圧を電
極４〜９に印加する。図中、Ｙ、Ｘはそれぞれ走査側、
表示側を表し、Ａ、Ｂ、Ｃは各発光層１〜３に対応する
ことを表す。

一方、第１図は本発明の実施装置例を示す。図中２５は
発光層１の走査電極、２６は発光２，３の走査電極、２
７は発光層１，２の表示電極、２８は発光層３の表示電
極であり、これらの電極２５〜２８と発光層１〜３が積
層されてＥＬ素子が形成される。

発光層１〜３、電極２５〜２８の材料は第２図のもの１
〜９と変らない。このＥＬ素子は各発光層間の電極を共
通化したこと、又それにより各発光層を含む各ユニット
を隔離する為の絶縁層１０．１１を省いたことが第２図
のＥＬ素子との大きな相違点である。

このＥＬ素子３６をパネルにした模式図を第３図に示す
。電極２５〜２８はマトリクス状に配置されて駆動ＩＣ
２９〜３２が接続されるが、この駆動ＩＣ２９〜３２は
図の様に左右上下に対向させてもよいし、又片面にまと
めて設けてもよい。さらに駆動ＩＣ２９〜３２は同一種
のＩＣを奇数番目アドレス、偶数番目アドレス毎にまと
めて対向させてもよく、配置方法が特に制約されるもの
ではない。

第４図は走査線をＮ本、表示線をｎ本とした場合におけ
るＥＬ素子の駆動方法を説明するためのタイミングチャ
ートを示す。ここでのｏｎ、　ｏｆｆはスイッチングの
開閉に相当する。第１ステツプとして駆動Ｉ　Ｃ２９，
３１の線順次駆動により発光層１による１フレーム画面
（へ画面）が形成され、次に第２ステツプとして駆動Ｉ
　Ｃ３０，３１の線順次駆動により発光層２による１フ
レーム画面（８画面）が形成される。そして最後に第３
ステツプとして駆動Ｉ　Ｃ３０，３２の線順次駆動によ
り発光層３による１フレーム画面（Ｃ画面）が形成され
る。この様にしてシリアルに形成された色分解３画面を
時間約に合成して１多色画面を得る。

従って、Ａ、Ｂ、Ｃの各画面を順次表示するときの繰返
し周波数をフレーム周波数とすると、フレーム周波数に
は制限があって、この周波数が、人間の、色刺激による
臨界融合周波数ＣＣＦＦ以上であれば、十分な、混色効
果が得られる。フレーム周波数が４０〜５０Ｈｚ以上で
あれば、色再現性の良い合成多色画面が得られる。

駆動系においてシステム側よりＡデータ信号。

Ｂデータ信号、Ｃデータ信号、データ転送りロックＣＫ
、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤが取り込まれる
のは第２図のものと同じであり、これは互換性を保証す
る為の最低条件である。これらの信号は制御回路３３で
一時記憶され、第４図に示したタイミングに合致する様
に逐次変調駆動回路３４．３５と駆動ＩＣ２９〜３２に
供給される。前述の様に発光層間電極の共通化により電
極は４種類２５〜２８だけでよく、従って駆動ＩＣ数も
２／３に低減される。

また第４図のタイミングから明らかな様に第１ステツプ
から第３ステツプにかけて走査信号も表示信号も完全に
シリアルである。これは変調駆動回路が走査側と表示側
とで各１系統ずつあればよいことを意味する。各電極層
に供給される電源電圧は対応する駆動ＩＣへの制御回路
３３からのタイミング指令のみによるものであり、図に
示した結線で何等支障はない。つまり変調駆動回路３４
が駆動Ｉ　Ｃ２９，３０に電源電圧を供給して変調駆動
回路３５が駆動Ｉ　Ｃ３１，３２に電源電圧を供給し、
駆動ＩＣ２９〜３２はその電源電圧を制御回路３３から
のタイミング指令に応じて電極２５〜２８に供給する。

これは駆動ＩＣ２９〜３２の使用法でｏｆｆ時の電極端
をフローティングにした場合でも接地にした場合でも同
じである。従って変調駆動回路数は１／３に低減される
。

以上のことからこの例は構成素子数を大幅に低減できる
ことが判る。

ただしこの例ではタイミングチャートからも明らかな様
に制御回路３３内に取り込んだＣデータ信号は最大２フ
レーム時間保持しなければならない場合もある。従って
第２図のものと比べて例えばＣデータ信号に対してなら
ば３倍の容量を持つ記憶素子が必要となる。しかしこれ
は上記素子低減効果に比べると大きな問題にはならない
。又特にこの点を改良するには第５図に示すように各々
のデータ信号のサンプリング期間をシフトさせればよい
。この方法ならば第２図のものと同じデータ保持条件で
よく、記憶容量の増加は必要なくなる。

むしろこの方法は各データ信号のサンプリングがシリア
ルになるので、記憶素子の同一番地を重複して使え、第
２図のものの１／３の記憶容量ですむ効果も生ずること
が分かった。

上に説明した例では、特に混色すなわち色合成に着目し
、Ａ、Ｂ、Ｃ各画面の繰り返し周波数であるフレーム周
波数が、４０〜５０Ｈｚ以上のとき、十分な混色効果が
得られることを説明した。

次に、画像表示を行なう場合に、明暗に対するフリッカ
、ちらつきを防止するための条件を説明する。

上記Ａ、Ｂ、Ｃ各画面の繰り返し周波数すなわち、フレ
ーム周波数をＦｆとし、これらＡ、Ｂ、Ｃ画面の１フレ
ームずつにより色合成された１多色画面の繰り返し周波
数をＦＩｌｌとすると、ＦｆとＦｍとの間には、３Ｆ＋
’５Ｆｆの関係がある。なお、Ｆｆは前述の１／ｌＦで
あり、Ｆｍ＝１／ΔＴである。時間的な明暗の変化に対
しても、フリッカ、ちらつきを完全に解消するにはＦｍ
が３０Ｈｚ以上であれば良いことが上述の実施装置例を
用いて実験的に確認された。

このことは、人間の視覚における明暗の臨界融合周波数
が３０〜５０）１ｚであるといわれていることからも妥
当性がうかがえる。

また、Ｆｍ、　Ｆｆの関係から少なくとも発光層が３種
類の場合、明暗の時間的な変化に対するフリッカ、ちら
つきを解消するには、Ｆｆが９０Ｈｚ以上であれば良い
ことがわかる。この条件は、上で説明した混色の条件Ｆ
ｆ＞４０〜５０）１ｚをも満足しており、Ｆｆを９０）
１ｚとすることによ゛って、混色効果も十分であること
が明らかである。従来の方法では、一般的なフレーム周
波数は５０〜６０Ｈｚであって、このため、動画も含め
た画像表示では、フリッカ、ちらつきを完全に防止でき
ないが、本発明では、Ｆｆ＞９０Ｈｚとすることにより
、フリッカ、ちらつきを、静止画像、動画像を問わず防
止することができる。

９０Ｈｚ以上というフレーム周波数は、高い周波数であ
り、表示の応答性がきびしくなるが、前述したホスファ
−による薄膜ＥＬ素子であれば応答性のうえで特に問題
はない。さらに駆動系に振幅変調、パルス幅変調、周波
数変調、位相変調等による輝度変調回路を付加しても何
等問題ない。

また発光層内の残留電界を解消して再生する為の逆電圧
印加モードを付加する必要があるが、その方法としては
逆電圧パルスを各フレームの直前あるいは直後に全画素
に印加する方法、逆電圧パルスを走査線の選択毎に画素
に印加する方法、あるいは各フレーム毎に発光用電圧パ
ルスを逆転させる方法等が知られている。これらのうち
、どの方法を用いたとしても本発明への適応性がある。

以上主にＥＬを発光体とするものについて説明したが、
本発明は螢光表示管、プラズマ表示器等を用いるものに
も適用可能である。

＝１５− （効　　果）以上のように本発明によれば複数色に発光する表示装置
を用いて各画素の発光色を表示信号に応じて複数の色に
時間的に順次変化させる際にその繰り返し周波数を色刺
激による臨界融合周波数以上にして発光色を混色化する
ので、解像度の向上及び能動素子数の低減を計ることが
できる。また各発光層の間に介在する電極をその両側に
接する発光層の駆動用として共通化することにより構成
を大幅に簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施装置例を示すブロック図、第２図
は従来の３次元多色化方法の実施装置例を示すブロック
図、第３図は第１図装置の一部を示す模式図、第４図は
第１図装置のタイミングチャート、第５図は本発明を説
明するための図である。

Claims

【特許請求の範囲】１、複数色に発光する表示装置を用いて各画素の発光色
を表示信号に応じて複数の色に時間的に順次変化させる
際に、その繰り返し周波数を色刺激による臨界融合周波
数以上にして発光色を混色化させることを特徴とする多
色発光方法。２、互いに発光色が異なり積層された複数の発光層と、
この複数の発光層の各両側に設けられ各発光層の間に介
在するものがその両側に接する発光層の駆動用として共
通化された複数の表示電極及び走査電極と、この複数の
表示電極及び走査電極を介して上記複数の発光層の個々
を、その発光色に対する色分解表示信号に応じて、１回
の線順次駆動により駆動して色分解した１フレーム画面
を表示し、上記色分解した１フレーム画面を、各発光層
ごとに色刺激による臨界融合周波数を越えた繰返し周波
数で順次表示する駆動回路とを有する多色発光装置。３、互いに発光色が異なり積層された複数の発光層と、
この複数の発光層の各両側に設けられ各発光層の間に介
在するものがその両側に接する発光層の駆動用として共
通化された複数の表示電極及び走査電極と、この複数の
表示電極及び走査電極を介して上記複数の発光層の個々
を、その発光色に対する色分解表示信号に応じて、１回
の線順次駆動により駆動して色分解した１フレーム画面
を表示し、上記色分解した１フレーム画面を、各発光層
ごとに色刺激による臨界融合周波数を越えた繰返し周波
数で順次表示することにより、１多色画面を形成し、こ
の多色画面を明暗による臨界融合周波数を越えた繰返し
周波数で繰り返して多色動画面を表示する駆動回路を有
する多色発光装置。４、特許請求の範囲第３項において、多色画面の繰返し
周波数が３０Ｈｚ以上であることを特徴とする多色発光
装置。