JPS6350710Y2

JPS6350710Y2 -

Info

Publication number: JPS6350710Y2
Application number: JP1986122994U
Authority: JP
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1988-12-27
Also published as: NL7802358A; FR2382733A1; DE2808584A1; JPS53109421A; JPS6241193U; FR2382733B1; DE2808584C2; US4087792A; GB1600436A; NL187254C

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、平形パネル式電気−光学表示装
置、特に個々の表示素子を所望の輝度に励起する
ための表示パネル用電気回路およびドライブ方式
の改良に関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

薄膜トランジスタで制御される平形の電気−光
学式表示パネルは「アイトリプルイー・トランズ
アクシヨンズ・オン・エレクトロン・デバイセズ
（IEEE Transactions on Electron Devices）」
（1975年９月号）に記載されている。そこに述べ
られた表示媒体はエレクトロルミネセンス（EL）
蛍光体である。表示パネルは個別に制御できる表
示素子のアレイを備える。薄膜トランジスタ制御
回路は各表示素子と組み合わされ、そして表示素
子と制御回路はＸ−Ｙ母線で相互接続される。こ
れにより周囲部からのアドレスが可能になる。そ
のような初期の表示パネルでは、個々のEL表示
素子へ基準レベルを接続する、すなわち帰路を形
成するために、水平方向か垂直方向のいずれかに
少なくとも２本の母線を使用した。個々のEL表
示素子の輝度は、駆動信号スイツチング用トラン
ジスタのゲートへ印加される情報信号電圧の振幅
を変えることにより、制御された。このトランジ
スタのコンダクタンス、従つてEL表示素子を流
れる電流の振幅は、情報信号の振幅の関数として
直接制御された。このような駆動制御装置を用い
る場合、正確なグレイ・スケール表示を行うため
には、表示パネル全体にわたつて薄膜トランジス
タの閾値を一様で安定な値に保つ必要があるが、
これは非常に厳しい条件である。代表的な表示パ
ネルは数千個もの表示素子およびトランジスタを
有する。出力が入力電圧の大きさだけに依存する
ので、駆動装置は中間の輝度でさえ消費電力が大
きくなる。消費電力が少ないことは、軽量の表示
パネルを携帯し易く、また多方面に利用可能にす
る上で重要なカギである。その理由は、消費電力
が少ないと所要の電源のサイズと重量が減少する
からである。

この考案の目的は、軽量で輝度を簡単に制御で
き、しかも消費電力が極くわずかの表示パネルを
提供することである。

〔問題点を解決するための手段とその作用〕

従つて、この考案は、行および列信号母線と、
各表示素子と個別に組み合わされたトランジスタ
制御回路とを備え、このトランジスタ制御回路は
時間の経過につれて変化する周期性信号を受けて
対応表示素子の輝度を変え、前記母線がトランジ
スタ制御回路へ輝度調節信号を供給する電気−光
学式表示パネルにある。

トランジスタ制御回路は、情報信号スイツチン
グ・トランジスタ、情報信号記憶コンデンサおよ
び表示素子駆動用制御トランジスタを備える。共
通母線は、全部の制御トランジスタのソースを一
緒に接続し、かつ可変電圧あるいは周期性信号源
へ接続可能である。個々の表示素子の輝度は、記
憶された情報信号が制御トランジスタのソースへ
印加された可変電圧あるいは周期性信号を超える
時間の関数である。そのような回路は、少しの消
費電力で良好な輝度制御を行い、比較的小型で軽
量の電源で作動する。

〔実施例〕

この考案の望ましい一実施例を、以下添付図面
について詳しく説明する。

第１図は電気−光学式表示パネル１０の一部、
すなわち３×３アレイの表示素子を示す。列母線
X₁，X₂およびX₃は情報信号源（図示しない）へ
接続される。行母線Y₁，Y₂，Y₃およびY₄はスイ
ツチング信号源（図示しない）へ接続される。こ
のスイツチング信号源は、所望の表示素子のアド
レスを決めるために、情報信号と同期される。ソ
ース母線Ｓは全てに駆動信号制御トランジスタ
T₂のソース１２に接続される。制御トランジス
タT₂のドレイン１４は平らな金属電極１６へ接
続される。この電極１６の上にはエレクトロルミ
ネセンス（EL）物質の層１８が置かれ、これは
電気−光学性物質である。他の電極２０は電極１
６と平行に置かれる。これらは表示素子C_ELを形
成する。電極２０の代表的な例は薄い金属の透光
性の層で複数個の表示素子の上で表示パネル全体
を覆う。

この表示パネルでは、１列全部の表示素子のた
めの輝度情報は列母線Xiにまとめられている。
選択した行母線Yj上に正のスイツチング・パル
スが生じると、その行中の全部のスイツチング・
トランジスタT₁がその常態である遮断状態から
低抵抗状態へ変わる。このため、列母線からの情
報すなわち電圧レベルが蓄積コンデンサC₁へ転
送される。パルスが消滅すると、スイツチング・
トランジスタT₁は高抵抗状態へ戻るが、電圧レ
ベルは１フレーム期間コンデンサC₁に記憶され
たままである。行母線Yjの常態の低電圧状態す
なわち休止状態の電位は、情報を配分するための
共通基準電位として利用される。或る行のコンデ
ンサの共通電極は、次の下の行（この行は上述し
た行にスイツチング・パルスがかかつている時低
電圧の休止状態にある）の行母線へ接続されてい
る。デユテイ・サイクルの小さいパルスが各行母
線に加えられると、制御トランジスタT₂のゲー
トがスイツチング・パルスにより変調されて極く
少量の光出力が発生する。この影響は、ソース母
線が行母線と平行に延びるように作つた表示パネ
ルでは、影響をうける制御トランジスタT₂のソ
ースへスイツチング・パルスを印加することによ
り、除くことができる。EL励起信号とスイツチ
ング・パルスの同期をとれば、この最小輝度閾値
も除くことができる。

第3Aおよび3B図は、この考案の表示パネルの
理想化された表示素子の両端間へ印加される電圧
波形および電流波形を示す。可変導通角モードは
４種類の輝度レベル、すなわちオフ状態、低輝度
状態、高輝度状態および完全オン状態で示されて
いる。この動作モードでは全部の制御トランジス
タT₂のソースがEL表示素子励起波形と同期して
変調される。一定の立ち上り時間および立ち下り
時間を有する波形は殆どこの動作モードで利用で
きるので、ソース波形及び励起波形は共に便
宜上三角波として第３Ａ図に示した。この図面お
よび以下の説明において、理想化された薄膜制御
トランジスタT₂の容量は無視できる値であり、
閾値電圧は零で、相互コンダクタンスまたは利得
は非常に大きいとしよう。“オフ”状態では、コ
ンデンサC₁の電圧は、第３Ａ図の一番左に示し
たように、制御トランジスタT₂のゲート電圧
と等しいので最低の瞬時ソース電圧よりも常に低
い。制御トランジスタT₂は、ゲート電圧がソー
ス電圧よりも低いので遮断状態にあり、全EL励
起信号を吸収する。第３Ｂ図の一番左に示すよう
に、一定のバイアス電圧が表示素子C_ELの両端
間にかかる。“完全オン”状態では、第３Ａ図の
一番右に示すように、コンデンサの電圧は最高の
瞬時ソース電圧よりも常に高い。制御トランジス
タT₂はそのゲート電圧がソース電圧よりも高い
ので高導通状態をとり続け、そして全励起信号は
第３Ｂ図の一番右にで示すように表示素子C_EL
の両端間に現われる。中間の輝度状態、すなわち
低輝度状態および高輝度状態では、コンデンサ
C₁にかかる制御トランジスタT₂のゲート電圧は
第３Ａ図の中間の例に示すように最低の瞬時ソー
ス電圧と最高の瞬時ソース電圧の間にある。制御
トランジスタT₂は励起サイクルの一部の間だけ
導通し、その励起信号の一部は表示素子の両端間
に現われる。この場合、表示素子の両端のピーク
ピーク値はコンデンサに記憶された、“オフ”値
よりも高い情報電圧に比例する。なお、第３Ｂ図
の，はそれぞれ制御トランジスタT₂のドレ
イン・ソース間電圧、電流を示す。

第２Ａおよび２Ｂ図は、可変デユテイ・サイク
ル・モードで作動される時の表示パネルの諸電圧
波形を示す。第２Ａ図に示したモードでは、表示
素子からの光出力は記憶された情報電圧に連続的
に比例する。第２Ｂ図に示したモードでは、コン
デンサC₁に記憶された電圧はソース波形に
よつて量子化され、そして不連続な光出力レベル
だけが可能である。どちらの場合にも、第３Ａ図
及び３Ｂ図の動作を実現するには同一の理想化さ
れた成分特性を持つことが前提である。これらの
動作モードにおけるソース変調周波数はEL励起
周波数よりもはるかに低く、その下限はフリツカ
が観察出来るようになる値となる（50Hz程度）。
前述したように、“オフ”状態にある表示素子で
は、コンデンサC₁の電圧は最低の瞬時ソース・
ランプ電圧よりも低い。制御トランジスタT₂は
全ソース・サイクル中遮断状態にあり、そしてバ
イアス電圧だけが表示素子にかかる。コンデン
サC₁の電圧が最低の瞬時ソース・ランプ電圧よ
りも高くなると、制御トランジスタT₂はソー
ス・サイクルの対応する部分の間導通する。コン
デンサC₁の電圧が最高の瞬時ソース・ランプ電
圧に達すると、制御トランジスタT₂は全ソー
ス・サイクルの間低抵抗状態に留まり、全励起信
号は表示素子の両端間に現われる。この動作モー
ドの“オフ”、“オン継続”および中間輝度は第２
Ａおよび第２Ｂ図のとおりである。

理想化された制御トランジスタ特性を存在する
と仮定すれば、上述した全ての動作モードにおい
て中間輝度レベルではこのトランジスタの電力消
費が完全に零になる。実際のトランジスタ特性で
は、この回路での消費電力は本例におけるよりも
最大一つの小さい桁の値になり得る。制御トラン
ジスタ中の電力消費の大部分は、各ソース・サイ
クル中制御トランジスタがその“完全オン”状態
と“オフ”状態の間で費す時間部分で起る。この
時間部分は、トランジスタの利得およびソース信
号の振幅で決まる。ソース信号の振幅が増大する
と、ゲート電圧とソース電圧の差が小さくなるの
で表示パネルでの消費電力は低減する。ソース信
号の振幅が増大すると、列母線X₁の輝度情報信
号のためにより大きいレンジが必要になる。その
理由は、このレンジがピークピーク値ソース信号
と制御トランジスタのゲート信号のダイナミツク
レンジとの和に等しいからである。輝度情報信号
のこの実効減衰は制御トランジスタに必要な安定
性および一様さを低減する。空間的な、あるいは
時間的な閾値電圧の変化を、制御トランジスタの
導通位相角すなわちデユテイ・サイクルへの効果
を求めるために、ソース電圧の時間についての導
関数で割る。不連続な多レベルの輝度レベルが所
望される表示パネルのために、階段状ソース信号
は第２Ｂ図に示したように利用できる。このモー
ドでは、ソース電圧の時間導関数は多数の制限さ
れた領域に亘つて非常に大きくなり、そして１ス
テツプ内の閾値の変動は出力輝度に影響しない。
同様な量子化は第３Ａ図および３Ｂ図に示した位
相角モードへ適用できる。

〔考案の効果〕

この考案には、軽量にもかかわらず輝度を簡単
に制御でき、しかも消費電力がわずかで済むとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の表示パネルの一部を示す回
路図、第２Ａおよび２Ｂ図はそれぞれソース電圧
がランプ波形、階段状波形である場合の表示素子
の３種類の動作モード、すなわち左から右へオフ
状態、一部オン状態、完全オン状態を示す波形
図、第３Ａおよび３Ｂ図はソース電圧が励起信号
と同期して変る場合の表示素子の４種類の動作モ
ードを示す波形図である。１０……電気−光学式表示パネル、X₁とX₂と
X₃……列母線、Y₁とY₂とY₃とY₄……行母線、
T₁……スイツチング・トランジスタ、T₂……制
御トランジスタ、C₁……コンデンサ、C_EL……表
示素子である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

複数の行および列にならべられた表示素子と、
各々が一つの行の表示素子及びスイツチング信号
源へ接続された複数の行母線と、各々が一つの列
の表示素子及び情報信号源へ接続された複数の列
母線と、全ての表示素子及び周期性信号源へ接続
された共通母線とを備え、各表示素子は関連の行
母線からのスイツチング信号に応答して関連の列
母線からの情報信号をスイツチングするスイツチ
ング・トランジスタを有し、さらに、スイツチン
グ・トランジスタに接続されて情報信号を記憶す
るコンデンサと、一方が励起信号源に接続された
２つの電極間に位置する電気−光学性物質の層
と、電気−光学性物質層の他方の電極と共通母線
の間に接続されて情報信号と周期性信号の大きさ
の相対的関係に応答して電気−光学性物質層の輝
度を制御する制御トランジスタとを備えたことを
特徴とする電気−光学式表示パネル。