DE3782858T2

DE3782858T2 - Ansteuerung fuer eine anzeigevorrichtung in matrix-form.

Info

Publication number: DE3782858T2
Application number: DE8787108680T
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Fujitsu Limited Pa Aoki; Toyoshi Fujitsu Limited Kawada; Tetsuya Fujitsu Limi Kobayashi; Hiroyuki Fujitsu Limite Miyata; Hisashi Fujitsu Limi Yamaguchi
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-06-17
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1993-04-08
Anticipated expiration: 2007-06-17
Also published as: US5517207A; EP0249954B1; EP0249954A3; DE3782858D1; EP0249954A2

Description

Diese Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Treiben oder Ansteuern einer Anzeigevorrichtung oder - tafel vom Matrixtyp, worin z.B. ein elektrisch leuchtendes Material angesteuert wird, so beispielsweise eine sogenannte Elektrolumineszenz- (im folgenden als EL bezeichnet) -Anzeigetafel vom Matrixtyp.
Bei einer EL-Anzeigetafel in Matrixform wird eine EL- Zelle, die sich am Schnittpunkt einer Scan-Elektrode und einer Datenelektrode befindet, selektiv erleuchtet durch Anlegen einer Scan-Impulsspannung an die Scan-Elektrode bei gleichzeitigem Anlegen einer Datenimpulsspannung, an die Datenelektrode, mit einer Polarität, die der des Scan-Impulses entgegengesetzt ist. Die angelegte Impulsspannung, effektiv zwischen der Scan- und der Datenelektrode, welche die Summe der jeweiligen absoluten Werte der Scan-Impulsspannung und Datenimpulsspannung ist, wird als Zellenspannung bezeichnet. Die Polarität der Zellenspannung kann bei jedem Rahmenzyklus verändert werden, um sowohl einen helleren Lichtausgang als auch eine normale Operation der EL- Zelle zu erhalten. Darüber hinaus kann der Scan-Impuls zur Reduzierung der Nennspannung des Scan-Treibers zusammengesetzt sein aus einem Schwarzwertimpuls, dessen Dauer z.B. annähernd 15,0 ms für eine Rahmenzykluszeit von 16,7 ms (60 Rahmen pro Sekunde) beträgt, und einem zusätzlichen Scan- Impuls mit einer Dauer von beispielsweise 25 bis 30 us, wenn 400 Scan-Elektroden vorhanden sind. Ein solcher Schwarzwertimpuls wurde zur Ansteuerung einer PDP (Plasmaanzeigetafel) verwendet; siehe PCT-Anmeldung, Veröffentlichungs-Nr. WO-A-83-03021 (HARJU, Terho, Teuvo).
In der folgenden Beschreibung wird durch Beispiele auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
die Figuren 1(a), 1(b) und 1(c) Spannungswellenformen oder -verläufe darstellen, die einen Schwarzwertimpuls, einen Datenimpuls und einen Scan-Impuls darstellen, zugeführt oder angelegt in einem Fall, in dem eine einzelne Zelle an einer Datenelektrode erleuchtet wird;
die Figuren 1' (a), 1' (b) und 1' (c) Spannungsverläufe sind, die Schwarzwert-, Datenimpulse und einen Scan-Impuls darstellen, zugeführt in einem Fall, in dem alle Zellen an einer Datenelektrode erleuchtet sind;
die Figuren 2(a) bis 2(f) Zeitdiagramme sind, die das Zuführen von Impulsen über zwei Rahmenzyklen darstellen;
Fig. 3 ein Schaltbild ist, das die zuvor vorgeschlagene Treiberschaltungsanordnung darstellt;
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Auswirkung unterschiedlicher virtueller Schwarzwertimpulsspannungen auf die Helligkeit der erleuchteten Zellen ist;
Fig. 5 ein Spannungsverlaufsdiagramm ist, das einen Zellenspannungsverlauf darstellt;
Fig. 6 eine graphische Darstellung der Helligkeit gegenüber den virtuellen Schwarzwertspannungskennlinien für einen Fall ist, der die vorliegende Erfindung verkörpert (e), sowie für einen Fall, der die vorliegende Erfindung nicht verkörpert (d);
Fig. 7 ein Diagramm ist, welches das Verhalten der Polarisationsladung in einer Zelle darstellt, wenn eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht angewendet wird;
die Figuren 8(a) und 8(b) das Zuführen von Kompensationsimpulsen in Übereinstimmung mit den jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen;
Fig. 9 ein Diagramm ist, welches das Verhalten einer Polarisationsladung in einer Zelle bei ihrer Operation in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 10 ein Schaltbild einer Vorrichtung ist, die die Erfindung verkörpert;
die Figuren 11(a) bis 11(g) Zeitdiagramme zugeführter Impulse sind, geliefert z.B. durch die Vorrichtung von Fig. 10, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ein Schaltbild einer anderen Vorrichtung ist, die die vorliegende Erfindung verkörpert;
die Figuren 13(a) bis 13 (g) Zeitdiagramme zugeführter Impulse sind, geliefert z.B. durch die Vorrichtung von Fig. 12, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ein schematisches Schnittbild eines CMOS-Aufbaus, zur Unterstützung bei der Erläuterung einer Verriegelung oder eines Latch-up ist, das in einem CMOS-Treiber auftreten kann;
Fig. 15 eine graphische Darstellung des Stromverbrauchs als Funktion des Prozentsatzes der erleuchteten Zellen ist; und
die Figuren 16(a) bis 16(e) sowie die Figuren 17(a) bis 17(e) Zeitdiagramme sind.
Fig. 1(a) stellt einen an eine Datenelektrode angelegten Spannungsverlauf dar, wobei Vdp einen Datenimpuls mit einer positiven Spannung Vd und mit einer Impulsbreite angibt, die grundsätzlich dieselbe ist wie die eines Scan-Impulses.
Fig. 1(b) stellt einen an eine Scan-Elektrode angelegten Spannungsverlauf dar, wobei Vdd einen Schwarzwertimpuls mit einer negativen Spannung -Vp und einer Impulsbreite Tp angibt und Vsp einen Scan-Impuls mit einer negativen Spannung -Vs, überlagert dem negativen Schwarzwertimpuls Vpp. Folglich wird bei Auswahl einer Scan-Elektrode die gesamte Scan-Impulsspannung Vp + Vs, eine sogenannte halbselektive Spannung, dort angelegt. Die Pegel der einzelnen Impulse Vd und Vp + Vs werden so gewählt, daß sie allein nicht ausreichen, eine Zelle zu erleuchten.
Fig. 1(c) stellt einen Spannungsverlauf dar, angelegt an eine Zelle (die Zelle, der der oben erwähnte Datenimpuls und Scan-Impuls zugeführt werden), gemessen in bezug auf die Scan-Elektrode. Der Spitzenpegel Va, der die Summe der absoluten Werte von Vd, Vp und Vs ist, wird hoch genug gewählt, um die Zelle zu erleuchten, z.B. 215 V. Demnach wird dieser Spitzenimpuls als ein Schreibimpuls bezeichnet.
Im Falle von Fig. 1 wird nur eine einzelne Zelle im Zentrum der Datenelektrode erleuchtet.
Beim abgebildeten Zustand der Treiberimpulse hat ein aus einem integrierten Schaltkreis (IC) bestehender Scan- Treiber nur eine Niederspannung Vs zu schalten, wie z.B. 25 V, was mit anderen Worten die Differenz zwischen der halbselektiven Impulsspannung (z.B. 190 V) und der Schwarzwertimpulsspannung (z.B. 165 V) ist, und demzufolge weitaus geringer ist als die gesamte Scan-Spannung, 190 V.
Zeitdiagramme der Scan-, Daten- und Zellenimpulsspannungen sind in den Figuren 2 für einen Fall dargestellt, in dem Scan-Elektroden vorgesehen sind.
Fig. 2(a) zeigt den an die i-te Datenelektrode angelegten Spannungsverlauf. Die Figuren 2(b) bis (d) zeigen Spannungsverläufe der jeweiligen Scan-Elektroden S&sub1; bis Sn. Die Figuren 2(e) bis (g) zeigen Zellenspannungsverläufe, die sich an den jeweiligen Schnittpunkten der i-ten Datenelektrode und der Scan-Elektroden S&sub1; bis Sn ergeben.
Im allgemeinen werden die Datenelektroden D&sub1; bis Dm durch einen Datentreiber parallel angesteuert. Eine Rahmenzykluszeit Tf (z.B. Eür einen k-ten Rahmenzyklus) ist die Zeit, die erforderlich ist, um alle Scan-Elektroden zu scannen und dann für einen nächsten Rahmenzyklus zu einer ersten Scan-Elektrode zurückzukehren. Während eines (d.h. des k-ten) Rahmenzyklus wird ein negativer Schwarzwertimpuls mit einem Pegel von -165 V zugeführt. Während des nächsten Rahmenzyklus (d.h. k+1) wird der Schwarzwertimpuls umgekehrt (positiv), und sein Pegel beträgt beispielsweise +190 V, ein absoluter Wert, der sich von dem des Schwarzwertimpulses des vorhergehenden Rahmenzyklus unterscheidet. Damit soll die Tatsache berücksichtigt werden, daß die Datenelektrode mit einem hohen Pegel (+25 V) vorgespannt ist und "negative" Datenimpulse von 0 V an die Datenelektroden geliefert werden, um dafür zu sorgen, daß in beiden Zyklen Schreibimpulse derselben Höhe erzeugt werden.
Ein typischer Scan-Impuls-Generator/treiber wird in Fig. 3 gezeigt - siehe die oben angeführte Patentanmeldung.
Wenn Schwarzwertimpulse verwendet werden, gibt es insofern ein Problem, als die Helligkeit einer bestimmten erleuchteten Zelle in Abhängigkeit von der Anzahl der erleuchteten Zellen variiert, die mit derselben Datenelektrode durch einen Rahmenzyklus hindurch verbunden sind. Eine Beschreibung der Natur dieses Problems wird unten für einen Fall gegeben, in dem ein stehendes Bild geliefert werden soll, wobei die Datenimpulse zur Vereinfachung der Erläuterung für jeden Rahmenzyklus dieselben sind.
Die Figuren 1' (a), 1' (b), 1' (c) stellen einen Extremfall dar, bei dem alle Zellen an einer Datenelektrode erleuchtet sind, verglichen mit den Figuren 1(a), 1(b), 1(c), wo nur eine einzelne Zelle an einer Datenelektrode erleuchtet ist.
Wie in Fig. 1' (c) beobachtet, wird der Schwarzwertimpulspegel tatsächlich Vp + Vd, weil Datenimpulse für die Erleuchtung aller Zellen dem Schwarzwertpegel kontinuierlich überlagert sind.
Die Helligkeitskennlinien bezüglich der beiden Fälle der Figuren 1 und 1', die vom tatsächlichen Schwarzwertimpulspegel abhängen, sind in Fig. 4 dargestellt, wobei der Pegel des Schreibimpulses veränderlich ist. Kurve "b" betrifft einen Fall, in dem ein Schwarzwertimpuls von 165 V geliefert wird, um die einzelne erleuchtete Zelle der Figuren 1 zu simulieren, und Kurve "c" betrifft einen Fall, in dem ein Schwarzwertimpuls von 190 V geliefert wird, um die sämtlich erleuchteten Zellen der Figuren 1' zu simulieren. Die Helligkeit der Kurve "c" ist offensichtlich geringer als die der Kurve "b". Die Helligkeitskennlinien in Fällen, wo sich die Zahl der erleuchteten Zellen an einer Datenelektrode zwischen "einer einzelnen Zelle" und "allen Zellen" befindet, liegen zwischen den Kurven "b" und "c". Um einen solchen Zustand zu simulieren, wird Kurve "d" von Fig. 6 durch Messen in bezug auf eine Proben-EL-Anzeige erhalten. In der Figur ist die Schwarzwertimpulsspannung veränderlich, während die Schreibimpulsspannung und die Datenimpulsspannung auf 240 V bzw. 25 V konstant gehalten werden. Entsprechend wird "die Schwarzwertimpulsspannung + die Scan-Impulsspannung" konstant gehalten. Wie in Kurve "d" beobachtet, nimmt die Helligkeit ab, wenn sich die virtuelle Schwarzwertspannung über 150 V erhöht. Das bedeutet, daß die Helligkeit abnimmt, wenn die Anzahl der erleuchteten Zellen an einer Datenleitung ansteigt.
Wenn das EL-Material, ansprechend auf einen Schreibimpuls, Licht erzeugt, werden die elektrischen Ladungen im EL-Material, einem dielektrischen Material, durch das daran angelegte elektrische Feld verschoben oder bewegt, was einen Ladungspolarisationseffekt verursacht. Der Mechanismus dieses Phänomens wird im folgenden erläutert.
Die Helligkeit des erzeugten Lichts einer Zelle hängt vom Betrag der darin erzeugten Polarisationsladung ab. Die Beziehung zwischen den zugeführten Impulsen und den in einer Zelle erzeugten Polarisationsladungen wurde untersucht und wird in Fig. 7 gezeigt. Die Vollinien stellen einen Fall dar, in dem eine einzelne Zelle an einer Datenelektrode erleuchtet oder eingeschaltet wird; die gestrichelten Linien stellen einen Fall dar, in dem alle Zellen an einer Datenelektrode erleuchtet werden. Der Zeitpunkt, zu dem ein Schwarzwertimpuls der Scan-Elektrode zugeführt wird, ist durch "tp" angezeigt, und der Zeitpunkt, zu dem ein Schreibbimpuls den Elektroden zugeführt wird, ist durch "tw" angezeigt. Die vor tp vorhandene Polarisationsladung ist eine Restladung aus dem vorhergehenden Rahmenzyklus, während welchem die Polarität der Zellenspannung umgekehrt wurde.
Das Inkrement der Ladungskurve "f" mit einem niedrigen effektiven Schwarzwertpegel ("eine einzelne leuchtende Zelle") bei tw ist größer als das bei tp.
Das oben und im folgenden verwendete Wort "Inkrement" bedeutet die Differenz zwischen der vor und nach dem Anlegen einer Impulsspannung vorhandenen Ladung, und das Wort "Differenz" umfaßt nicht nur die Differenz im Pegel einer speziellen Polarität der Ladung, sondern auch die Ladungsdifferenz von einer positiven Ladung zu einer negativen Ladung und umgekehrt.
Dagegen ist das Inkrement der Ladungskurve "g" mit einem hohen effektiven Schwarzwertpegel ("alle Zellen erleuchtet") bei tw kleiner als das bei tp.
Darüber hinaus ist das Gesamtinkrement Qb (0,38 u Coulomb/cm²) der Ladungskurve "g" kleiner als das Gesamtinkrement Qa (0,48 u Coulomb/cm²) der Ladungskurve "f".
Das zeigt, daß Differenzen des tatsächlichen oder effektiven Schwarzwertpegels das Ladungsinkrement bei tp ebenso beeinflussen wie das Gesamtladungsinkrement und dementsprechend eine Verschlechterung der Helligkeitskennlinien verursachen.
Fig. 5 ist ein detaillierteres Spannungsverlaufsdiagramm der Zellenspannung (vgl. Figuren 2(e) bis 2(g)) über zwei Rahmenzyklen (jeweils Tf) mit einer Schwarzwertimpulsdauer Tp. Fig. 5 stellt den Schwarzwertimpuls, Datenimpulse (z.B. 1 bis 5), einen Scan-Impuls und einen Schreibimpuls j dar.
DE-A-2 739 675 beschreibt ein Verfahren zum Treiben oder Ansteuern einer Anzeigetafel in Matrixform mit einer Vielzahl von Scan-Elektroden und einer Vielzahl von Datenelektroden, die die Scan-Elektroden kreuzen, um Anzeigezellen an den Kreuzungspunkten zu bilden, wobei das Verfahren Zyklen zum selektiven Zuführen von Scan-Impulsen zu den Scan-Elektroden sowie zum selektiven Zuführen von Datenimpulsen zu den Datenelektroden umfaßt, so daß eine ausgewählte Zelle, die eine Anzeige zu liefern hat, das Anlegen einer Schreibimpulsspannung daran, der Summe der an die Scan- und Datenelektroden angelegten Impulsspannungen, zuläßt, um die Zelle zu erleuchten.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen zum Ansteuen einer Anzeigetafel in Matrixform mit einer Vielzahl von Scan-Elektroden und einer Vielzahl von Datenelektroden, die die Scan-Elektroden kreuzen, um an den Kreuzungspunkten Anzeigezellen zu bilden, wobei das Verfahren die folgenden Zyklen umfaßt:
selektives Zuführen von Scan-Impulsen zu den Scan-Elektroden und
selektives Zuführen von Datenimpulsen zu den Datenelektroden, so daß eine ausgewählte Zelle, die eine Anzeige liefern soll, das Anlegen einer Schreibimpulsspannung an sie erfährt, die Summe der an die Scan- und Datenelektroden angelegten Impulsspannungen, um die Zelle zu erleuchten,
dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zyklus
vor dem Zuführen der Scan-Impulse allen Zellen ein Kompensationsimpuls zugeführt wird, wobei die Kompensationsimpulsspannung allein nicht zum Erleuchten der Zellen ausreicht,
entweder den Scan-Elektroden oder den Datenelektroden ein Schwarzwertimpuls zugeführt wird, so daß Scan-Impulse einem Schwarzwertimpuls überlagert werden, wenn der Schwarzwertimpuls über die Scan-Elektroden zugeführt wird, oder daß Datenimpulse einem Schwarzwertimpuls überlagert werden, wenn der Schwarzwertimpuls über die Datenelektroden zugeführt wird,
und dadurch gekennzeichnet, daß
die Polarität der Kompensationsimpulsspannung dieselbe ist wie die der Schwarzwertimpulsspannung, die Kompensationsimpulsspannung höher ist als die Schwarzwertimpulsspannung und die Spannung und Dauer des Kompensationsimpulses ausreichen, um in einer Zelle eine Polarisationsladung zu erzeugen, die gleich oder größer ist als eine maximale Polarisationsladung, erzeugt durch einen an der Zelle wirksamen maximalen tatsächlichen Schwarzwertimpulsspannungspegel.
Nach einem Verfahren, das die vorliegende Erfindung verkörpert, wird ein Kompensationsimpuls allen Zellen vor dem Zuführen eines Schwarzwertimpulses zu diesen zugeführt. Für jeden Rahmenzyklus ist die Polarität des Kompensationsimpulses dieselbe wie die des Schwarzwertimpulses. Der Pegel des Kompensationsimpulses ist höher als der des Schwarzwertimpulses, im allgemeinen nahezu gleich der Summe des Schwarzwertimpulses und des Datenimpulses, jedoch nicht hoch genug, um die Zelle von allein zu erleuchten. Die Dauer des Kompensationsimpulses ist lang genug, um die Ladungspolarisation entsprechend dem Pegel des zugeführten Kompensationsimpulses zu "sättigen": irgendein einer Zelle während eines Rahmenzyklus zugeführter halbselektiver Impuls beeinflußt diese durch den Kompensationsimpuls produzierte Polarisationsladung nicht. Demzufolge ist das durch Anlegen einer Schreibimpulsspannung produzierte Inkrement der Polarisationsladung ungeachtet der Zahl der halbselektiven Impulse in einem Rahmenzyklus gleichförmig, was vollselektierten Zellen die Erzeugung von Licht konstanter Helligkeit ermöglicht.
In der folgenden Beschreibung wird auf einen Fall Bezug genommen, in dem ein stehendes Bild verschoben werden muß, d.h. das Muster der angewendeten Datenimpulse ist durch jeden Rahmenzyklus hindurch konstant.
Die bei Anwendung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gelieferten Zellspannungsverläufe sind in den Figuren 8(a) und (b) dargestellt.
Um ein Beispiel zu geben, beträgt die Schwarzwertimpulsspannung Vp 165 V, die Scan-Impulsspannung Vsp 25 V und die Datenimpulsspannung Vd 25 V. Folglich wird der Pegel des in Übereinstimmung mit den dargestellten Ausführungsformen der Erfindung angewendeten Kompensationsimpulses als 195 V gewählt, etwas höher als der halbselektive Impulspegel, 190 V, der die Summe der Schwarzwertimpulsspannung Vp und der Datenimpulsspannung Vd ist, jedoch niedriger als der Pegel, bei dem die Zelle beginnt, Licht zu erzeugen.
Ein Kompensationsimpuls, der somit einen Pegel von 195 V hat, wird vor dem Schwarzwertimpuls einer Zelle zugeführt, und zwar mit derselben Polarität wie die des Schwarzwertimpulses, doch selbstverständlich unter der Schreibimpulsspannung, 215 V.
Einige dieser Musterspannungswerte unterscheiden sich von jenen, auf die in Verbindung mit der Probentafel Bezug genommen wird, die für die Bereitstellung der Daten genutzt wurde, auf denen Fig. 6 basiert, weil die Daten jetzt von einer in Produktion befindlichen praktischen Tafel genommen werden.
Wie in den Figuren 8(a) und 8(b) zu sehen ist, wird in einem zweiten Rahmenzyklus die Polarität des Kompensationsimpulses zusammen mit der des Schwarzwertimpulses umgekehrt.
Der Kompensationsimpuls kann vor der Vorderflanke des Schwarzwertimpulses zugeführt werden, und zwar mit einem gewissen Zeitintervall zwischen dem Kompensationsimpuls und dem Schwarzwertimpuls, wie in Fig. 8(a) gezeigt wird.
Der Kompensationsimpuls kann so zugeführt werden, daß er die Vorderflanke des Schwarzwertimpulses berührt, wie in Fig. 8(b) gezeigt wird. Die Dauer des Kompensationsimpulses beträgt ca. 1 ms, was ausreichend länger als die ca. 0,5 ms ist, die zum "Sättigen" der Polarisation elektrischer Ladungen im EL-Material - z.B. einem dielektrischen - einer Zelle erforderlich sind: ein beliebiger halbselektiver Impuls, d.h. "der Schwarzwertimpuls + der Datenimpuls", der einer Zelle während eines Rahmenzyklus zugeführt wird, beeinflußt die durch den Kompensationsimpuls erzeugten Ladungen nicht.
Wenn ein Schreibimpuls, d.h. ein voll selektiver Impuls, mit einem Spannungspegel von 215 V dann einer Zelle zugeführt wird, erzeugt er ein im wesentlichen konstantes Inkrement der Polarisationsladung zusätzlich im EL-Material der Zelle, und zu dieser Zeit erzeugt die Zelle gleichzeitig Licht in Abhängigkeit von der Größe des Inkrements der Polarisationsladung. Infolge dieses im wesentlichen konstanten Inkrements der Polarisationsladung ist die Helligkeit des erzeugten Lichtes im wesentlichen konstant, ungeachtet der Anzahl der der Zelle zugeführten halbselektiven Impulse, d.h. der Anzahl der Datenimpulse während eines Rahmenzyklus.
Der oben beschriebene Effekt des Kompensationsimpulses auf die Polarisationsladung wird in Fig. 9 näher erläutert, wo die Vollinien und die gestrichelten Linien die Fälle "einzelne Zelle erleuchtet" und "alle Zellen erleuchtet" betreffen, wie in Fig. 7. Die Ladungsinkremente, gezeigt durch die Vollinie und die gestrichelte Linie bei tp, haben ähnliche Werte. Die Gesamtinkremente, Qb und Qc, sind nach Anwenden des Kompensationsimpulses gleich (0,38 u Coulomb/cm&sub2;)
Das Ergebnis der Verwendung des Kompensationsimpulses in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch Kurve "e" in Fig. 6 dargestellt, wobei alle Bedingungen dieselben sind wie jene für Kurve "d" (siehe oben), bis auf die Anwendung des Kompensationsimpulses in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in der Figur beobachtet, ist die Helligkeit einer erleuchteten Zelle trotz Schwankung der Schwarzwertspannung nahezu konstant, obwohl der Höchstwert der Helligkeit etwas reduziert ist. Der Kompensationsimpuls kann entweder unabhängig sein, wie in Fig. 8(a) gezeigt, oder dem Schwarzwertimpuls überlagert, wie in Fig. 8(b) gezeigt.
Beachtet werden sollte ein Artikel mit dem Titel "A Symmetric Drive with Low Voltage Drivers for ac TFEL" von den Erfindern der vorliegenden Erfindung in "Proceedings of the 6th International Display Research Conference, October 1, 1986".
Ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Lieferns von Treiberimpulsen, einschließlich des Kompensationsimpulses, wie in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, wird in Fig. 10 gezeigt.
1 ist eine EL-Tafel, auf der m Datenelektroden, D&sub1; bis Dm, hergestellt im allgemeinen aus einem transparenten Material wie ITO (Indiumzinnoxid), und n Scan-Elektroden, S&sub1; bis Sn, hergestellt im allgemeinen aus Aluminium, orthogonal zueinander angeordnet sind.
2 ist ein Datenimpuls-Generator/treiber, in welchem m Paare einpoliger Gegentakttreiber, 6-1 bis 6-m, als Schaltelemente enthalten sind, jedes zusammengesetzt aus einem p- Kanal-MOS-Transistor und einem n-Kanal-MOS-Transistor sowie einer Gleichstromquelle 5 (+25 V) . Gemeinsam angeschlossene Drains der zwei Transistoren eines jeden einpoligen Gegentakttreibers versorgen den Treiberausgangsanschluß, der mit einer entsprechenden Datenelektrode verbunden ist. Die Scan-Treiber 7 sind zusammengesetzt aus n Paaren einpoliger CMOS-Gegentakttreiber 7-1 bis 7-n als Schaltelemente. Jeder CMOS-Treiber umfaßt einen p-Kanal-MOS-Transistor und einen n-Kanal-MOS-Transistor. Gemeinsam angeschlossene Drains der zwei Transistoren eines jeden einpoligen CMOS-Gegentakttreibers bilden einen Treiberausgangsanschluß und sind mit einer entsprechenden Scan-Elektrode verbunden. Zwischen Drain und Source eines jeden Transistors eines CMOS-Treibers ist eine natürliche Diode (eine parasitäre Diode) 21 oder 22 vorhanden, wie durch die gestrichelten Linien in der Figur angezeigt, so daß ein Strom in der Gegenrichtung zur Leitungsrichtung durch jeden zugeordneten Transistor nebengeführt wird. Alle Sourcen der n-Kanal-Transistoren sind gemeinsam an einen Energieempfangsanschluß 15 angeschlossen. Alle Sourcen der p-Kanal-Transistoren sind gemeinsam an einen Energieempfangsanschluß 16 angeschlossen.
Ein erster Treiberimpulsgenerator 3 ist mit dem Anschluß 15 verbunden.
Der erste Treiberimpulsgenerator 3 umfaßt einen ersten Schwarzwertimpulsgenerator 8, einen ersten Scan-Impulsgenerator 10 und einen ersten Kompensationsimpulsgenerator 13 sowie einen Erdungsschalter 17.
Der erste Schwarzwertimpulsgenerator 8 umfaßt eine negative Gleichstromquelle (-165 V) 8-1, eine positive Gleichstromquelle (+190 V) 8-2 und einen Dreiwegeschalter 8-3, der selektiv die Stromquelle 8-1 oder 8-2 mit dem Anschluß 15 verbindet.
Der erste Scan-Impulsgenerator 10 umfaßt eine negative Gleichstromquelle (-190 V) 10-1 und eine positive Gleichstromquelle (+190 V) 10-2 sowie einen Dreiwegeschalter 10- 3, der selektiv die Stromquelle 10-1 oder 10-2 mit dem Anschluß 15 verbindet.
Der erste Kompensationsimpulsgenerator 13 umfaßt eine negative Gleichstromquelle (-195 V) 13-1 und eine positive Gleichstromquelle (+195 V) 13-2 sowie einen Dreiwegeschalter 13-3, der selektiv die Stromquelle 13-1 oder 13-2 mit dem Anschluß 15 verbindet.
Ein zweiter Treiberimpulsgenerator 4 ist mit dem Anschluß 16 verbunden.
Der zweite Treiberimpulsgenerator 4 umfaßt einen zweiten Schwarzwertimpulsgenerator 9, einen zweiten Scan-Impulsgenerator 11, einen zweiten Kompensationsimpulsgenerator 14 und einen Erdungsschaiter 18.
Der zweite Schwarzwertimpulsgenerator 9 umfaßt eine negative Gleichstromquelle (-165 V) 9-1, eine positive Gleichstromquelle (+190 V) 9-2 und einen Dreiwegeschalter 9-3, der selektiv die Stromquelle 9-1 oder 9-2 mit dem An-90 schluß 16 verbindet.
Der zweite Scan-Impulsgenerator 11 umfaßt eine negative Gleichstromquelle (-165 V) 11-1, eine positive Gleichstromquelle (+215 V) 11-2 und einen Dreiwegeschalter 11-3, der selektiv die Stromquelle 11-1 oder 11-2 mit dem Anschluß 16 verbindet.
Der zweite Kompensationsimpulsgenerator 14 umfaßt eine negative Gleichstromquelle (-195 V) 14-1, eine positive Gleichstromquelle (+195 V) 14-2 und einen Dreiwegeschalter 14-3, der selektiv die Stromquelle 14-1 oder 14-2 mit dem Anschluß 16 verbindet.
Jeder der oben angeführten Dreiwegeschalter hat eine Mittelstellung, in der keine Verbindung besteht, d.h. eine schwimmende Stellung oder eine offene Stellung.
Zwischen den Anschlüssen 15 und 16 ist eine Zener-Diode 12 geschaltet, deren Anode mit dem Anschluß 15 verbunden ist und die Kathode mit dem Anschluß 16. Jeder Anschluß gegenüber dem Ausgangsanschluß einer jeden oben erwähnten Gleichstromquelle ist geerdet.
Eine Art des Zuführens von Treiberimpulsen zu den Elektroden der Zellen der EL-Tafel 1 wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 10 und die Zeitdiagramme der Figuren 11 beschrieben
Für den Datenimpuls-Generator/treiber 2 ist es üblich, alle Datenlektroden, D&sub1; bis Dm, parallel anzusteuern.
Fig. 11(a) zeigt einen Impulsspannungsverlauf, angelegt an die Datenelektrode Di von einem Datenimpulstreiber 6-i.
Die Figuren 11(b) bis (d) stellen Impulsspannungsverläufe dar, angelegt an die Scan-Elektroden S&sub1; bis Sn jeweils von den Scan-Impulstreibern 7-1 bis 7-n.
Die Figuren 11(e) bis (g) zeigen Zellenspannungsverläufe, gemessen in bezug auf die Scan-Elektroden.
Ein vorhergehender Scan-Zyklus (k-1) (in der Figur nicht gezeigt), während welchem die angelegte Zellenspannung negativ war, ist beendet, und die Zellenspannung muß für einen k-ten Scan-Zyklus positiv sein. Dann werden, gesteuert durch Steuersignale (in der Figur nicht gezeigt), wie z.B. ein Freigabesignal usw., die Schalter 13-3 und 14- 3 mit den Stromquellen 13-1 bzw. 14-1 verbunden, während alle anderen Schalter in ihrer Mittelstellung oder offenen Stellung gehalten werden. Somit sind an den Anschluß 15 und an den Anschluß 16 -195 V angelegt. Folglich werden alle Scan-Elektroden über die Dioden 21 und 22 mit -195 V geladen. Damit ist eine positive Kompensationsimpulsspannung von +195 V an die Zellen angelegt.
Nach Anlegen der Kompensationsspannung für ca. 1 ms werden die Schalter 13-3 und 14-3 geöffnet, und die Erdungsschalter 17 und 18 werden geschlossen, um so die Anschlüsse 15 und 16 auf 0 V rückzustellen. Während des Zuführens dieses Kompensationsimpulses werden alle Datenelektroden D&sub1; bis Dm auf 0 V gehalten durch die Gegentakttreiber 6-1 bis 6-m, die durch Steuersignale (in der Figur nicht gezeigt) geschaltet werden, welche den Gates der jeweiligen Gegentakttreiber zugeführt werden. Eine Variation des Stromkreises zum Liefern des Kompensationsimpulses wird nach der Beschreibung der Operation der Schaltung von Fig. 10 beschrieben.
Nach Zuführen des Kompensationsimpulses werden die Zellen gemäß der folgenden Beschreibung angesteuert.
Nachdem die Erdungsschalter 17 und 18 geöffnet sind, werden die Schalter 8-3 und 9-3 auf die Schwarzwertstromquellen 8-1 bzw. 9-1 von -165 V geschaltet, während die Datentreiber 0 V an alle Datenelektroden liefern.
Dann werden alle Scan-Elektroden über die Dioden 21 und 22 bei -165 V aufgeladen, und somit wird eine positive Schwarzwertimpulsspannung von +165 V an die Zellen angelegt.
Der Zeitpunkt des Einschaltens der Schalter 8-3 und 9-3 kann entweder am Ende des Kompensationsimpulses oder später als dieses Ende liegen, wie in Fig. 8(a) oder 8(b) gezeigt wird.
Zum Auswählen der ersten Scan-Elektrode S&sub1; werden die Schalter 10-3 und 11-3 auf die Stromquelle 10-1 (-190 V) bzw. auf die Stromquelle 11-1 (-165 V) geschaltet, während alle anderen Schalter, 8-3, 9-3, 13-3, 14-3, 17 und 18, offen (neutral) gehalten werden. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen 15 und 16 25 V, so daß die Scan-Treiber 7 (7-1 bis 7-n) nur eine so niedrige Spannung wie 25 V schalten müssen. In einem Treiber (z.B. 7-1) ist der erste n-Kanal-Transistor leitend geschaltet, während der paarige p-Kanal-Transistor nichtleitend gehalten wird, doch in allen anderen Treibern werden die p-Kanal-Transistoren leitend gehalten, und alle n-Kanal-Transistoren in den anderen Treibern 7-2 bis 7-n werden nichtleitend gehalten, alle gesteuert durch Steuersignale (in der Figur nicht gezeigt), die den Gates der Transistoren zugeführt werden. Demnach wird die Scan-Gesamtspannung, -190 V, bei der es sich um eine halbselektive Spannung handelt, selektiv an die erste Scan-Elektrode S&sub1; angelegt, und an alle anderen Scan-Elektroden werden -165 V angelegt, wie durch Fig. 11(b) gezeigt wird. Nach einem Halten dieses Zustands für ca. 25 us wird der Scan-Treiber 7-1 so geschaltet, daß der p-Kanal-Transistor leitend gemacht wird und der n-Kanal-Transistor nichtleitend, um so an die erste Scan-Elektrode -165 V abzugeben. Dann werden an die zweite Scan-Elektrode S&sub2; selektiv -190 V angelegt, und zwar in derselben Art wie bei der ersten Scan-Elektrode, und der Prozeß wird für aufeinanderfolgende Scan-Elektroden sequentiell wiederholt, wie das durch die Figuren 11(c) und 11(d) dargestellt wird.
Das Ansteuern der Datenelektroden erfolgt wie unten beschrieben. Für das Erleuchten oder Einschalten der Zellen an der i-ten Datenelektrode Di wird ein mit der Datenelektrode Di verbundener Gegentakttreiber selektiv geschaltet durch Steuersignale (in der Figur nicht gezeigt), zugeführt jedem Gate davon, um so der Datenelektrode Di einen Impuls von +25 V zuzuführen, im wesentlichen synchron mit dem Anlegen der halbselektiven Spannung von -190 V an eine entsprechende Scan-Elektrode, wobei eine Zelle zu erleuchten oder zünden ist, wie durch Fig 11(a) angezeigt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in den Figuren 11(e) bis 11(g) gezeigt, die Zellenspannung so hoch wie +215 V, was als "vollselektiv" oder ein Schreibimpuls bezeichnet wird, hoch genug zum Erleuchten der Zelle. Nachdem die Scan-Endelektrode ausgewählt ist, wird der Schwarzwertimpuls beendet, und dann können im allgemeinen Auffrischimpulse zugeführt werden, so daß die Gesamthelligkeit der Zelle während eines Rahmenzyklus verstärkt wird.
Nach Abschluß des k-ten Rahmenzyklus wird im nächsten Rahmenzyklus (k+1) die Polarität der Zellenspannung umgekehrt. Gesteuert durch Steuersignale (in der Figur nicht gezeigt), wie z.B. ein Freigabesignal usw., werden die Schalter 13-3 und 14-3 mit den Stromquellen 13-2 bzw. 14-2 verbunden, während alle anderen Schalter neutral oder offen gehalten werden. Somit werden +195 V an den Anschluß 15 ebenso wie an den Anschluß 16 angelegt, während die Datentreiber 6-1 bis 6-m 0 V an alle Datenelektroden D&sub1; bis Dm abgeben. Demzufolge sind alle Scan-Elektroden über die Dioden 21 und 22 auf +195 V geladen, und auf diese Weise wird an die Zellen eine negative Kompensationsspannung von -195 V angelegt. Nach Anlegen der Kompensationsspannung für ca. 1 ms werden die Stroinquellen 13-2 und 14-2 abgeschaltet und die Anschlüsse 15 und 16 durch Schließen der Erdungsschalter 17 und 18 auf 0 V rückgestellt. Um den Schwarzwertimpuls zu liefern, werden die Schalter 8-3 bzw. 9-3 auf die Schwarzwertstromquellen 8-2 bzw. 9-2 geschaltet, die beide +190 V haben. Somit sind alle Scan-Elektroden bei +190 V über die Dioden 21 und 22 geladen.
Zum Auswählen der ersten Scan-Elektrode S&sub1;, werden die Schalter 10-3 und 11-3 auf die Stromquellen 10-2 (+190 V) bzw. 11-2 (+215 V) geschaltet, während alle anderen Schalter, 8-3, 9-3, 13-3, 14-3, 17 und 18 offen (neutral) gehalten werden. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen 15 und 16 25 V, so daß der Scan-Treiber 7 nur eine so niedrige Spannung wie 25 V schalten muß.
Der p-Kanal-Transistor des ersten Scan-Treibers 7-1 ist leitend geschaltet, während der paarige n-Kanal-Transistor nichtleitend gehalten wird. Alle anderen n-Kanal-Transistoren in den Scan-Treibern 7-2 bis 7-n werden leitend gehalten, und alle anderen p-Kanal-Transistoren in den Scan- Treibern 7-2 bis 7-n werden nichtleitend gehalten, alle gesteuert durch Steuersignale (in der Figur nicht gezeigt), die den Gates der Transistoren zugeführt werden. Somit werden +215 V selektiv angelegt an die erste Scan-Elektrode S&sub1;, und +190 V werden an alle anderen Scan-Elektroden angelegt, wie in Fig. 11(b) gezeigt wird. Nach einem Halten dieses Zustandes für ca. 25 us wird die zweite Scan-Elektrode S&sub2; usw. sequentiell ausgewählt und +215 V daran angelegt (Figuren 11 (c) und 11(d)).
Das Ansteuern der Datenelektroden erfolgt wie unten beschrieben. Weil ein Datensignal durch einen negativen Impuls während des Rahmenzyklus k+1 geliefert wird, werden die Datenelektroden bei +25 V vorgespannt, indem die p-Kanal-Transistoren der Datentreiber 6 leitend gemacht werden.
Die Zellenspannung beträgt 25 V - 215 V = -190 V, was halbselektiv ist. Zum Erleuchten von Zellen an der i-ten Datenelektrode Di wird der mit der Datenleitung Di verbundene Gegentakttreiber durch Steuersignale (in der Figur nicht gezeigt) selektiv geschaltet, um so einen Impuls von 0 V an die Datenleitung Di abzugeben, wie durch Fig. 11(a) gezeigt wird, und zwar im wesentlichen synchron mit dem oben beschriebenen Zuführen des Impulses von +215 V zu einer entsprechenden Scan-Elektrode, wobei eine Zelle zu erleuchten ist. Dann wird, wie in den Figuren 11(e) bis 11(g) gezeigt wird, die Zellenspannung -215 V, hoch genug zum Erleuchten der Zelle.
Während des k-ten Rahmenzyklus kann, obwohl die Stromquellen 13-1 und 14-1 für das Liefern eines Kompensationsimpulses oder die Stromquellen 8-1 und 9-1 für das Liefern eines Schwarzwertimpulses (wobei die Stromquellen eines jeden Paares dieselbe Spannung haben) gleichzeitig mit den beiden Anschlüssen 15 bzw. 16 verbunden sind, die Verbindung der Stromquellen 13-1 und/oder 8-1 weggelassen werden. Der Vorteil einer Verwendung von zwei Impulsgeneratoren (3 und 4 in Fig. 10 oder 3' und 4' in Fig. 12 - siehe unten) mit derselben Spannung besteht darin, daß eine durch Überschwingen usw. verursachte Verformung der Impulsform durch Klemmen der Anschlüsse 15 und 16 mit beiden Impulsgeneratoren verhindert werden kann. Nicht nur die Verbindung eines der Impulsgeneratoren kann - wie oben erwähnt - weggelassen werden, sondern auch der Impulsgenerator selbst kann weggelassen werden. Die oben beschriebenen Verfahren und die Anordnungen der Fig. 10 oder 12 können für einen Fall angewendet werden, bei dem die Schwarzwertspannung sehr niedrig oder Null ist, solange die Treiberschaltung die Spannung aushalten kann. Die Impulszuführung kann in einer ähnlichen Weise wie auch während des Rahmenzyklus k+1 ausgeführt werden.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 12 und 13(a) bis 13(g) wird im folgenden eine Variante des Treiberimpulsgenerators/-treibers zum Liefern sowohl des Kompensationsimpulses als auch der Treiberimpulse beschrieben.
Anstelle der Verwendung von ±195 V für den Kompensationsimpuls, wie das mit Bezug auf die in Fig. 10 dargestellte Ausführungsform beschrieben wird, kann der Pegel des Kompensationsimpulses mit 190 V gewählt werden, was gleich der halbselektiven Spannung ist, d.h. Schwarzwertimpuls + Datenimpuls. In diesem Fall kann die in Fig. 12 gezeigte Anordnung der Impul streiberschaltungen verwendet werden.
In der Figur werden Teile, die denen in Fig. 10 ähnlich sind, durch ähnliche Bezugssymbole bezeichnet.
Ein erster Treiberimpulsgenerator 3', verbunden mit dem gemeinsamen Stromempfangsanschluß 15, umfaßt die Gleichstromquellen V&sub3;&sub1;, V&sub3;&sub2; und V&sub3;&sub3;, die +190 V, -190 V bzw. -165 V abgeben, und die Serienschalter 31-1, 32-1, 33-1, die jeweils die zugeordneten Gleichstromquellen mit dem Anschluß 15 verbinden, sowie einen Erdungsschalter 17.
Ein zweiter Treiberimpulsgenerator 4', verbunden mit dem gemeinsamen Stromempfangsanschluß 15, umfaßt die Gleichstromquellen V&sub4;&sub1;, V&sub4;&sub2; und V&sub4;&sub3;, die +215 V, +190 V bzw. -165 V abgeben, und die Serienschalter 41-1, 42-1, 43- 1, die jeweils die zugeordneten Gleichstromquellen mit dem Anschluß 16 verbinden, und einen Erdungsschalter 18.
Fig. 13(a) stellt den Spannungsverlauf der i-ten Datenelektrode dar. Die Figuren 13(b) bis 13(d) stellen Spannungsverläufe der Scan-Elektroden S&sub1; bis Sn dar. Die Figuren 13(e) bis 13(g) stellen Spannungsverläufe der Zellenspannungen der Zellen Di-S&sub1; bis Di-Sn dar.
Für einen k-ten Rahmenzyklus wird über die Dioden 21 (und 22) zum Zeitpunkt t&sub1; durch Schließen von Schalter 43-1 und Schalter 33-1 (33-1 kann nicht verwendet werden, wie in der Beschreibung der Operation der Schaltungen von Fig. 10 erwähnt wird) an alle Scan-Elektroden die Schwarzwertspannung von -165 V angelegt, während alle anderen Schalter in den Treiberimpulsgeneratoren 3' und 4' offen gehalten werden. Zur selben Zeit T&sub1; werden an alle Datenelektroden, D&sub1; bis Dm, aus der Stromquelle 5 des Datenimpulsgenerators/treibers 2 +25 V angelegt, indem ein Leiten aller p-Kanal- Transistoren, QXp1 bis QXpm, der Datentreiber 6-1 bis 6-m bewirkt wird, während alle n-Kanal-Transistoren, QXn1 bis QXnm, nichtleitend gehalten werden. Demzufolge beträgt die Zellenspannung 190 V = 165 V + 25 V. Somit ist an alle Zellen eine positive Kompensationsimpulsspannung angelegt. Zum Zeitpunkt t&sub2; nach dem Halten dieses Zustandes für ca. 1 ms, d.h. nach der Dauer des Kompensationsimpulses, stellen die Datentreiber das Liefern von +25 V ein: alle p-Kanal-Transistoren, QXp1 bis QXpm, werden nichtleitend, während alle n-Kanal-Transistoren, QXn1 bis QXnm, leitend gemacht werden. Demnach ist zum Zeitpunkt t&sub2; der Kompensationsimpuls beendet, und die Zellenspannung wird +165 V, der Schwarzwertimpulspegel.
Für den k+l-ten Rahmenzyklus, während welchem die Polarität der Zellenspannung umgekehrt wird, werden zum Zeitpunkt t&sub1;&sub1; über die Dioden 22 an alle Scan-Elektroden durch Schließen des Schalters 31-1 (vielleicht auch 42-1, aber letzterer kann nicht verwendet werden, wie mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben ist) +190 V (Gleichstromquelle V31) geliefert, während alle anderen Schalter in den Treiberimpulsgeneratoren 3' und 4' offen gehalten werden. Zu diesem Zeitpunkt liefern alle Datentreiber an alle Datenelektroden 0 V, indem alle n-Kanal-Transistoren, QXn1 bis QXnm, leitend gemacht werden, während alle p-Kanal-Transistoren, QXp1 bis QXpm, nichtleitend sind. Somit ist an alle Zellen eine negative Kompensationsimpulsspannung, -190 V, angelegt. Zum Zeitpunkt t&sub1;&sub2;, ca. 1 ms später als t&sub1;&sub1;, werden alle Datenelektroden auf +25 V geschaltet, was die Vorspannung der Datenimpulse für diesen Rahmenzyklus ist. Demnach ist zum Zeitpunkt t&sub1;&sub2; der Kompensationsimpuls beendet, und die Zellenspannung wird -165 V, der Schwarzwertimpulspegel. Nach dem Kompensationsimpuls werden Scan-Gesamtimpulse durch abwechselndes Schalten der Schalter 32-1 und 33-1 für den k-ten Rahmenzyklus oder durch abwechselndes Schalten der Schalter 41-1 und 42 für den k-l-ten Rahmenzyklus erzeugt. Synchron mit den erzeugten gesamten Scan-Impulsen leitet einer der Scan-Treiber 7-1 bis 7-n selektiv die erzeugten gesamten Scan-Impulse zu den zugeordneten Scan- Elektroden weiter.
Der Vorteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß die Kosten des Schaltungsaufbaus geringer sind.
Während die Scan-Impulse von einem der Impulsgeneratoren 3' und 4' erzeugt und den Scan-Elektroden zugeführt werden, kann der andere Impulsgenerator 4' oder 3' durch Öffnen aller Schalter des zu trennenden Impulsgenerators von dem jeweiligen Anschluß 16 oder 15 getrennt werden. In diesem Zustand ist der relevante Anschluß schwimmend.
Der Vorteil der Anordnung mit zwei Sätzen von Energiegeneratoren 3 und 4 (3' und 4') an den beiden Energieempfangsanschlüssen 15 und 16 für die Scan-Treiber 7 zum Empfangen von Energie oder Impulsen, wie in den Figuren 10 bzw. 12 gezeigt wird, besteht darin, daß das Auftreten eines Latch-up- oder Sperrphänomens in einem CMOS-Scan-Treiber verhindert wird.
Wie in Fig 14 dargestellt und allgemein bekannt ist, werden ein parasitärer NPN-Transistor 25 und ein parasitärer PNP-Transistor 26 natürlich in einem CMOS-Aufbau gebildet. Wenn ein großer Impuls, wie z.B. der Kompensationsimpuls oder Schwarzwertimpuls, die Scan-Elektroden der Anordnung von Fig. 3 lädt oder entlädt, kann der durch die parasitäre Diode 21 oder 22 fließende Lade-/Entladestrom beträchtlich sein, und dieser Diodenstrom wirkt als ein Basisemitterstrom des parasitären Transistors 25 oder 26, wodurch die beiden parasitären Transistoren 25 und 26 durch positive Rückkopplung gesperrt werden, was es einem Strom erlaubt, von der Sourceelektrode des p-Kanal-MOS-Transistors durch den CMOS-Aufbau zur Sourceelektrode des n-Kanal-MOS-Transistors zu fließen und damit einen fatalen Schaden anzurichten. Die Anordnung von Fig. 10 und die von Fig. 12 mit Impulsgeneratoren (3, 4 oder 3', 4'), die mit den Stromempfangsanschlüssen 15 und 16 der Gegentakttreiber verbunden sind, läßt jedoch das Auftreten des Latch-up-Phänomens nicht zu, weil die Spannungen der Anschlüsse gleich sind (wenn der Durchlaßspannungsabfall der Zener-Diode vernachlässigt wird) oder einer der Anschlüsse schwimmend gemacht wird. Folglich ermöglicht dieser Vorteil auch eine Erhöhung der Zuverlässigkeit der Vorrichtung sowie den Einsatz billiger ICs.
Obwohl die Impulse - wie oben beschrieben wurde - synchron zugeführt werden, kann bei einer praktischen Schaltung die zeitliche Steuerung des Ansteigens und Abfallens nominell synchron zugeführter Impulse absichtlich oder unabsichtlich bis zu einem gewissen Grad voneinander abweichen. Demzufolge besteht eine Möglichkeit, daß an einem Transistor einer Treiber-IC eine höhere Spannung als 25 V, z.B. 215 V, angelegt ist. Um die Treiber-IC vor einer daran angelegten, unerwartet hohen Spannung zu schützen, kann eine Zener-Diode 12 mit einer niedrigeren Zener-Durchbruchsspannung als der Stehspannung des Scan-Treibers zwischen den Anschlüssen 15 und 16 vorgesehen sein. Die Zener- Durchbruchsspannung der Zener-Diode 12 muß selbstverständlich dieselbe sein wie oder größer sein als die normale Spannungsdifferenz, die diesen Transistoren auferlegt ist, 25 V für diesen Fall, aber der optimale Wert der Zener-Durchbruchsspannung wird unten erörtert.
Bei der oben beschriebenen Anordnung von Fig. 12 kann, nachdem die Scan-Elektroden aus der Stromquelle V43 bis zur Schwarzwertspannung aufgeladen sind, die Stromquelle V43 durch Öffnen des Schalters 43-1 getrennt werden, d.h. der Anschluß 16 kann dann oder während der Scan-Impuls aus dem ersten Impulsgenerator 3' über den Anschluß 15 abgegeben wird, schwimmend sein. Einzelheiten der zeitlichen Steuerung der zugeführten Impulse werden unten beschrieben. Was den nächsten Rahmenzyklus mit umgekehrter Polarität der Impulse anbetrifft, so kann die Stromquelle V31, nachdem die Scan-Elektroden aus der Stromquelle V31 bis zur Schwarzwertspannung aufgeladen sind, getrennt werden, d.h. der Anschluß 15 kann dann oder während der Scan-Impuls aus dem zweiten Impulsgenerator 4' über den Anschluß 16 zugeführt wird, schwimmend sein.
Der Zweck dieses Floating- oder Schwimmend-Machens eines Stromempfangsanschlusses 15 oder 16 besteht darin, den (Fluß des) Ladestrom(s) der (in Verbindung mit den) Datenimpulse(n) zu verhindern, die den Datenelektroden über Zellen zugeführt werden, die sich auf nichtausgewählten Scan-Elektroden befinden, denen aber die Datenimpulse zugeführt werden, so daß der Stromverbrauch verringert wird.
Mit anderen Worten, wenn das mittlere Potential aller Datenelektroden, die einer Scan-Elektrode gegenüberstehen, durch eine Änderung der Anzahl ausgewählter Datenelektroden entsprechend dem angezeigten Muster geändert wird, kann sich das Potential der Scan-Elektrode, dem mittleren Potential der Datenelektroden folgend, schnell ändern, und auf diese Weise läßt sich ein unnötiger Ladestromfluß in die nicht selektiven Zellen verhindern.
Der Grad der Verringerung des Stromverbrauchs variiert in Abhängigkeit von der Zener-Spannung der Zener-Diode 12. Kennlinien des Stromverbrauchs über dem Prozentsatz der Lichtzellen für verschiedene Zener-Spannungen werden in Fig. 15 für einen Fall dargestellt, in dem die Anzahl der Datenelektroden 640 und die Anzahl der Scan-Elektroden 400 beträgt.
In der Figur betrifft Kurve "a" einen Fall, in dem die Zener-Spannung gleich der Scan-Spannung Vs ist, 25 V. Der Stromverbrauch der Anordnung von Fig. 3 ist ebenfalls durch die Kurve "a" gegeben. Der Stromverbrauch wird durch Kurve "b" dargestellt, wenn die Zener-Spannung Vs + Vd/2, 32,5 V, beträgt, und durch Kurve "c", wenn sie Vs + Vd, 50 V, ist.
Wird die Zener-Spannung erhöht, geht der Stromverbrauch bei mehr als 50 % erleuchteten Zellen zurück. Das wird wie folgt erläutert. Ein positiver Ladestrom für den k-ten Rahmenzyklus, zurückzuführen auf positive Datenimpulse aus dem Datentreiber über nichterleuchtete Zellen an nichtausgewählten Scan-Elektroden, kann nicht zum Anschluß 16 fließen, weil diese nichtausgewählten Scan-Elektroden schwimmend sind, und fließt demnach in andere nichterleuchtete Zellen an denselben nichtausgewählten Scan-Elektroden, die sich aber anderen Datenelektroden ohne Datenimpuls daran gegenüber befinden, und fließt so in diese Datenelektroden, dann zu leitenden n-Kanal-Transistoren der Datentreiber 6 und kehrt zurück zum Erdungsanschluß der Stromquelle 5. Die Amplitude dieses Stroms wird durch die Impedanz zwischen den Anschlüssen der Datenelektroden, denen Dateniinpulse zugeführt werden, und den Anschlüssen der Datenelektroden, denen kein Datenimpuls zugeführt wird, bestimmt. Demzufolge ist diese Impedanz, die die Reihenschaltung der Zellen ist, denen Datenimpulse zugeführt werden, sowie der Zellen, denen kein Datenimpuls zugeführt wird, minimal, und somit ist der Ladestrom maximal, wenn die erleuchteten Zellen 50 % betragen, dann ist der Stromverbrauch maximal. Das bedeutet, daß dieser Ladestrom abfällt, wo der Prozentsatz der erleuchteten Zellen 50 % übersteigt.
Wenn die Zener-Spannung niedriger ist als Vs + Vd, werden die Scan-Elektroden jenseits eines speziellen Prozentsatzpunktes an die Zener-Spannung geklemmt, mit anderen Worten, der schwimmende Anschluß 16 ist nicht mehr schwimmend, was auf das Leiten der Zener-Diode zurückzuführen ist, in welche der Ladestrom durch die nichterleuchteten Zellen fließt, während darin Strom verbraucht wird.
Wenn die Zener-Spannung gleich Vs ist, fließt der Ladestrom durch die nichterleuchteten Zellen immer in die Zener-Diode, und dieser Zustand entspricht einem Fall, wo der Anschluß 16 nicht schwimmend ist (sondern verbunden mit der Stromquelle V43) . Somit wird der Stromverbrauch durch die Kurve "a" gezeigt.
Wenn die Zener-Spannung erhöht wird, muß selbstverständlich die Stehspannung des Scan-Treibers erhöht werden. Dasselbe Phänomen tritt auch im k+l-ten Rahmenzyklus der entgegengesetzten Zellenspannungspolarität auf. Demzufolge wird der Wert der Zener-Spannung in Übereinstimmung mit der Entwurfsstrategie für das System gewählt, wobei Stehspannung der Treiber-IC gegen Stromverbrauch eingehandelt wird.
Obwohl in der obigen Beschreibung das Floating des Stromempfangsanschlusses kontinuierlich nach dem Anlegen der Schwarzwertimpulsspannung durchgeführt wird, gibt es andere mögliche Arten Zeitsteuermodi, so z.B. einen, bei dem das Floating des Anschlusses in Abhängigkeit von den Impulsbreiten der Datenimpulse und der Breite des Scan-Impulses sowie ihrer gegenseitigen zeitlichen Beziehung intermittierend sein kann. Zwei Proben der zeitlichen Beziehungen von Datenimpulsen und Scan-Impulsen werden in den Zeitdiagrammen der Figuren 16(a) bis 16(e) und Figuren 17(a) bis 17(e) gezeigt. In den Figuren zeigen die gestrichelten Verläufe der Impulse an, daß die Impulse schwimmend sind.
In ähnlicher Weise veranschaulichen in den Figuren 13 die gestrichelten Linien bei den Verläufen, daß die Impulse schwimmend sind.
Im Falle der Figuren 16, wo die Datenimpulse breit genug sind, daß einer kontinuierlich mit einem angrenzenden Datenimpuls verlaufen kann, wird die mit dem Stromempfangsanschluß 16 des Gegentakttreibers verbundene Schwarzwertstromquelle V43 von -165 V getrennt, d.h. schwimmend, und zwar zum Zeitpunkt t&sub3; oder davor, wenn die Vorderflanke des ersten Datenimpulses an die Datenelektrode angelegt wird. Das Floating wird zum Zeitpunkt t&sub9; unterbrochen, bei oder nach Beendigung des Enddatenimpulses.
Im Falle der Figuren 17, wo die Datenimpulse nicht breit genug sind, damit die angrenzenden Datenimpulse kontinuierlich werden, wird die zuvor mit dem Stromempfangsanschluß 16 verbundene Schwarzwertstromquelle V43 von -165 V getrennt, d.h. schwimmend, und zwar zum Zeitpunkt t&sub4;, wenn die Vorderflanke des ersten Datenimpulses an die Datenelektrode angelegt wird, und zum Zeitpunkt t&sub6;, wenn der erste Datenimpuls beendet ist, wieder verbunden. Das Schwimmen wird dann während jeder Periode wiederholt, während welcher ein Datenimpuls der Datenelektrode zugeführt wird.
In jedem der in den Figuren 16 oder 17 gezeigten Fälle wird vor oder zu der Zeit, in der einer Dateneletrode ein Datenimpuls zugeführt wird, der Stromempfangsanschluß 16 schwimmend.
Ein Datenimpuls wird einer Datenelektrode vor dem Zuführen des Scan-Impulses für beispielsweise ca. 5 us zugeführt. Erfaßt (berücksichtigt) werden soll damit eine Verzögerung des Datenimpulses beim Aufladen der Zellen, verursacht durch den elektrischen Widerstand der Datenelektroden, die aus einem stark widerstandbehafteten Material hergestellt sind (wie z.B. ITO, das einen Widerstand von 8 kW je Elektrode hat) . Dieses frühzeitige Zuführen des Datenimpulses vor dem Scan-Impuls wird im US-Patent Nr. 4 636 789 von H. Yamaguchi u.a. erwähnt.
Obwohl in der obigen Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung der Pegel des Kompensationsimpulses 195 V oder 190 V beträgt, was höher ist als die halbselektive Spannung, d.h. "Schwarzwertimpulsspannung Vp + Datenimpulsspannung Vd", kann er niedriger sein als die halbselektive Spannung, wenn eine gewisse Verschlechterung der Helligkeitsgleichförmigkeit akzeptabel ist.
Obwohl in der obigen Beschreibung von Ausführungsformen der Erf indung sowohl der Kompensationsimpuls als auch der Schwarzwertimpuls den Zellen über die Scan-Treiber zugeführt wird, können diese Impulse über die Datentreiber zugeführt werden.
Obwohl in der obigen Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung einpolige Gegentakttreiber der Datentreiber und der Scan-Treiber aus CMOS zusammengesetzt sind, können andere Arten von Transistoren verwendet werden, z.B. Paare von PNP- und NPN-Bipolartransistoren, Paare von NPN- Transistoren, Paare von PNP-Transistoren oder in ähnlicher Weise p-Kanal- oder n-Kanal-MOS-Transistoren.
Obwohl in der obigen Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung die einpoligen Gegentakttreiber der Datentreiber und der Scan-Treiber so beschrieben werden, daß in dem Fall, wenn ein Gegentakttreiber seinen Ausgang (Elektrode) steuert, die anderen Gegentakttreiber alle umgekehrt geschaltet sind, mit anderen Worten, daß die p-Kanal-Transistoren nichtleitend und die n-Kanal-Transistoren leitend sind, ist es möglich, daß die beiden paarigen Transistoren, d.h. auch die n-Kanal-Transistoren, nichtleitend gemacht werden können.
Obwohl in der obigen Beschreibung auf einen Rahmenzyklus von 60 Hz Bezug genommen wird, können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch auf andere Rahmenzyklen angewendet werden.
Obwohl in der obigen Beschreibung die angelegte Zellenspannung symmetrisch ist, können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung doch in Fällen angewendet werden, in denen die Zellenspannung asymmetrisch sein kann.
Obwohl in der obigen Beschreibung Scan- oder Datenelektroden jeweils von einzelnen Gruppen von Treibern angesteuert werden, können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Fällen angewendet werden, in denen die Treiber aus einer Vielzahl der Gruppen von Gegentakttreibern zusammengesetzt sind, wobei jede Gruppe zwei Stromempfangsanschlüsse hat, die mit den jeweiligen Impulsgeneratoren verbunden sind.
Obwohl in der obigen Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung auf zahlreiche Stromquellen und Schalter Bezug genommen wird, damit die zeitliche Steuerung der Zuführung eines jeden Impulses klar verstanden werden kann, können diese Stromquellen und ihre zugeordneten Schalter vereinheitlicht und vereinfacht werden, solange die notwendigen Impulsformen an den Elektroden bereitgestellt werden. Obwohl die Schalter in den Figuren als mechanische Schalter dargestellt sind, können diese Schalter selbstverständlich als Halbleiterschalter ausgebildet werden.
Obwohl in der obigen Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung eine Zener-Diode zwischen die Stromempfangsanschlüsse 15 und 16 geschaltet ist, können andere Konstantspannungsmittel, wie z.B. ein Varistor, ein Kondensator oder eine Gleichstromquelle, anstelle der Zener-Diode verwendet werden.
Obwohl in der obigen Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kein Bezug auf das Zuführen von Auffrischimpulsen zu den Zellen erfolgt, ist klar, daß Auffrischimpulse in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können und bei der Verstärkung der Gesamthelligkeit der erleuchteten Zellen über einen Rahmenzyklus einen guten Effekt haben können.
Für das Steuern einer Anzeigevorrichtung oder -tafel (1) in Matrixform (z.B. einer Elektrolumineszenz-Anzeigetafel) wird allen Zellen der Tafel vor oder unmittelbar zu Beginn eines Schwarzwertimpulses (Vpp, Vp, Vpp1, Vpp2) bei jedem Rahmenzyklus ein Kompensationsimpuls (Vcp, Vc, Vcp1, Vcp2) zugeführt. Der Pegel des Kompensationsimpulses ist höher als der des Schwarzwertimpulses, aber niedrig genug, daß die Zellen nicht von sich aus zünden oder einschalten. Die Dauer des Kompensationsimpulses reicht aus, um die Ladungspolarisation im EL-Material einer Zelle, wie z.B. einem Dielektrikum, bei der angelegten Spannung zu sättigen. Ungeachtet der Anzahl erleuchteter Zellen an derselben Datenelektrode wird die Helligkeit der erleuchteten Zellen konstant gehalten.
Jeder der Stromempfangsanschlüsse (15, 16) der Gegentakt-Scantreiber (7-1 bis 7-n) ist mit einem Impulsgenerator (3, 4 bzw. 3', 4') verbunden. Einer der beiden Stromempfangsanschiüsse (15, 16) kann vom Impulsgenerator (3, 4; 3', 4') schwimmend sein, während ein Datenimpuls den Datenelektroden (Di) zugeführt wird. Diese Anordnung verhindert eine Beschädigung der CMOS-Treiber durch ein Latch-up und verringert den durch das Laden des Stromes der Datenimpulse in nichtleuchtenden Zellen erzeugten Energieverbrauch.

Claims

1. Ein Verfahren zur Ansteuerung einer Anzeigetafel in Matrixform mit einer Vielzahl von Scan-Elektroden (S&sub1; bis Sn) und einer Vielzahl von Datenelektroden (D&sub1; bis Dm), die die Scan-Elektroden kreuzen, um Anzeigezellen an den Kreuzungspunkten zu bilden, welches Verfahren die folgenden Zyklen umfaßt:

selektives Zuführen von Scan-Impulsen (Vs, Vsp) zu den Scan-Elektroden, und

selektives Zuführen von Datenimpulsen (Vd, Vdp) zu den Datenelektroden, so daß eine ausgewählte Zelle, die eine Anzeige liefern soll, das Anlegen einer Schreibimpulsspannung daran erfährt, wobei die Summe der Impulsspannungen an die Scan- und Datenelektroden angelegt wird, um die Zelle zu erleuchten,

dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zyklus

allen Zellen vor dem Zuführen der Scan-Impulse ein Kompensationsimpuls (Vc, Vcp) zugeführt wird, wobei die Kompensationsimpulsspannung allein nicht ausreicht, um die Zellen zu erleuchten,

entweder den Scan-Elektroden oder den Datenelektroden ein Schwarzwertimpuls (Vp, Vpp) zugeführt wird, so daß die Scan-Impulse einem Schwarzwertimpuls überlagert werden, wenn der Schwarzwertimpuls über die Scan-Elektroden zugeführt wird, oder daß Datenimpulse einem Schwarzwertimpuls überlagert werden, wenn der Schwarzwertimpuls über die Datenelektroden zugeführt wird,

und dadurch gekennzeichnet, daß

die Polarität der Kompensationsimpulsspannung (Vcp) dieselbe ist wie die der Schwarzwertimpulsspannung, die Kompensationsiinpulsspannung (Vcp) höher ist als die Schwarzwertimpulsspannung und die Spannung und Dauer des Kompensationsimpulses (Vc) ausreichen, um eine Polarisationsladung in einer Zelle zu erzeugen, die gleich oder höher ist als eine maximale Polarisationsladung, die durch einen an der Zelle effektiven maximalen tatsächlichen Schwarzwertimpulsspannungspegel erzeugt wird.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, in welchem der Pegel der Kompensationsimpulsspannung (Vcp) im wesentlichen gleich der Summe der Schwarzwertimpulsspannung (Vpp) und der Daten- (Vdp)- oder Scan- (Vsp)-Impulsspannung ist.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 2, in welchem die Kompensationsimpulsspannung (Vcp) durch Überlagerung des Schwarzwertimpulses (Vp) und eines Scan- (Vs) oder Datenimpulses (Vp) gebildet wird oder aus einer von diesen Impulsen unabhängigen Quelle geliefert wird.

4. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die Impulspolaritäten von einem Zyklus zum nächsten umgekehrt werden.

5. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche mit jeweiligen Vielzahlen von Schaltelementen (6-1 bis 6-m; 7-1 bis 7-n) für das Zuführen von Impulsen zu den Datenelektroden (D&sub1; bis Dm) und Scanelektroden (S&sub1; bis Sn), wobei eine dieser Vielzahlen Schaltelemente (7-1 bis 7-n) einer Gegentaktanordnung umfaßt und ein jedes solches Element (7-1 bis 7-n) einen mit einer Elektrode (S&sub1; bis Sm) verbundenen Ausgangsanschluß hat und zwei Stromempfangsanschlüsse hat, die - jeder gemeinsam (15, 16) mit den entsprechenden Anschlüssen der anderen solchen Elemente - mit einem der beiden Impulsgeneratoren (3, 4; 3', 4') verbunden sind.

6. Ein Verfahren nach Anspruch 5, in welchem ein solcher Impulsgenerator (3, 4; 3', 4') getrennt wird, um den entsprechenden Stromempfangsanschluß (15, 16) schwimmend zu machen, wenn der andere genannte Impulsgenerator (3, 4; 3', 4') Impulse an die Schaltelemente (7-1 bis 7-n) liefert.

7. Ein Verfahren nach Anspruch 6, in welchem die genannten zwei Impulsgeneratoren (3, 4; 3', 4') zusätzliche Impulse (10, 11) bzw. Schwarzwertimpulse (8, 9) für die Zuführung von Scan-Spannungsimpulsen zu den Scan-Elektroden (S&sub1; bis Sn) liefern.