DE3724086C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Treiberschaltung für eine
Abtastelektroden und Datenelektroden aufweisende Dünnschicht-
Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 3 (DE 35 11 886 A1).
Eine zweifachisolierte (oder mit einem dreischichtigen
Aufbau versehene) Dünnschicht-Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung
ist herkömmlicherweise gemäß Fig. 4
aufgebaut. Danach sind auf einer gläsernen Basisplatte
1 streifenförmige parallel zueinander angeordnete
transparente Elektroden 2 aus In₂O₃ vorgesehen. Auf den
Streifenelektroden 2 befindet sich eine Schicht 3 aus
dielektrischem Material, wie beispielsweise Y₂O₃, Si₃N₄,
Al₂O₃ o. ä. Auf der Schicht 3 befindet sich eine Elektrolumineszenzschicht (EL-Schicht) 4 aus ZnS mit einem
dotierten Aktivator, wie beispielsweise Mn o. ä. Über
der EL-Schicht 4 ist eine Schicht 3′ aus dielektrischem
Material, wie zum Beispiel Y₂O₃, Si₃N₄, TiO₂, Al₂O₃
o. ä. angeordnet. Die obigen Schichten werden nacheinander
durch ein Aufdampfverfahren oder ein Aufsprühverfahren
(Sputter-Verfahren) zum dreischichtigen Aufbau
aufeinander laminiert, wobei die einzelnen Schichten
jeweils eine Dicke zwischen 0,5 bis 10 µm aufweisen.
Auf der Schicht 3′ werden streifenförmige rückwärtige
Elektroden 5 aus Al₂O₃ angeordnet, die parallel zueinander
und rechtwinklig zu den transparenten Elektroden
2 verlaufen.
Die das Elektrolumineszenzmaterial 4 einschließenden
dielektrischen Schichten 3, 3′ zwischen den Elektroden
stellen im elektrischen Ersatzschaltbild der Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung kapazitive Elemente dar.
Die Dünnschicht-Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung
wird mit einer vergleichsweise hohen Spannung von ungefähr
200 V betrieben (Fig. 5). Das von den Kreuzungsbereichen
zwischen den Elektroden 2 und 5 abgegebene
Licht ist recht stark und wird infolge eines zwischen
den Elektroden wirkenden elektrischen Wechselfeldes
erzeugt, wodurch die Betriebsdauer der Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung
verlängert ist.
Aus DE 35 11 886 A1, von der im Oberbegriff der Patentansprüche
1 und 3 ausgegangen wird, ist eine Treiberschaltung
für eine Dünnschicht-Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung
bekannt. Mit dieser Treiberschaltung
werden die Abtast- und die Datenelektroden der Dünnschicht-
Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung angesteuert
bzw. mit der erforderlichen Wechselspannung
versorgt. Dazu werden die Abtastelektroden abwechselnd
mit einer ersten Spannungsversorgungsschaltung, die
zwischen einer negativen Schreibspannung und einer Entladespannung
umschaltbar ist, und einer zweiten Spannungsversorgungsschaltung
verbunden, die zwischen einer
positiven Schreibspannung und einer Entladespannung
umschaltbar ist. Die Verbindung erfolgt über gesteuerte
Schalter in Form von P- und N-Kanal-MOS-Transistoren,
wobei für jede Abtastelektrode zwei solche Schalter
vorgesehen sind. Die Steuersignale für die Schalter
werden von logischen Schaltungen in Form von Schieberegistern
geliefert. Sämtliche P-Kanal-MOS-Transistoren
und sämtliche N-Kanal-MOS-Transistoren sind jeweils mit
einem derartigen Schieberegister zwecks Ansteuerung
verbunden. Das bedingt einen relativ hohen Schaltungs-
und Ansteuerungsaufwand auf Seiten der Abtastelektroden
und verkompliziert die Schnittstelle zwischen Treiberschaltung
und der die Abtastdaten für die Schieberegister
erzeugenden Elektronik. Der Miniaturisierung
der Treiberschaltung sind also insoweit Grenzen gesetzt.
Eine weitere Treiberschaltung für eine Dünnschicht-
Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung ist aus der älteren Anmeldung nach der
nachveröffentlichten DE 36 19 366 A1 bekannt. Auch bei
dieser Treiberschaltung werden die beiden Schalter
einer Abtastelektrode von separaten Steuersignalen
gesteuert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Treiberschaltung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
bzw. 3 zu schaffen, die in ihrem Aufbau weniger aufwendig
und dadurch kompakter ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß einer ersten
Variante mit der die Merkmale des Patentanspuchs 1
aufweisenden Treiberschaltung; die Treiberschaltung
gemäß einer zweiten Variante ist durch die Merkmale
des Patentanspruchs 3 gekennzeichnet. Die Merkmale vorteilhafter
Ausgestaltungen beider Varianten sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Nach der ersten Variante besteht die Lösung der obigen
Aufgabe sinngemäß darin, daß jeweils die beiden einer
Abtastelektrode zugeordneten Schalter als Gegentakt-
Ansteuereinheit geschaltet sind, die eine einzige
Steuerleitung aufweist, über die das Steuersignal zum
Steuern beider Schalter geliefert wird. In CMOS-Technik
aufgebaute Gegentakt-Ansteuereinheiten mit einer einzigen
Steuerleitung sind an sich bekannt, beispielsweise
aus TRIEBEL/Walter A., "Integrated Digital Electronics",
Prentice-Hall, Inc., Englewood Chliffs, N. J.,
1979, S. 300, 301.
Bei der erfindungsgemäßen Treiberschaltung werden die
beiden gesteuerten Schalter einer Abtastelektrode von
einem Steuersignal gesteuert. Je nach Art des Steuersignals
(High-Level oder Low-Level) ist entweder der
eine oder der andere Schalter der Gegentakt-Steuereinheit
eingeschaltet, so daß die Abtastelektrode in Abhängigkeit
von dem Pegel des Steuersignals entweder mit
der ersten oder mit der zweiten Spannungsversorgungsschaltung
verbunden ist. Die Ansteuerungselektronik für
die Abtastelektroden vereinfacht sich dadurch beträchtlich,
da lediglich ein Steuersignal zum Ansteuern
zweier Schalter eingesetzt werden kann. Als Folge hiervon
kann die Treiberschaltung in ihren Abmessungen
kleiner und damit kompakter ausgebildet sein.
Nach der im Patentanspruch 3 angegebenen zweiten
Variante der Erfindung besteht die Lösung der obigen
Aufgabe sinngemäß darin, daß den Datenelektroden, die
zum Aufleuchten der Elektrolumineszenzschicht im
Kreuzungsbereich zwischen einer Daten- und einer Abtastelektrode
erforderliche Modulationsspannung
schrittweise zugeführt wird und die erste und die
zweite Spannungsversorgungsschaltung zusätzlich auf die
halbe Modulationsspannung umschaltbar sind.
Nach dieser Variante der Erfindung wird die Modulationsspannung,
die von einer dritten Spannungsversorgungsschaltung
geliefert wird, an den Datenelektroden
schrittweise aufgebaut. Dadurch, daß die erste und die
zweite Spannungsversorgungsschaltung die Abtastelektroden
mit der halben Modulationsspannung beaufschlagen,
wird der Modulationsenergieverbrauch auf der Datenelektrodenseite
beträchtlich verringert. Die für die
Lichterzeugung erforderliche Spannungsdifferenz wird
durch entsprechende Versorgung der Abtastelektroden mit
der halben Modulationsspannung erzeugt, wofür weniger
Energie aufgewendet werden muß. Die Beaufschlagung der
Datenelektroden mit der halben Modulationsspannung und
der Aufbau dieser halben Modulationsspannung in zwei
Schritten ergibt eine Energieeinsparung um insgesamt
⅜. Die Energieverringerung erlaubt eine leistungsärmere
Ausgestaltung der Ansteuerungselektronik der
Datenelektroden, wodurch die Treiberschaltung gedrungener
und damit in ihren Abmessungen kompakter wird.
Zur Verringerung des Energieverbrauchs der Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung beim Schreiben, d. h. beim
Aufleuchten der Anzeigevorrichtung, sind gemäß Anspruch
5 gesteuerte Schalter vorgesehen, über die die Abtast-
bzw. Datenelektroden beim Entladen zum Speichern der
elektrischen Ladung mit einem Speicherkondensator verbunden
sind. Durch die Verbindung der Abtast- bzw.
Datenelektroden mit dem Speicherkondensator wird die
nach der Lichtabgabe noch vorhandene elektrische Ladung
gespeichert und für die nächste Leuchtperiode den Abtast-
bzw. Datenelektroden wieder zugeführt. Dadurch
läßt sich der Energieverbrauch der Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung
(weiter) verringern.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
im Zusammenhang mit den Zeichnungen detailliert erläutert.
Im einzelnen zeigt
Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 2 (a) und 2 (b) ein Ausführungsbeispiel eines Treibers vom Push/
Pull-Typ;
Fig. 3 ein Zeitdiagramm für den Ablauf gemäß Fig. 1;
Fig. 4 eine teilweise geschnittene perspektivische
Ansicht der dünnschichtigen elektrolumineszierenden
Anzeigevorrichtung;
Fig. 5 ein Schaubild der Leuchteigenschaften in bezug
auf die Betriebsspannung der Anzeigenvorrichtung;
Fig. 6 ein elektrisches Schaltbild einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 7 ein Zeitdiagramm des Ablaufs der Vorrichtung
gemäß Fig. 6;
Fig. 8 ein Schaltbild einer Treiberschaltung der Anzeigevorrichtung
gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 9 ein Zeitdiagramm zum Arbeitsablauf der Vorrichtung
gemäß Fig. 8 und von Beispielen der Wellenformen
der Spannung, die den Bildelementen
zugeführt wird; und
Fig. 10 (a) und 10 (b) Wiedergewinnungsschaltungen der Treiberschaltung.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Treiberschaltung
der ersten Ausführungsform. Mit 10 ist die dünnschichtige
elektrolumineszierende Anzeigevorrichtung mit
einer Lichtabgabe-Schwellenspannung Vth (VW<Vth<VW+VM)
bezeichnet. Die Abbildung zeigt nur einen Satz Elektroden,
wobei die Elektrode in der X-Richtung die datenseitige
Elektrode und die Elektrode in der Y-Richtung
die abtastseitige Elektrode ist. Abtastseitige
im Gegentakt-(Push/Pull-)Betrieb arbeitende Treiber IC 20, 30 mit hoher Haltespannung sind
den ungeradzahligen Leitungen bzw. den geradzahligen
Leitungen der Elektroden in Y-Richtung zugeordnet. Logische Schaltungen
21, 31 der Schieberegister in den jeweiligen abtastseitigen
Treiber IC 20, 30 sind in der Lage, einen Zustand
herzustellen, bei dem das Pull-Up- oder Pull-Down-
Element entsprechend der Abtastdaten in dem Schieberegister
durch die Steuersignale, etwa die Abtastdaten,
PUP, PWD, eingeschaltet wird, d. h. einen Zustand,
bei dem alle Pull-Up- oder Pull-Down-Elemente unabhängig
von den Abtastdaten eingeschaltet werden. Mit 40
ist ein ebenfalls im Gegentakt-(Push/Pull-)Betrieb arbeitender datenseitiger Treiber TC mit hoher Haltespannung
bezeichnet, den der Elektroden in
X-Richtung zugeordnet ist.
41 ist eine logische Schaltung der Schieberegister
des datenseitigen Treibers IC 40. Die Fig. 2 (a) und 2 (b)
zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Gegentakt-Treibers.
Mit 501 ist ein Pch-MOSFET mit hoher
Haltespannung für Push-Up-Verwendung bezeichnet. Mit
502 ist ein Nch-MOSFET mit hoher Haltespannung für die
Pull-Down-Verwendung bezeichnet. Ferner sind Dioden
503, 504 vorgesehen, die den Strom in die jedem Feldeffekttransistor (FET) entgegengesetzte
Richtung fließen lassen. Die FET 501, 502
werden von den Schaltungen der Pegelanheber in Übereinstimmung
mit den Eingangsdaten an- oder ausgeschaltet.
Es ergeben sich keine Probleme, wenn der Push-
Pull-Treiber aus dem Schaltelement mit einer Pull-Up-
Funktion und aus dem Schaltelement mit einer Pull-
Down-Funktion besteht.
Eine erste Spannungsversorgungsschaltung 100
zum Schalten der elektrischen Potentiale der gemeinsamen
Pull-Down-Leitung der abtastseitigen Treiber
20, 30 besteht aus Schaltern SW 1, SW 2, die von den Steuersignalen
NVC, NGC auf die (Ein-)Schreibspannung -VW mit
negativer Polarität und auf den 0 V-Anschluß umgeschaltet
werden.
Eine zweite Spannungsversorgungsschaltung 200
zum Schalten der elektrischen Potentiale der gemeinsamen
Pull-Up-Leitung der abtastseitigen Treiber 20, 30
besteht aus Schaltern SW 3, SW 4, die von den Steuersignalen
PVC, PGC auf die Schreibspannung VW+VM mit positiver
Polarität und 0 V umgeschaltet werden.
Eine dritte Spannungsversorgungsschaltung 300
zum Schalten der elektrischen Potentiale der gemeinsamen
Pull-Up-Leitung des datenseitigen Treibers 40
besteht aus einem Schalter SW 5, der von dem Steuersignal
MC gesteuert die Modulationspannung VM erdungsfrei zuschaltet.
Mit 400 ist eine Steuerschaltung zur Dateninversion
bezeichnet.
Im folgenden wird der Arbeitsablauf der Vorrichtung
gemäß Fig. 1 im Zusammenhang mit dem Zeitdiagramm gemäß
Fig. 3 beschrieben.
Die Beschreibung geht von der Voraussetzung aus, daß
die Abtastelektrode Y₁ mit dem Bildelement A und die
Abtastelektrode Y₂ mit dem Bildelement B durch den linearen,
aufeinanderfolgenden Betriebsablauf gewählt
werden. Bei dieser Treibereinrichtung wird der Betriebsablauf
durch die Umkehrung der Polarität der Schreibspannung
durchgeführt, die dem Bildelement jeder
Zeile zugeführt werden soll. Die Treiberzeitsteuerung
für eine Zeile, bei der die MOSFET für die
Pull-Down-Verwendung der Treiber IC 20, 30 mit hoher
Haltespannung, die mit einer selektierten abtastseitigen Elektrode (Selektierabtastelektrode)
verbunden sind, zum Zuführen des negativen
Schreibimpulses auf das Bildelement auf der Elektrodenleitung
eingeschaltet wird, wird die Treiberzeitsteuerung
genannt. Die Treiberzeitsteuerung einer Zeile,
bei der der MOSFET für die Pull-Up-Verwendung eingeschaltet
wird, um den positiven Steuerimpuls auf der
Elektrodenleitung zu übermitteln, wird die P-Treiberzeitsteuerung
genannt. Ein Feld (eine Bildfläche oder auch ein Halbbild genannt), bei
dem die P-Ansteuerung für die geradzahligen Abtastelektroden
und die N-Ansteuerung für die
ungradzahligen abtastseitigen Elektroden durchgeführt wird,
wird als NP-Feld (NP-Halbbild) bezeichnet, und das zu diesem umgekehrte
Feld (d. h. das zweite Halbbild) wird als PN-Feld bezeichnet.
Der Pch-MOSFET aller Treiber SDr 1 bis SDri auf der
Abtastseite wird eingeschaltet, der Schalter SW 4 wird
von dem Steuersignal PGC eingeschaltet, um alle Elektroden
auf der Abtastseite zu halten. Gleichzeitig wird
der Schalter SW 5 von dem Steuersignal MC eingeschaltet.
Die Treiber DDr 1 bis DDri auf der Datenseite schalten
den Pch-MOSFET bei der Lichtausstrahlung entsprechend
dem Anzeigedatensignal an und schalten den Nch-MOSFET
bei ausbleibender Lichtausstrahlung an. Wenn bei Lichtabgabe
das Anzeigedatensignal "H" ist, und bei ausbleibender
Lichtabgabe "L" ist, ist die Eingabeanzeigedatenlogik
wo, wie sie in den Treiber-IC-40 eingegeben
werden muß, so daß das Signal RVC in der Dateninversionssteuerschaltung
400 auf "L" gehalten wird. (Jedoch
ist der Treiber IC auf "H" bei eingeschaltetem Pch-MOSFET
und auf "L" bei ausgeschalteten Nch-MOSFET. Bei
Durchführen des linearen aufeinanderfolgenden Ansteuerungsablaufs
werden die Anzeigedaten während des Vorderzeilentreiberablaufs
übermittelt und von der Halteschaltung
aufrechtgehalten.) Somit wird die Modulationsspannung
VM lediglich auf der Datenseite des
lichtabgebenden Bildelementes geladen. Nach Beendigung
des Ladeablaufs wird der Schalter SW 5 ausgeschaltet.
Damit das elektrische Potential der gemeinsamen
Pull-Down-Leitung auf der Abtastseite für alle Treiber
SDr 1 bis SDri in die negative Polarität der Schreibspannung
-VW umgewandelt wird, wird der Schalter SW 1
durch das Steuersignal NVC eingeschaltet. Gleichzeitig
wird nur der Treiber 20 auf der ungeradzahligen Abtastseite
entsprechend den Daten des Schieberegisters
eingeschaltet. Nur bei dem Treiber, der mit der Selektierabtastelektrode
verbunden ist, ist der Nch-MOSFET
eingeschaltet, bei den anderen ist der Pch-MOSFET eingeschaltet.
Der Treiber 30 auf der geradzahligen Abtastseite und
der Treiber 40 auf der Datenseite führen
den Ansteuerungsablauf der TN1-Periode fort.
Somit wird dem lichtabgebenden Element zum Aussenden
des Lichtes die Spannung VM-(-VW)=VW+VM zugeführt. Bei
ausbleibender Lichtabgabe wird die Spannung 0 V-(-VW)=VW
übermittelt, jedoch wird kein Licht abgegeben, da die
Spannung die Lichtabgabe-Schwellenspannung Vth ist oder
geringer als diese ausfällt.
Nachdem der Schalter SW 1 durch das Steuersignal
NVC ausgeschaltet worden ist, wird der Schalter SW 2
durch das Steuersignal NGC eingeschaltet, und gleichzeitig
wird das Nch-MOSFET aller abtastseitigen Treiber
eingeschaltet. Somit wird die Schreibspannung entladen,
so daß alle Abtastelektroden zu Null Volt (0 V)
werden.
Der Nch-MOSFET aller Treiber SDr 1 bis SDri auf der
Abtastseite wird eingeschaltet, und der Schalter
SW 2 wird durch das Steuersignal NGC einschaltet, um das
elektrische Potential aller Elektroden auf der Abtastseite
auf 0 V zu halten. Gleichzeitig wird der Schalter
SW 5 durch das Steuersignal MC eingeschaltet. Die Treiber
DDr 1 bis DDri auf der Datenseite schalten bei der
Lichtabgabe den Nch-MOSFET an, und entsprechend dem
Umkehrsignal der Anzeigedaten schalten sie den Pch-
MOSFET bei ausbleibender Lichtabgabe an. Wenn das Umkehrsignal
der Eingangsanzeigedaten in den Treiber
IC 40 eingegeben werden muß, wird das Signal RVC in der
Datenumkehrsteuerschaltung 400 auf "H" gehalten. Somit
wird die Modulationsspannung VM auf der Datenseite lediglich
in dem nicht-lichtabgebenden Bildelement geladen.
Der Schalter SW 5 wird nach Abschluß des Ladeablaufs
ausgeschaltet.
Um das elektrische Potential auf der gemeinsamen
Pull-Up-Leitung der Abtastseite für alle Treiber auf
die positive Polarität der Schreibspannung VW+VM zu
bringen, wird der Schalter SW 3 durch das Steuersignal
PVC eingeschaltet. Gleichzeitig wird nur der Treiber 30
auf der geradzahligen Abtastseite entsprechend der Daten
des Schieberegisters eingeschaltet. Nur bei dem
Treiber, der mit der Selektierabtastelektrode verbunden
ist, ist der Pch-MOSFET eingeschaltet, bei den anderen
ist der Nch-MOSFET eingeschaltet. Der Treiber 20 auf
der ungeradzahligen Abtastseite und der Treiber 40 auf
der Datenseite führen den Abtastablauf der TP 1-Periode
fort. Die Spannung (VW + VM)-0 V=VW + VM wird dem lichtabgebenden
Bildelement zum Aussenden des Lichts übermittelt.
Obwohl die Spannung (VW + VM)-VM=VW dem nichtlichtabgebenden
Bildelement übermittelt wird, wird kein
Licht abgegeben, da die Spannung die Lichtabgabe-
Schwellenspannung Vth ist oder geringer als diese ausfällt.
Nachdem der Schalter SW 3 durch das Steuersignal
PVC ausgeschaltet worden ist, wird der Schalter SW 4
durch das Steuersignal PGC eingeschaltet und gleichzeitig
wird das Pch-MOSFET der Abtastseite für alle
Treiber eingeschaltet. Dann wird die Schreibspannung
entladen, so daß alle Abtastelektroden auf 0 V gebracht
werden.
Es wird ein Betriebsablauf durchgeführt, der demjenigen
bei der Modulationsspannungsladeperiode (TP 1)
beim NP-Feld-P-Betriebsablauf ähnlich ist.
Die selektierte Abtastelektrode ist eine
ungeradzahlige, und der Treiber 30 für die geradzahligen
Abtastelektroden führt den Betriebsablauf ähnlich demjenigen
bei der Schreibperiode (TP 2) bei der NP-Feld-
P-Ansteuerung aus, mit Ausnahme der Fortsetzung des Steuerungsablaufs
der TP 4-Periode.
Es wird ein Betriebsablauf durchgeführt, der demjenigen
bei der Entladeperiode TP 3 bei der NP-Feld-P-
Ansteuerung ähnlich ist.
Es wird ein Betriebsablauf durchgeführt, der demjenigen
bei der Modulationsspannungsladeperiode (TN 1)
bei der NP-Feld-N-Ansteuerung ähnlich ist.
Es ist eine geradzahlige Abtastelektrode selektiert
und der Treiber 20
für die ungeradzahligen Abtastelektrode führt einen Betriebsablauf
durch, der demjenigen der Schreibperiode (TN 2)
bei der NP-Feld-N-Ansteuerung ähnlich ist, mit Ausnahme
der Fortsetzung des Steuerungsablaufs der Modulationsspannungsladeperiode
(TN 4) bei der PN-Feld-N-Ansteuerung.
Es wird ein Betriebsablauf durchgeführt, der demjenigen
bei der Entladeperiode (TN 3) bei der NP-Feld-
N-Ansteuerung ähnlich ist.
Bei der Treiberschaltung werden Treiberzeitsteuerungen
für das NP-Feld und das PN-Feld durchgeführt. In dem
NP-Feld wird die N-Ansteuerung für eine selektierte geradzahlige
Abtastelektrode durchgeführt, und in dem PN-Feld
wird die P-Ansteuerung für eine selektierte geradzahlige Abtastelektrode
durchgeführt. Die dieser Ansteuerung
entgegengesetzte Ansteuerung wird zum Erzeugen von
Wechselstrom-Ansteuerungsimpulsen durchgeführt, welche für alle
Bildelemente der Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung
benötigt werden. Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die Wellenformen
der Spannung, die den Bildelementen A, B zuzuführen
sind.
Bei der Treiberschaltung wird die Pull-Up-Verwendung
und die Pull-Down-Verwendung für die Treiber der Ausgangsstufe
durch ein einziges Schieberegister und das
Treibersteuersignal gesteuert. Bei herkömmlichen
Treiberschaltungen sind jedoch ein Schieberegister für
die Pull-Up-Steuerung und ein Pull-Up-Steuersignal sowie ein weiteres Schieberegister
für die Pull-Down-Steuerung und ein Pull-Down-Steuersignal
erforderlich. Ferner müssen beide Steuersignale
erdungsfrei sein, um der Abtastelektrode die positiven
und die negativen Impulse mit hoher Spannung zuzuführen.
Jedoch ist in dem Treiber mit hoher Haltespannung
des Push/Pull-Typs das erdungsfreie Steuersignal kürzer
als das herkömmliche Signal, wodurch die
Schnittstellenschaltung für das Treibersteuersignal
verkleinert wird und somit Kosten gespart werden. Bei
der herkömmlichen Treiberschaltung benötigt der Treiber
mit hoher Haltespannung für eine Zeile in der Abtastelektrode
zwei oder mehr Schieberegister, während der Treiber mit hoher
Haltespannung des Push/Pull-Typs nur ein Schieberegister benötigt,
wodurch beträchtliche Kosten eingespart werden und die
Vorrichtung flach und kompakt ausfällt.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Schnittstellenschaltung
für die in den abtastseitigen Treiber einzugebenden
Steuersignale durch den Treiber mit hoher
Haltespannung mit der Pull-Up-Funktion und der Pull-
Down-Funktion vereinfacht. Da bei der Abtastelektrode
die Treiberkosten pro Zeile verringert werden, werden
bei Betrieb der gesamten Vorrichtung beträchtliche Kosten
eingespart.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer Treiberschaltung
gemäß einer zweiten Ausführungsform. Teile, die denen der ersten
Ausführungsform gemäß Fig. 1 entsprechen, sind
durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Unterschiede
zwischen der zweiten Ausführungsform gemäß Fig.
6 und der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die
folgenden. Mit 10 ist eine dünnschichtige elektrolumineszierende
Anzeigevorrichtung mit der Lichtabgabe-
Schwellenspannung Vth gekennzeichnet, wobei gilt: VW-1/2VM<Vth<VW+1/2VM.
In dieser Abbildung sind nur die Elektroden
gezeigt, die die Elektrode in der X-Richtung als datenseitige
Elektrode und die Elektrode in der Y-Richtung
als abtastseitige Elektrode aufweisen.
Mit 100 ist eine Spannungsversorgungsschaltung zum Umschalten
des elektrischen Potentials
der gemeinsamen Pull-Down-Leitung der abtastseitigen
Treiber 20, 30 bezeichnet. Die Schaltung besteht aus den
Schaltern SW 1, SW 2, SW 3, die durch die Steuersignale
NVC, NGC, NM 2 auf die negative Polarität der Schreibspannung
-VW+1/2VM, die Modulationsspannung 1/2VM und
0 V umgeschaltet werden.
Mit 200 ist eine zweite Spannungsversorgungsschaltung
zum Schalten des elektrischen Potentials der gemeinsamen
Pull-Up-Leitung der abtastseitigen Treiber 20, 30 bezeichnet.
Die Schaltung besteht aus Schaltern SW 4, SW 5,
die durch die Steuersignale PVC, PM 2 auf die positive
Polarität der Schreibspannung VW+1/2VM und die Modulationsspannung
1/2VM umgeschaltet werden.
300 bezeichnet eine Schaltung
zum Umschalten des elektrischen Potentials
der gemeinsamen Leitung des datenseitigen Treibers 40.
Die Schaltung besteht aus einem Schalter SW 6, der durch
das Steuersignal M 1 in die Modulationsspannung 1/2VM
und den Floating-Zustand umgeschaltet wird.
400 bezeichnet eine dritte Spannungsversorgungsschaltung
zum Zuführen der Modulationsspannung von
einem 1/2VM im Anschluß an die Zuführung der Modulationsspannung
von 1/4VM durch das Anschalten des Schalters SW 8 mittels
des Steuersignals MDW und das Anschalten des
Schalters SW 7 durch das Steuersignal MUP. Die Schaltung
ist mit den Schaltern SW 3, SW 5, SW 6 verbunden, die durch
die Steuersignale M 1, NM 2, PM 2 gesteuert werden.
Mit 500 ist eine Datenumkehrsteuerschaltung bezeichnet.
Im folgenden wird der Arbeitsablauf gemäß Fig. 6 im
Zusammenhang mit dem Zeitdiagramm gemäß Fig. 7 beschrieben.
Die Abtastelektrode Y₁ mit dem Bildelement A und die
Abtastelektrode Y₂ mit dem Bildelement B sind durch den
linearen aufeinanderfolgenden Betriebsablauf gewählt
worden. Bei der Treibervorrichtung erfolgt der Betriebsablauf
durch die Umkehrung der Polarität der Schreibspannung,
welche dem Bildelement pro Zeile zugeführt
werden soll. Die Treiberzeitsteuerung pro Zeile, bei
der der Pull-Down-MOSFET der Treiber IC mit hoher
Haltespannung 20, 30, welche mit der abtastseitigen
selektierten Elektrode verbunden sind, eingeschaltet ist, und
der negative Schreibimpuls dem Bildelement an der
Elektrode übermittelt wird, wird die N-Treiberzeitsteuerung
genannt. Die Treiberzeitsteuerung pro Zeile, bei
der der Pull-Up-MOSFET eingeschaltet wird und der
positive Schreibimpuls dem Bildelement an der Elektrodenleitung
übermittel wird, wird die P-Treiberzeitsteuerung
genannt. Zudem wird ein Feld (Bildfläche oder Halbbild),
bei dem die N-Ansteuerung für die ungeradzahlige Leitung
auf der Abtastseite und die P-Ansteuerung für die
geradzahlige Leitung durchgeführt werden, als NP-Feld
bezeichnet. Das zu diesen inverse Feld (d. h. das zweite Halbbild wird als
PN-Feld bezeichnet.
Der Nch-MOSFET aller Treiber SDr 1 bis SDri auf der
Abtastseite wird eingeschaltet, und der Schalter SW 2 wird
durch das Steuersignal NGC eingeschaltet, so daß alle
Elektroden auf der Abtastseite auf 0 V gehalten werden.
Gleichzeitig wird der Schalter SW 6 durch das Steuersignal
M 1 eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt schalten
die Treiber DDr 1 bis DDri auf der Datenseite den Pch-
MOSFET im Falle der Lichtabgabe entsprechend den Anzeigedaten
an, und schalten den Nch-MOSFET im Falle
nicht erfolgender Lichtabgabe an. Wenn das Anzeigedatensignal,
das in den Treiber IC 40 eingegeben werden
muß, bei "H" aufleuchtet, leuchtet es nicht bei "L"
auf, so daß das Signal RVC in der Datenumkehrsteuerschaltung
500 auf "L" gehalten. (Bei dem Treiber IC
wird bei "H" der Pch-MOSFET eingeschaltet und der Nch-MOSFET
ausgeschaltet, und bei "L" der Pch-MOSFET ausgeschaltet
und der Nch-MOSFET eingeschaltet. Während
des linearen aufeinanderfolgenden Ansteuerns werden die
Anzeigedaten beim Betriebsablauf für die vorherige Zeile
übermittelt und von der Halteschaltung gehalten.) In
diesem Falle wird die Spannung von 1/4VM dem lichtabgebenden
Bildelement zugeführt. Der Schalter SW 8 wird
durch das Steuersignal MDW eingeschaltet, um den Kondensator
CM auf die Modulationsspannung von 1/4VM aufzuladen.
Nachdem der Schalter SW 8 durch das Steuersignal
MDW ausgeschaltet worden ist, wird der Schalter SW 7
durch das Steuersignal MUP eingeschaltet, um dem lichtabgebenden
Bildelement die Modulationsspannung von
1/2VM zu übermitteln. Folglich wir die erste Modulationsspannung
1/2VM auf der Datenseite schrittweise nur
dem lichtabgebenden Bildelement übermittelt, nicht jedoch
dem nicht-lichtgebenden Bildelement, so daß dessen
elektrisches Potential der datenseitigen Elektrode auf
0 V gehalten wird. Nach Beendigung des Ladeablaufs werden
die Schalter SW 6 und SW 7 ausgeschaltet.
Nur der mit der Selektierabtastelektrode verbundene
Treiber schaltet den Nch-MOSFET ein; bei den anderen
abtastseitigen Elektroden sind die jeweiligen Pch-MOSFET eingeschaltet.
Gleichzeitig wird die Modulationsspannung von 1/4VM auf
der gemeinsamen Pull-Up-Leitung der Abtastleitung allen
Treibern IC 20, 30 bei durch das Steuersignal PM2 eingeschaltetem Schalter SW 5
zugeführt. Anschließend wird
der Schalter SW 7 durch das Steuersignal MUP eingeschaltet,
um die Modulationsspannung von 1/2VM zu übermitteln.
Auch der Schalter SW 1 wird durch das Steuersignal
NVC eingeschaltet, um die negative Polarität der Schreibspannung
-VW + 1/2VM über die gemeinsame Pull-Down-
Leitung zu übermitteln. Dagegen setzt der datenseitige
Treiber 40 den Betriebsablauf der Ladeperiode (TN 1) der
ersten Modulationsspannung bei der N-Ansteuerung fort.
Da während der Ladeperiode (TN 1) der ersten Modulationsspannung
bei der N-Ansteuerung die Modulationsspannung
von 1/2VM auf der Datenseite dem lichtabgebenden
Bildelement übermittelt wird, wird das elektrische
Potential der datenseitigen Elektrode VM. Wenn die
negative Polarität der Schreibspannung -VM + 1/2VM der
Selektierabtastelektrode zugeführt wird,
wird zum Abgeben des Lichtes VM-(-VM + 1/2VM)=VW + 1/2VM
übermittelt. Die Datenelektrode eines nicht-lichtabgebenden Bildelementes hat
ein elektrisches Potential von 0 V.
Die negative Polarität der Schreibspannung
-VW + 1/2VM wird der abtastseitigen Elektrode zugeführt,
so daß 0 V-(-VW + 1/2VM)=VW-1/2VM dem nicht-lichtabgebenden
Bildelement übermittelt wird. Da die Spannung gleich der
Lichtabgabe-Schwellenwert-Spannung Vth oder geringer
als diese ist, leuchtet das Bildelement nicht auf.
Nachdem die Schalter SW 1, SW 5, SW 7 durch die Steuersignale
NVC, PM 2, MUP ausgeschaltet worden sind, wird der
Schalter SW 2 durch das Steuersignal NGC eingeschaltet,
und gleichzeitig wird der Nch-MOSFET der Abtastseite
für alle Treiber eingeschaltet. Somit werden die Schreibspannung
und die zweite Modulationsspannung entladen,
so daß alle Abtastelektroden 0 V werden.
Der Nch-MOSFET aller Treiber SDr 1 bis SDri auf der
Abtastseite wird eingeschaltet. Der Schalter SW 2 bleibt
durch das Steuersignal NGC eingeschaltet, so daß alle
abtastseitigen Elektroden auf einem elektrischen Potential
von 0 V gehalten werden. Gleichzeitig wird der
Schalter SW 6 durch das Steuersignal M 1 eingeschaltet.
Zu diesem Zeitpunkt schalten die Treiber DDr 1 bis DDri
auf der Datenseite den Nch-MOSFET an, wenn entsprechend
dem Umkehrsignal des Anzeigedatensignals Licht abgegeben
wird, und schalten den Pch-MOSFET ein, wenn keine
Lichtabgabe erfolgt. Wenn das Umkehrsignal des Eingangs-
Anzeigedatensignals (DATA) in den Treiber IC 40
eingegeben werden soll, wird das Signal RCV in der Datenumkehrsteuerschaltung
500 auf "H" gehalten. Zudem
wird die Modulationsspannung von 1/4VM dem nicht-licht-
abgebenden Bildelement übermittelt, und der Schalter
SW 8 wird durch das Steuersignal MDW eingeschaltet, um
den Kondensator CM auf die Modulationsspannung von 1/4VM
aufzuladen. Nachdem der Schalter SW 8 durch das Steuersignal
MDW ausgeschaltet worden ist, wird der Schalter
SW 7 durch das Steuersignal MUP eingeschaltet, um die
Modulationsspannung von 1/2VM dem nicht-lichtabgebenden
Bildelement zu übermitteln. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt
kein Ladeablauf für das lichtabgebende Bildelement, so
daß das elektrische Potential der datenseitigen Elektrode
0 V wird. Somit wird die Modulationsspannung 1/2VM
auf der Datenseite schrittweise lediglich dem nicht-lichtaussendenen
Bildelement zugeführt. Nach Beendigung
des Ladeablaufs werden die Schalter SW 6, SW 7 ausgeschaltet.
Nur bei dem mit der Selektierabtastelektrode verbundenen
Treiber ist der Pch-MOSFET eingeschaltet, bei
den anderen abtastseitigen Treibern ist der Nch-MOSFET
eingeschaltet. Gleichzeitig wird der Schalter SW 4 durch
das Steuersignal PVC
eingeschaltet,
um über die gemeinsamen Pull-Up-Leitung der Abtastseite aller Treiber IC 20, 30 die positive Polarität der Schreibspannung VW + 1/2VM
zu übermitteln. Der Schalter SW 3 wird durch das Steuersignal
NM 2 auf der gemeinsamen Pull-Down-Leitung eingeschaltet,
um die Modulationsspannung von 1/4VM zu übermitteln.
Anschließend wird der Schalter SW 8 durch das
Steuersignal MUP eingeschaltet, um die Modulationsspannung
von 1/2VM schrittweise zuzuführen. Der datenseitige
Treiber 40 führt den Betriebsablauf der Ladeperiode
(TP 1) für die erste Modulationsspannung bei der P-Ansteuerung
fort.
Bei dem lichtabgebenden Bildelement wird die positive
Polarität der Schreibspannung VW + 1/2VM der Selektierabtastelektrode
übermittelt, während das elektrische
Potential der datenseitigen Elektrode 0 V ist. Die
Spannung (VW + 1/2VM)-0 V=VW + 1/2VM wird dem lichtabgebenden
Bildelement zum Abgeben von Licht zugeführt. Wenn
bei dem nicht-lichtabgebenden Bildelement die Modulationsspannung
von 1/2VM während der Ladeperiode (TP 1)
für die erste Modulationsspannung bei der P-Ansteuerung
auf der Datenseite geladen wird, wird das elektrische
Potential der datenseitigen Elektrode VM. Wenn die positive
Polarität der Schreibspannung VW + 1/2VM der selektierten abtastseitigen Elektrode
übermittelt wird, liegt
die Spannung (VW + 1/2VM)-VW=VW - 1/2VM an dem nicht-lichtabgebenden
Bildelement an. Da die Spannung
gleich der Lichtabgabe-Schwellenwert-Spannung Vth
oder geringer als diese ist, wird kein Licht
abgegeben.
Nachdem die Schalter SW 3, SW 4, SW 7 durch die Steuersignale
NM 2, PVC, MUP ausgeschaltet worden sind, wird der
Schalter SW 2 durch das Steuersignal NGC eingeschaltet,
um den Nch-MOSFET aller abtastseitigen Treiber gleichzeitig
anzuschalten. Somit werden die Schreibspannung
und die zweite Modulationsspannung entladen, so daß
alle Abtastelektroden 0 V aufweisen.
Es wird ein Betriebsablauf durchgeführt, der demjenigen
der Ladeperiode (TP 1) bei der NP-Feld-P-Ansteuerung
ähnlich ist.
Es wird ein Treibervorgang durchgeführt, der demjenigen
bei der Lade- und Einschreibperiode (TP 2) für die
zweite Modulationsspannung bei der NP-Feld-P-Ansteuerung
ähnlich ist.
Es wird ein Betriebsablauf durchgeführt, der demjenigen
bei der Entladeperiode (TP 3) bei der NP-Feld-P-Ansteuerung
ähnlich ist.
Es wird ein Betriebsablauf durchgeführt, der demjenigen
bei der Ladeperiode (TN 1) für die erste Modulationsspannung
bei der NP-Feld-N-Ansteuerung ähnlich
ist.
Es wird ein Betriebsablauf durchgeführt, der demjenigen
bei der Lade- und Einschreibperiode (TM 2) für die
zweite Modulationsspannung bei der NP-Feld-N-Ansteuerung
ähnlich ist.
Es wird ein Ladevorgang durchgeführt, der demjenigen
bei der Entladeperiode (TN 3) in der NP-Feld-N-Ansteuerung
ähnlich ist.
Beschreibungsgemäß sind bei der Treiberschaltung eine
Treiberzeitsteuerung für das NP-Feld und für das PN-
Feld vorgesehen. In dem NP-Feld erfolgt die N-Ansteuerung
für die ungeradzahligen selektierten Leitungen auf der
Abtastseite und die P-Ansteuerung für die geradzahligen
selektierten Leitungen. In dem PN-Feld erfolgt die dieser Ansteuerung
entgegengesetzte Ansteuerung, um die für die Lichtabgabe Bildelemente der dünnschichtigen elektrolumineszierenden Anzeigevorrichtung erforderlichen
Wechselstromimpulse zu erzeugen.
Fig. 7 zeigt als Beispiel
die Wellenformen der Spannungen, die dem Bildelement
A und dem Bildelement B zugeführt werden sollen.
Bei der herkömmlichen Treiberschaltung wird die Spannung
VM in das lichtabgebende Bildelement geladen, wird
jedoch während des N-Ansteuerns nicht dem nicht-lichtabgebenden
Bildelement zugeführt. Da der Ladevorgang
nicht für das lichtabgebende Bildelement erfolgt, aber
die Spannung VM während der P-Ansteuerung dem nicht-lichtabgebenden
Bildelement übermittelt wird, ändert
sich der Energieverbrauch für die Modulation nicht in
Abhängigkeit von der Anzahl der Lichtabgabe/Nicht-
Lichtabgabe-Bildelemente. Zum Beispiel ergibt sich während des
Abtastablaufes der folgende durchschnittliche Modulations-Stromverbrauch
pro Zeile bei der Lichtabgabe für
die gesamte Fläche: [(Stromverbrauch bei der N-Ansteuerung
+ Stromverbrauch bei der P-Ansteuerung): 2] =
(CVM² + 0) ÷ 2 = 1/2 CVM², wobei C die Kapazität aller Bildelemente
ist.
Bei der Treiberschaltung werden während der N-Ansteuerung
die lichtaussendenden und nicht-lichtaussendenden
Bildelemente mit 1/2VM geladen, und auch bei der P-
Ansteuerung werden die lichtaussendenden und die nicht-
lichtaussendenden Bildelemente mit 1/2 VM geladen. Der
durchschnittliche Stromverbrauch bei der Modulation
während des Betriebsablaufs pro Zeile beim Zustand der
Lichtabgabe über die gesamte Fläche wird: [(Stromverbrauch bei der N-Ansteuerung + Stromverbrauch bei der P-Ansteuerung) ÷ 2={C (1/2VM)² + C (1/2VM)²} + 2=1/4CVM²].
Bei der beschriebenen Treiberschaltung wird der Energieverbrauch
im Vergleich zum Energieverbrauch für die
Modulation bei der herkömmlichen Treiberschaltung um
die Hälfte verringert. Zudem wird die halbe Modulationsspannung
in zwei Schritte angelegt und
zugeführt, so daß sie um 3/4 reduziert ist. Folglich
wird sie insgesamt um 3/8 verringert.
Die abtastseitigen Treiber IC 20, 30 erfordern die Haltespannung
von (VW + 1/2VM)-1/2VM=VW bei der N-Ansteuerung,
und erfordern selbst bei der P-Ansteuerung die
Spannung von 1/2VM-(-VW + 1/2VM)=VW. Als die Spannung,
die zu diesem Zeitpunkt dem lichtabgebenden Bildelement
zuzuführen ist, läßt sich durch die Haltespannung
(+1/2VM) des abtastseitigen Treibers IC die Spannung
zuführen, die dem lichtabgebenden Bildelement übermittelt
wird. Folglich können Treiber IC mit niedriger Haltespannung
eine Dünnschicht-EL-Anzeigevorrichtung mit hohen Lichtabgabe-Haltespannungswert
verwendet werden.
Auch bei der zweiten Ausführungsform ist die Vorrichtung
dünner, kompakter und kostengünstiger. Da der Modulations-
Energieverbrauch, der den meisten Teil (ungefähr
70%) der Betriebsenergie ausmacht, im Vergleich
mit demjenigen bei der herkömmlichen Ansteuerung verringert
wird, ergibt sich in der gesamten Vorrichtung
eine beträchtliche Stromersparnis. Bei Verwendung des
Treibers mit hoher Haltespannung mit Pull-Up-
und Pull-Down-Funktion wird die Schnittstellenschaltung
für das in den abtastseitigen Treiber einzugebende
Steuersignal vereinfacht, und der Treiberenergieverbrauch
für jede Abtastelektrode wird
reduziert, wodurch sich bei der gesamten Vorrichtung
eine beträchtliche Kostenverringerung ergibt. Es läßt
sich also eine dünnere und kompaktere Treiberschaltung
schaffen.
Bei der dritten Ausführungsform wird ein Teil der Modulationsenergie,
die sich bei einem Betriebsablauf in
der Anzeigevorrichtung angesammelt hat, in dem (externen)
Speicherkondensator für einen Wiederverwendungsvorgang akkumuliert.
Die Wiederverwendung kann auf ähnliche Weise
auch für die Schreibenergie erfolgen, aber deren
Beschreibung entfällt.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild für die Treiberschaltung
der dritten Ausführungsform.
Im folgenden werden die Unterschiede zwischen der dritten
Ausführungsform gemäß Fig. 8 und der zweiten Ausführungsform
gemäß Fig. 6 erläutert. Mit 10 ist die
dünnschichtige elektrolumineszierende Anzeigevorrichtung
mit der Lichtabgabe-Schwellenwert-Spannung
Vth bezeichnet, wobei (VW < Vth < VW + VM) gilt. Die Abbildung zeigt nur
einen Satz von Elektroden, wobei die Elektroden in der
X-Richtung die datenseitigen Elektroden und die Elektroden
in der Y-Richtung die abtastseitige Elektrode
sind. Mit 20, 30 sind die Treiber IC der
Push/Pull-Einrichtung mit hoher Haltespannung auf der
Abtastseite bezeichnet, die jeweils den ungeradzahligen
Leitungen und den geradzahligenen Leitung in Y-Richtung
der dünnschichtigen elektrolumineszierenden Anzeigevorrichtung
10 zugeordnet sind. (Diese Treiber IC sind
gleichbedeutend mit der ersten bi-direktionalen Schaltung
und werden im folgenden als abtastseitige Treiber
IC bezeichnet.) Mit 40 ist der datenseitige Push/Pull-
Treiber IC mit hoher Haltespannung für bi-direktionalen
Betrieb bezeichnet (gleichwertig mit der zweiten bi-
direktionalen Schaltung, im folgenden als datenseitiger
Treiber IC bezeichnet), der den Elektroden in X-Richtung
der dünnschichtigen elektroluminezierenden Anzeigevorrichtung
10 zugeordnet ist.
Mit 100 ist eine erste Spannungsversorgungsschaltung
bezeichnet, die das elektrische
Potential der gemeinsamen Pull-Down-Leitung der abtastseitigen
Treiber IC 20, 30 umschaltet. Sie besteht aus
Schaltern SW 1, SW 2, SW 3, die - von den Steuersignalen
"NVC", "NGC", "MN 2" gesteuert - auf die negative Polarität der
Schreibspannungen -VW, auf 0 V und auf die Modulationsspannung
1/2VM umgeschalten werden, und aus einem Schalter SW 3′,
der durch das Steuersignal "NM 2R" auf den Schalter SW 3
und in die entgegengesetzte Richtung umgeschaltet wird.
Mit 200 ist eine zweite Spannungsversorgungsschaltung
bezeichnet, die das elektrische
Potential der gemeinsamen Pull-Up-Leitung der abtastseitigen
Treiber IC 20 und 30 umschaltet und aus Schaltern
SW 4, SW 5 besteht, die durch die Steuersignale "PVC"
und "PM 2" gesteuert - auf in die Positive Polarität der Schreibspannung
VW + ½ VM umschalten.
Mit 300 ist eine
Schaltung bezeichnet, die das elektrische
Potential der gemeinsamen Pull-Up-Leitung des datenseitigen
Treibers IC 40 umschaltet und aus einem Schalter
SW 6 besteht, der - von dem Steuersignal "M 1" gesteuert - die Spannung auf die
erdungsfreie Modulationsspannung 1/2VM umschaltet,
und einem Schalter SW 6′, der - von dem Steuersignal
"M 1R" gesteuert - in die zu dem Schalter SW 6 entgegengesetzte
Richtung umschaltet.
Mit 400 ist eine dritte Spannungsversorgungsschaltung
bezeichnet, die aufgrund des Steuersignals
"MDW" den Schalter SW 8 anschaltet, um den Kondensator CM auf die Modulationsspannung
1/4VM aufzuladen, und die
nach der Ladeoperation den Schalter SW 8 abschaltet und
den Schalter SW 7 aufgrund des Steuersignals "MUP" anschaltet,
um nach dem Aufladen des Kondensators auf
1/4VM zur Verbindung mit den Schaltern
SW 3, SW 5, SW 6, welche durch die Steuersignale "NM 2",
"PM 2", "M 1" gesteuert werden, die Modulationsspannung
von 1/2VM zu übermitteln. In dieser Schaltung werden
der Schalter SW 3′ oder der Schalter SW 6′ durch das
Steuersignal "NM 2R" oder "M 1R" eingeschaltet, und der
Schalter SW 8 wird durch das Steuersignal "MDW" eingeschaltet,
um im Kondensator CM einen Teil der in der
Anzeigevorrichtung angehäuften Energie zu akkumulieren.
Im folgenden wird der Arbeitsablauf gemäß Fig. 8 im
Zusammenhang mit dem Zeitdiagramm gemäß Fig. 9 beschrieben.
Zwischen der dritten Ausführungsform und der
zweiten Ausführungsform bestehen die folgenden Unterschiede.
Der Betriebsablauf ist demjenigen bei der zweiten
Ausführungsform ähnlich.
Der Betriebsablauf wird mit Ausnahme des folgenden
Vorgangs auf ähnliche Weise wie bei der zweiten Ausführungsform
durchgeführt.
Der Schalter SW 1 wird durch das Steuersignal "NVC"
eingeschaltet, um die negative Polarität der Schreibspannung
-VW der gemeinsamen Pull-Down-Leitung aller
abtastseitigen Treiber IC 20, 30 zu übermitteln. Wenn
die negative Polarität der Schreibspannung -VW gleichzeitig
der Selektierabtastelektrode zugeführt wird,
liegt die Spannung VM-(-VW)-VW+VM an dem lichtabgebenden
Bildelement zum Abgeben von Licht an. Das nicht-lichtabgebende
Bildelement hat als Potential der datenseitigen
Elektrode 0 V. Wie oben beschrieben, wird
die negative Polarität der Schreibspannung -VW der
Selektierabtastelektrode zugeführt, so daß die Spannung
0 V-(-VW)=VW bei nicht-erfolgender Lichtabgabe übermittelt
wird. Da die Spannung gleich der Lichtabgabe-
Schwellenspannung Vth oder geringer als diese ist,
wird kein Licht abgegeben.
Nachdem die Schalter SW 1, SW 5 und SW 7 durch die
Steuersignale "NVC", "PM 2", "MUP" ausgeschaltet worden
sind, bewirkt der Nch-MOSFET aller abtastseitigen Treiber
SDr 1 bis SDri die Entladung der Schreibspannung,
so daß alle elektrischen Potentiale der abtastseitigen
Elektroden 1/2VM werden. Dann werden die Schalter SW 3′,
SW 8 durch die Steuersignale "NM 2R", "MDW" eingeschaltet,
so daß ein Teil der elektrischen Ladung, die sich
während der Aufladeperiode (TN 2) für die zweite Modulationsspannung
als Pluswert an der abtastseitigen Elektrode
angesammelt hat, im Kondensator CM akkumuliert
wird. Das gesamte elektrische Potential der abtastseitigen
Elektrode wird 1/4VM. Das mit dem lichtabgebenden
Bildelement der datenseitigen Elektrode verbundene
elektrische Potential der Elektrode wird 3/4VM.
Nachdem die Schalter SW 3′ und SW 8′ durch die Steuersignale
"NM 2R", "MDW" ausgeschaltet worden sind, wird
der Schalter SW 2 durch das Steuersignal "NGC" eingeschaltet,
um das elektrische Potential der abtastseitigen
Elektrode zu 0 V werden zu lassen. Das mit dem datenseitigen
lichtabgebenden Bildelement verbundene elektrische
Potential der Elektrode wird 1/2VM. Die Schalter
SW 6′, SW 8 werden aufgrund des Steuersignals "M 1R",
"MDW" eingeschaltet, um am Kondensator CM einen Teil
der elektrischen Ladung anzusammeln, die während der
ersten Modulationsspannungsperiode (TN 1) an der datenseitigen
Elektrode als Pluswert akkumuliert wurde. Das
gesamte elektrische Potential der datenseitigen Elektrode
wird 1/4VM.
Der durchgeführte Betriebsablauf ist demjenigen
bei der zweiten Ausführungsform ähnlich.
Der datenseitige Treiber 40 führt den Betriebsablauf
der Ladeperiode (TP 1) für die erste Modulationsspannung
bei der P-Ansteuerung fort.
Wenn das elektrische Potential der datenseitigen
Elektrode 0 V beträgt, wird die zweite Modulationsspannung
von 1/2VM schrittweise auf die Abtastseite des
lichtabgebenden Bildelementes geladen. Gleichzeitig
wird die positive Polarität der Schreibspannung VW + VM
der Selektierabtastelektrode zugeführt, so daß die
Spannung (VW + VM)-0 V=VW + VM dem lichtabgebenden Bildelement
zum Abgeben des Lichtes übermittelt wird. Die
Modulationsspannung von 1/2VM wird auf die Datenseite
für die Ladeperiode (TP 1) der ersten Modulationsspannung
am nicht-lichtabgebenden Bildelement geladen, so
daß das elektrische Potential der datenseitigen Elektrode
VM wird. Wenn die positive Polarität der Schreibspannung
VW + VM der Selektierabtastelektrode zugeführt
wird, wird die Spannung (VW + VM)-VM=VW dem licht-
abgebenden Bildelement übermittelt. Da die Spannung
gleich der Lichtabgabe-Schwellenspannung Vth oder
geringer als diese ist, wird kein Licht abgegeben.
Nachdem die Schalter SW 4, SW 3 und SW 7 durch die
Steuersignale "PVC", "NM 2", "MUP" ausgeschaltet worden
sind, wird der Nch-MOSFET der abtastseitigen Treiber
SDr 1 bis SDri eingeschaltet, um die Schreibspannung zu
entladen, so daß das gesamte elektrische Potential der
abtastseitigen Elektrode 1/2VM wird. Dann werden die
Schalter SW 3′ und SW 8 durch die Steuersignale "NM 2R"
und "MDW" eingeschaltet, um am Kondensator CM einen
Teil der elektrischen Ladung anzusammeln, die während
der Ladeperiode (TP 2) für die zweite Modulationsspannung
als Pluswert an der abtastseitigen Elektrode angesammelt
wurde. Das gesamte elektrische Potential der
Abtastelektrode wird 1/4VM. Das mit dem nicht-lichtabgebenden
Bildelement der datenseitigen Elektrode verbundene
elektrische Potential der Elektrode wird 3/4VM.
Nachdem die Schalter SW 3′ und SW 8 durch die Steuersignale
"NM 2R", "MDW" ausgeschaltet worden sind, wird
der Schalter SW 2 durch das Steuersignal "NGC" eingeschaltet,
um das elektrische Potential der abtastseitigen
Elektrode zu 0 V werden zu lassen. Das elektrische Potential der zu einer
datenseitigen, nicht-lichtabgebenden Bildelement gehörenden
Elektrode wird 1/2VM.
Die Schalter SW 6′ und SW 8 werden aufgrund der Steuersignale
"M 1R" und "MDW" eingeschaltet, um am Kondensator
CM einen Teil der elektrischen Ladung anzusammeln,
die an der datenseitigen Elektrode als der Pluswert für
die Spannungsperiode (TP 1) der ersten Modulation akkumuliert
wurde. Das gesamte elektrische Potential der
datenseitigen Elektrode wird 1/4VM.
Es wird ein Betriebsablauf durchgeführt, der demjenigen
bei der ersten Ladeperiode (TP 1) der ersten
Modulationsspannung bei der NM-Feld-P-Ansteuerung ähnlich
ist.
Der durchgeführte Betriebsablauf ist demjenigen
der Lade- und Schreibperiode (TP2) für die zweite Modulationsspannung
bei der NP-Feld-P-Ansteuerung ähnlich.
Der durchgeführte Betriebsablauf ist demjenigen
bei der Periode (TP 3) zum Entladen der Schreibspannung
und zum Wiedergewinnen der zweiten Modulationsspannung
bei der NP-Feld-P-Ansteuerung ähnlich.
Der durchgeführte Betriebsablauf ist demjenigen
bei der Periode (TP 4) zum Entladen der Schreibspannung
und zum Wiedergewinnen der zweiten Modulationsspannung
beim NP-Feld-P-Betriebsablauf ähnlich.
Der durchgeführte Betriebsablauf ist demjenigen
der Ladeperiode (TN 1) für die erste Modulationsspannung
bei der NP-Feld-N-Ansteuerung ähnlich.
Der durchgeführte Betriebsablauf ist demjenigen
der Lade-und Einschreibperiode (TN 2) für die zweite Modulationsspannung
bei der NP-Feld-N-Ansteuerung ähnlich.
Der durchgeführte Betriebsablauf ist demjenigen
der Periode (TN 3) zum Entladen der Schreibspannung
zum Wiedergewinnen der zweiten Modulationsspannung bei
der NP-Feld-N-Ansteuerung ähnlich.
Der durchgeführte Betriebsablauf ist demjenigen
der Periode (TN 4) zum Entladen der zweiten Modulationsspannung
und zum Wiedergewinnen der ersten Modulationsspannung
bei der NP-Feld-N-Ansteuerung ähnlich.
Beschreibungsgemäß sind die Treiberzeitsteuerung für
das NP-Feld und die Treiberzeitsteuerung für das PN-
Feld in der Treiberschaltung vorgesehen. In dem NP-Feld
wird die N-Ansteuerung für die ungeradzahlige Selektierleitung
auf der Abtastseite durchgeführt, und die
P-Ansteuerung wird für die geradzahlige Selektierleitung
durchgeführt. In dem PN-Feld wird der diesem Ablauf
entgegengesetzte Betriebsablauf ausgeführt, um die
Wechselstromimpulse, welche für die Lichtabgabe für
alle Bildelemente der Anzeigevorrichtung nötig sind, zu
übermitteln. Fig. 9 zeigt ein Beispiel von Wellenformen
der Spannungen, die dem Bildelement A und dem Bildelement
B zugeführt werden.
Bei der herkömmlichen Treiberschaltung wird die elektrische
Ladung die sich durch den Schreibspannungladevorgang
innerhalb des EL-Anzeigeelements nach der Lichtabgabe
angesammelt hat und die elektrische Ladung aufgrund des Ladens der Modulationsspannung
über den Widerstand innerhalb der Treiberschaltung entladen.
Bei der hier beschriebenen Treibereinrichtung
jedoch wird eine Treiberschaltung verwendet, die die
elektrische Ladung, welche sich bei der Modulation angesammelt
hat, erneut verwendet. (Die Beschreibung der
Wiederverwendung der beim Einschreiben angesammelten elektrischen
Ladung entfällt hier, die Wiederverwendung
erfolgt jedoch auf ähnliche Weise wie die Wiederverwendung
der elektrischen Ladung beim Laden der Modulationsspannung.)
Folglich wird bei der Treiberschaltung
der Stromverbrauch während der Modulation im Vergleich
zur herkömmlichen Treiberschaltung zum Entladen der
elektrischen Ladung, welche sich bei der Modulation
angesammelt hat, um 25% verringert. Die Ursache dafür
wird im Zusammenhang mit der in Fig. 4 gezeigten Schaltung
beschrieben.
Fig. 10(a) zeigt den Fall, bei dem der Schalter SWa
eingeschaltet ist, um die Spannung V₀ (die in dieser
Ausführungsform 1/2VM beträgt) in das die Kapazität Co aufweisende EL-Anzeigeelement
zu laden. Mit R ist der Gesamtwiderstand bezeichnet,
den die Treiberschaltung aufweist.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Energie, die in dem EL-
Anzeigeelement angesammelt werden soll, 1/2C₀V₀², und
die von dem Widerstand verbrauchte Energie wird
1/2C₀V₀². Anschließend wird bei diesem Zustand der
Schalter SWa ausgeschaltet, um die Energie zu untersuchen,
die dem äußeren Widerstand (Widerstand C) von
dem EL-Anzeigeelement übermittelt wurde, als der
Schalter SW 6 eingeschaltet wurde, um einen ausgeglichenen
Zustand herbeizuführen. Es wird angenommen,
daß der äußere Widerstand C die Spannung 1/2V₀ führt,
die im voraus in diesen geladen wurde, wobei C» C₀.
Wenn t = 0, dann gilt
wobei
i der in die Schaltung fließende Strom ist,
q0 die aufgrund der Kapazität C₀ in dem EL-Anzeigeelement C₀ geladene elektrische Ladung ist und
q die in dem äußeren Speicherkondensator C geladene elektrische Ladung ist.
i der in die Schaltung fließende Strom ist,
q0 die aufgrund der Kapazität C₀ in dem EL-Anzeigeelement C₀ geladene elektrische Ladung ist und
q die in dem äußeren Speicherkondensator C geladene elektrische Ladung ist.
Aus den Gleichungen (1), (2), (3) ergibt sich:
q0=-q + V₀(1/2C + C₀) (4),
Ferner gilt:
Ferner gilt:
R × i + q/C - q 0/C₀=0 (5)
Die Differentialgleichung, die sich durch die Substitution
der Gleichungen (3) und (4) in Gleichung (5) ergibt,
wird wie folgt aufgelöst:
und aus der Gleichung (3) ergibt sich
Die vom Widerstand R verbrauchte Energie beträgt
wobei t →∞.
Die in dem Anzeigeelement verbleibende Energie wird
weil die Spannung an beiden Enden 1/2V₀ wird. Somit
ergibt sich die Energie (die Wiedergewinnungsenergie),
die in dem äußeren Kondensator C von dem EL-Anzeigeelement
C₀ akkumuliert werden soll, wie folgt.
Wiedergewinnungsenergie
= (in dem EL-Anzeigeelement C₀ akkumulierte Energie)
- (in dem EL-Anzeigeelement C₀ verbleibende Energie)
- (in dem äußeren Widerstand R verbrauchte Energie)
- (in dem EL-Anzeigeelement C₀ verbleibende Energie)
- (in dem äußeren Widerstand R verbrauchte Energie)
Folglich ist beim Laden bzw. Entladen des normalen EL-
Anzeigeelementes die Energie
erforderlich, so daß 25% wiedergewonnen werden können.
Das bidirektionale Schaltelement ist jeweils mit der
abtastseitigen Elektrode der dünnschichtigen elektrolumineszierenden
Anzeigevorrichtung 10 und der datenseitigen
Elektrode verbunden. Der gleiche Effekt läßt
sich selbst dann erzielen, wenn die gewählte Ladung,
die in dem EL-Anzeigeelement akkumuliert ist, wiederverwendet
wird, indem das bidirektionale Schaltelement
lediglich mit der abtastseitigen Elektrode oder lediglich
mit der datenseitigen Elektrode verbunden ist, so
daß die Funktion der Vorrichtung nicht beeinträchtigt
wird.
In der Treiberschaltung der dünnschichtigen elektrolumineszierenden
Anzeigevorrichtung ist der Treiber IC
mit hoher Haltespannung, der aus dem bidirektionalen
Schaltelement mit der Push/Pull-Funktion besteht, mit
der abtastseitigen Elektrode und der datenseitigen
Elektrode oder einer von diesen verbunden. Die bidirektionale
Schaltung zum Zuführen der Schreibspannung
oder der Modulationsspannung ist mit der gemeinsamen
Pull-Up-Leitung jeder der Treiber IC und der gemeinsamen
Pull-Down-Leitung versehen. Zum Ableiten des in der
dünnschichtigen EL-Anzeigeelement akkumulierten elektrischen Ladung
nach der Lichtabgabe ist ein Schalter
und zum
Akkumulieren dieser abgeleiteten elektrischen Ladung in der
bidirektionalen Schaltung ist ein Kondensator vorgesehen. Die bei der Modulation
nach der Lichtabgabe in den Anzeigeelementen
angesammelte elektrische Ladung wird im Kondensator
akkumuliert, so daß sich der Stromverbrauch bei der
Modulation, welcher den größten Anteil (ungefähr 70%)
des Energieverbrauchs ausmacht, ohne Nachteile gegenüber
den herkömmlichen Vorrichtungen um 25% verringern
läßt. Da sich der gleiche Ablauf auch für die Speicherenergie
durchführen läßt, läßt sich der Energieverbrauch
beim Einschreiben umd 25% verringern, womit sich
insgesamt eine beträchtliche Energieersparnis ergibt.
Claims (8)
1. Treiberschaltung für eine Abtastelektroden (Y) und
Datenelektroden (X) aufweisende Dünnschicht-
Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung mit
- - einer ersten Spannungsversorgungsschaltung (100) für die Abtastelektroden (Y), die zwischen einer negativen Schreibspannung (-VW) und einer Entladespanung (OV) umschaltbar ist,
- - einer zweiten Spannungsversorgungsschaltung (200) für die Abtastelektroden (Y), die zwischen einer positiven Schreibspannung (VW+VM) und einer Entladespannung (OV) umschaltbar ist, und
- - zwei steuerbaren Schaltern für jede Abtastelektrode (Y), über die die Abtastelektroden (Y) mit den beiden Spannungsversorgungsschaltungen (100, 200) verbindbar sind und die von Steuersignalen gesteuert sind,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die beiden einer Abtastelektrode zugeordneten Schalter je eine Gegentakt-Ansteuereinheit (SDr1, SDr2, . . .) bilden, die mit einer einzigen gemeinsamen Steuerleitung für das Steuersignal zum Steuern beider Schalter verbunden sind (Fig. 1).
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine dritte Spannungsversorgungschaltung
(300) für die Datenelektroden (X) vorgesehen ist,
die eine Modulationsspannung (VM) liefert, welche
auf ein Steuersignal (MC) hin abschaltbar ist.
3. Treiberschaltung für eine Abtastelektroden (Y) und
Datenelektroden (X) aufweisende Dünnschicht-
Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung mit
- - einer ersten Spannungsversorgungsschaltung (100) für die Abtastelektroden (Y), die zwischen einer negativen Schreibspannung (-VW) und einer Entladespanung (OV) umschaltbar ist,
- - einer zweiten Spannungsversorgungsschaltung (200) für die Abtastelektroden (Y), die zwischen einer positiven Schreibspannung (VW+VM) und einer Entladespannung (OV) umschaltbar ist, und
- - zwei steuerbaren Schaltern für jede Abtastelektrode (Y), über die die Abtastelektroden (Y) mit den beiden Spannungsversorgungsschaltungen (100, 200) verbindbar sind und die von Steuersignalen gesteuert sind,
- - einer dritten Spannungsversorgungsschaltung (400) für die Datenelektroden (X), die eine Modulationsspannung (1/2 VMW) liefert,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die dritte Spannungsversorgungschaltung (400) über einen gesteuerten Schalter (SW6) mit den Datenelektroden (X) verbindbar ist und diesen die halbe Modulationsspannung (1/2 VM) schrittweise zuführt und
- - daß die erste (100) und die zweite Spannungsversorgungsschaltung (200) zusätzlich auf die halbe Modulationsspannung (1/2 VM) umschaltbar sind (Fig. 6).
4. Schaltung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Spannungsversorgungschaltung (400)
über gesteuerte Schalter (SW5, SW3) mit der ersten
(100) und der zweiten Spanungsversorgungsschaltung
(200) verbindbar ist und diesen die halbe
Modulationsspannung (1/2 VM) zuführt.
5. Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß gesteuerte Schalter (SW3′, SW6′) vorgesehen
sind, über die die Abtast- (Y) bzw. die
Datenelektroden (X) beim Entladen zum Speichern
der elektrischen Ladungen mit einem Speicherkondensator
(CM) verbunden sind (Fig. 8).
6. Schaltung nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Spannungsversorgungsschaltung
(400) eine Spannungsverdoppelungsschaltung
ist, die den mit den gesteuerten Schaltern (SW3′,
SW6′) verbundenen Speicherkondensator (CM) und
zwei weitere gesteuerte Schalter (SW7, SW8) aufweist.
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