JPS6011355B2 - Driving method of thin film EL display device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は印加電圧と発光輝度との間に履歴特性を持つ薄
膜ＥＬ表示装置の駆動方法に関し、特に書込み絵素′点
の維持駆動時の発光輝度のバラツキをなくす駆動方法に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for driving a thin film EL display device that has a hysteresis characteristic between applied voltage and luminance, and in particular to a driving method for eliminating variations in luminance during maintenance driving of a written picture element' point. Regarding the method.

具体的に駆動法を示す前に、上述の薄膜ＥＬＰの特性を
説明する。Before specifically showing the driving method, the characteristics of the above-mentioned thin film ELP will be explained.

まずＥＬＰであるが、第１図に示したように、ガラス基
板１の上に縞状の透明電極２を平行に配置する。First, regarding ELP, as shown in FIG. 1, striped transparent electrodes 2 are arranged in parallel on a glass substrate 1.

この上に例えばＹ２０３、Ｓｉ３Ｎ４、ＡＩ２０３、Ｔ
ｉ０２等の誘電物質層３を、更に例えばＭｎをドープし
たＺｎＳ等蟹光層４を、更に上記と同じ議電物質３′を
蒸着スパッタリング等の薄膜生成技術により３層構造に
し、その上に透明電極２を直交するような縞状の電極５
を平行に配置する。か）る構造にすると、第１の電極群
２のうちの１つと、第２の電極群５のうちの１つに適当
な交流電圧が印加された場合、両軍極が交Ｘして挟まれ
た微小面積のみが発光することになり、これが画面の１
絵素に相当する。第１図のような構造のＥＬにおし、て
は輝度や寿命・安定性の点で従来の分散型ＥＬ素子に比
して優れた特性を有しているが、個々の絵素は新たに輝
度と印加電圧の間に、第２図ｂの如き履歴現象を示す。
この特性を第２図に従い説明すると、最初第２図ａの如
く電圧振幅Ｖ，のパルスを印加すると輝度は同図ｂ，ｃ
に示すように、Ｂ，のレベルにある。こ）でＶ，は発光
閥値電圧をＶｔｎとすると、Ｖ，ＺＶｔｎである。これ
に適当な書込み電圧Ｖ２を印加すると、輝度は一挙にＢ
３まで上昇し、以後電圧値を再び維持電圧Ｖ，に戻して
も輝度はＢ，より大きい＆に落着く。これに消去電圧Ｖ
３を印加すると輝度レベルは急激に減少し、再び維持電
圧Ｖ，まで戻すと輝度はＢに落着く。これら時間的な関
係は第２図ａに付された記号し，ヒ，・……・・，ｔ２
，が同図ｃの各同じ記号の位置に対応させることにより
示されている。この履歴現象は第２図ｂの細線で示され
た如く、書込み電圧の振幅やパルス幅（図示せず）に応
じて任意の小ループをとり得る。即ち中間調表示も可能
である。一度書込み電圧を与えると、各絵素は維持パル
スによってそれぞれ与えられた階調を失わずに発光し続
けるのがＥＬＰの他の表示素子に無い大きな特徴である
。上記の各電圧は組成や膜厚及び印加波形により大分異
なるが、因みにある試作例ではＶｔｎ＝２００Ｖ、Ｖ，
＝２１０Ｖ、Ｖ２＝２１０〜２８０Ｖ、Ｖ３＝１９０Ｖ
である。以上のような特性を持つ薄膜ＥＬ素子に書込み
パルスを印加した場合、分極電荷が生じ、発光層（Ｚｎ
Ｓ層）の両端に電圧（これを以下保持電圧という。For example, Y203, Si3N4, AI203, T
A dielectric material layer 3 such as i02, a dielectric layer 4 such as Mn-doped ZnS, and a dielectric material 3', which is the same as above, are formed into a three-layer structure by a thin film production technique such as vapor deposition sputtering, and then a transparent A striped electrode 5 perpendicular to the electrode 2
are arranged in parallel. With this structure, when an appropriate AC voltage is applied to one of the first electrode group 2 and one of the second electrode group 5, the two polar poles intersect and become sandwiched. Only a small area of the screen will emit light.
Corresponds to a picture element. Although the EL device with the structure shown in Figure 1 has superior characteristics in terms of brightness, lifespan, and stability compared to conventional dispersion-type EL devices, the individual picture elements are new. The hysteresis phenomenon shown in FIG. 2b is shown between the luminance and the applied voltage.
To explain this characteristic according to Fig. 2, when a pulse with a voltage amplitude of V is first applied as shown in Fig. 2 a, the luminance increases as shown in Fig. 2 b and c.
As shown in , it is at level B. In this), V, is V, ZVtn, where Vtn is the luminous threshold voltage. When an appropriate write voltage V2 is applied to this, the brightness suddenly changes to B.
3, and thereafter, even if the voltage value is returned to the maintenance voltage V, the brightness settles to B, which is higher than &. In addition to this, the erase voltage V
When voltage 3 is applied, the brightness level decreases rapidly, and when it is returned to the sustaining voltage V, the brightness settles to B. These temporal relationships are indicated by the symbols attached to Figure 2 a.
, are shown by corresponding to the positions of the same symbols in FIG. This hysteresis phenomenon can take any small loop depending on the amplitude and pulse width (not shown) of the write voltage, as shown by the thin line in FIG. 2b. That is, halftone display is also possible. A major feature of the ELP, which is not found in other display elements, is that once a write voltage is applied, each picture element continues to emit light without losing the gradation given to it by the sustain pulse. The above voltages vary depending on the composition, film thickness, and applied waveform, but in a prototype example, Vtn=200V, V,
=210V, V2=210~280V, V3=190V
It is. When a write pulse is applied to a thin film EL element with the above characteristics, polarization charges are generated and the light emitting layer (Zn
(hereinafter referred to as holding voltage) across the S layer).

）が生じる。書込みの後、維持パルスを加えると、維持
パルス電圧と保持電圧が相乗されで発光層（ＺｎＳ層）
に印放され、発光する。維持パルスの印加によって発光
は持続する。ここで問題となるのは保持電圧である。保
持電圧は書込みパルスを印加した後、第３図に示すよう
に時間経過とともに減少する。このため、維持パルスを
書込みパルスを加えた後、時間Ｔ，後に加える場合と、
時間Ｔ２後に加える場合とで発光層に相乗されて加わる
電圧は異なり、発光輝度はわずかに異なることになる。
特に書込みパルスを加えた直後、時間Ｔ，前後までの保
持電圧の変化は大きいので、この位置で維持パルスを印
加することは好ましくない。さて、マトリックス型薄膜
虫Ｌ表示装置においては、書込みパルスは線順次又は点
順次で加えられ、維持パルスは回路の簡単化のため、全
ての電極ラインについて同じタイミングで加えられる。) occurs. After writing, when a sustain pulse is applied, the sustain pulse voltage and the hold voltage are multiplied and the light emitting layer (ZnS layer)
It is released and emits light. Light emission is sustained by application of a sustain pulse. The problem here is the holding voltage. After the write pulse is applied, the holding voltage decreases over time as shown in FIG. For this reason, there are two cases in which the sustain pulse is applied after a time T after the write pulse is applied;
The voltage applied synergistically to the light-emitting layer differs depending on whether it is applied after time T2, and the luminance of the emitted light differs slightly.
In particular, since the change in the holding voltage between before and after time T immediately after applying the write pulse is large, it is not preferable to apply the sustaining pulse at this position. Now, in the matrix-type thin-film L display device, write pulses are applied line-sequentially or dot-sequentially, and sustain pulses are applied at the same timing to all electrode lines to simplify the circuit.

従って書込みパルスが加えられてから維持パルスが加え
られるまでの時間は各絵素毎に異なることとなる。これ
をもう少し詳しく印加パルスのタイムチャートとともに
説明する。第４図ａに示すように書込みパルス■が維持
パルス■と＠の間に印加されると、書込みパルス■で書
込まれた絵素は維持パルス■以後の維持パルスの印加に
よって続々に発光する。また別の電極ラインでは第４図
ｂに示すように維持パルス＠と■の間で印加される。こ
の場合、維持パルス■は書込みパルス■と同相とあるた
め前述の相乗効果がなく、ほとんど発光しない。この絵
素は維持パルス目以後の維持パルスの印加によって続々
に発光することになる。第４図ａの場合、書込みパルス
＠の印加直後の維持パルス＠によって発光をするのに対
して、第４図ｂの場合、書込みパルス■を印加した後、
次の維持パルス■ではなく、その次の維持パルス＠によ
って発光するので、第３図で説明した関係より、第４図
ａの場合の方が第４図ｂの場合より発光輝度が大きくな
る。これは発光の有無だけで表示するキャラクタディス
プレィではあまり問題にはならないが、中間鋼表示をす
る場合に好ましくない現象である。このため書込みパル
ス＠は維持パルス■と＠の間には印加せず、維持パルス
＠と■の間にのみ印加すれ‘ま、第４図ａに示すように
書込みパルス＠が印加された直後に有効な維持パルスが
印加されることはさげられるが、書込みパルスを印加す
る時間間隔が短かく、全給素を走査する余裕がない。Therefore, the time from when a write pulse is applied to when a sustain pulse is applied differs for each picture element. This will be explained in more detail along with a time chart of applied pulses. As shown in Figure 4a, when the write pulse ■ is applied between the sustain pulses ■ and @, the picture elements written by the write pulse ■ will emit light one after another by the application of sustain pulses after the sustain pulse ■. . In another electrode line, a sustain pulse is applied between @ and ■ as shown in FIG. 4b. In this case, since the sustain pulse (2) is in phase with the write pulse (2), there is no synergistic effect as described above, and almost no light is emitted. This picture element will emit light one after another by application of sustain pulses after the sustain pulse. In the case of Fig. 4a, light is emitted by the sustain pulse @ immediately after the application of the write pulse @, while in the case of Fig. 4b, after the write pulse ■ is applied,
Since light is emitted not by the next sustain pulse (■) but by the next sustain pulse @, the light emission brightness is higher in the case of FIG. 4a than in the case of FIG. 4b, based on the relationship explained in FIG. Although this is not much of a problem in a character display that displays only the presence or absence of light emission, it is an undesirable phenomenon when displaying an intermediate steel display. Therefore, the write pulse @ is not applied between the sustain pulses ■ and @, but is applied only between the sustain pulses @ and ■, and immediately after the write pulse @ is applied, as shown in Figure 4a. Although it is possible to apply an effective sustain pulse, the time interval for applying a write pulse is short and there is not enough time to scan all the supply elements.

これをさげるために本発明では維持パルス■，■維持パ
ルス■，＠の時間間隔を短かくして、維持パルス＠，■
の間隔を大きくして、この間に書込みパルス■を印加す
ることにより、この問題を解決した。またこれにより書
込みパルス直後の過渡的変化の大きいときに維持パルス
は印加されないことになる。試作した装置においても第
５図のように駆動した場合は発光輝度のバラッキは改善
された。第６図は本発明の駆動方法を用いた画像表示装
置の構成を示すブロック図である。In order to reduce this problem, the present invention shortens the time interval between the sustain pulses ■, ■sustain pulses ■, @, and
This problem was solved by increasing the interval between and applying the write pulse ■ during this interval. Moreover, this means that the sustain pulse is not applied when there is a large transient change immediately after the write pulse. Even in the prototype device, when driven as shown in FIG. 5, the variation in luminance was improved. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an image display device using the driving method of the present invention.

入力端子６より入力された複合映像信号は信号分離回路
７で映像信号８と同期信号９に分離される。A composite video signal inputted from the input terminal 6 is separated into a video signal 8 and a synchronization signal 9 by a signal separation circuit 7.

映像信号はさらに信号処理回路１川こより時間的に順次
サンプリングパルスで抽出され、アナログ、又はディジ
タル信号に変換した後、これを保持回路１１で一定時間
保持した後、保持信号に応じて変調された書込みパルス
が水平ドライブ回路１２よりＥＬパネルの水平電極群日
，〜Ｈｍに印放される。一方クロックパルス発生回路１
３より得られるクロックパルスはタイミングパルス発生
回路１４で、水平及び垂直同期信号９と合成し、各回路
のタイミング制御信号を発生する。タイミング制御信号
は例えば信号処理回路１０、保持回路１１に加えられる
。更にタイミング制御信号は選択パルスタイミング発生
回路１５、消去パルスタイミング発生回路１６、維持パ
ルスタイミング発生回路１７にも加えられる。回路１５
及び１６より得られた選択パルス、消去パルスはマトリ
ックス回路１８で合成され、垂直ドライブ回路１９に印
加される。また回路１７より得られた維持パルスも垂直
ドライブ回路１９に印加される。回路１９の出力はＥＬ
パネルの垂直電極群Ｖ，〜Ｖｎに印加される。今、理解
を容易にするため、（ｎｘｍ）マトリックスを想定して
第７図に示すように絵素（１．１）および（２．２）に
印加される電圧波形および発光波形について説明する。The video signal is further extracted temporally by sequential sampling pulses from the signal processing circuit 1, converted into an analog or digital signal, held for a certain period of time in the holding circuit 11, and then modulated according to the held signal. A write pulse is applied from the horizontal drive circuit 12 to the horizontal electrode group Hm of the EL panel. On the other hand, clock pulse generation circuit 1
The clock pulses obtained from 3 are combined with horizontal and vertical synchronizing signals 9 in a timing pulse generating circuit 14 to generate timing control signals for each circuit. The timing control signal is applied to the signal processing circuit 10 and the holding circuit 11, for example. Furthermore, the timing control signal is also applied to the selection pulse timing generation circuit 15, the erase pulse timing generation circuit 16, and the sustain pulse timing generation circuit 17. circuit 15
The selection pulse and the erase pulse obtained from 16 and 16 are combined in a matrix circuit 18 and applied to a vertical drive circuit 19. The sustain pulse obtained from the circuit 17 is also applied to the vertical drive circuit 19. The output of circuit 19 is EL
It is applied to the vertical electrode groups V, ~Vn of the panel. For ease of understanding, the voltage waveforms and light emission waveforms applied to the picture elements (1.1) and (2.2) will be explained assuming an (nxm) matrix as shown in FIG. 7.

第７図ａに示すように入力の映像信号は１フレームが第
１フィールドおよび第２フィールドより成り、例えば第
７図ａに示す如く、第１フィールドの水平同期信号３個
おきにサンプリングするとする。ここで１水平走査期間
当りｍ個のサンプリング点（ＳＰｉ，，ＳＰｉ２，ＳＰ
ｉ３…・・・・・・（ｉ＝１…・・・・・・ｍ））でサ
ンプリングされたとする。サンプリングされた信号は第
６図の信号保持回路１１で保持される。次にサンプリン
グされる水平走査期間がくる前の適当なタイミングで電
極日，，日２，日３．・・・・・・・・・Ｈｍに同時に
印加される。即ち線順次方式である。第７図ｂ‘こは走
査側の垂直電極Ｖ，に印加する電圧波形を示す。■は振
幅が土Ｖｓの維持パルス、＠は振幅が土Ｖｅの複数個の
消去パルス、■は垂直電極Ｖ，を選ぶための選択パルス
である。第７図ｃに示す波形は走査側の垂直電極Ｖ２に
印加する電圧波形である。ここで目は電極Ｖ２を選ぶた
めの選択パルスである。第７図ｄは水平電極日，に印加
される電圧波形を示し、＠Ｑはそれぞれサンプリング点
ＳＰ，．，ＳＰ２，の映像信号のレベルに応じてパルス
幅変調された振幅Ｖｗの書込みパルスである。第７図ｅ
は水平電極比に印加される電圧波形で、■■はそれぞれ
サンプリング点ＳＰ，２，ＳＰ２２の映像信号のレベル
に応じてパルス幅変調された振幅Ｖｗの書込みパルスで
ある。第７図ｆは絵素（１．１）の印奴波形であり、■
は■と＠を合成して得られる書込みパルスである。第７
図ｇは絵素（２．２）の印加波形であり、■は＠と■を
合成して得られる書込みパルスである。第７図ｆ，ｇよ
りわかるように、書込みパルス■，■は第５図に示すタ
イミングで挿入されている。そして第７図ｈは絵素（１
．１）の発光波形を示し、第７図ｉは絵素（２．２）の
発光波形を示しており、書込みパルス■，■で書込まれ
て発光した後、維持パルスで発光を続け、１フィールド
後に加えられる消去パルス＠で消去される。以上のよう
に、本発明の駆動方法に従って第７図に示す通り駆動す
る場合は、書込みパルス直後のＥＬ素子の過渡的特性の
変化の大きいときに書込みパルスと逆極Ｉ性の維持パル
スが印加されないので、中間調表示、例えばＴＶ表示を
する場合に、ある電極ラインのみ明るく発光するという
ような発光輝度のバラッキは改善される。As shown in FIG. 7a, one frame of the input video signal consists of a first field and a second field, and for example, as shown in FIG. 7a, sampling is performed every three horizontal synchronizing signals of the first field. Here, m sampling points (SPi, , SPi2, SP
It is assumed that sampling is performed at i3... (i=1......m)). The sampled signal is held in the signal holding circuit 11 shown in FIG. Electrode day, day 2, day 3, etc. at an appropriate timing before the next horizontal scanning period to be sampled. . . . is applied to Hm at the same time. That is, it is a line sequential method. FIG. 7b' shows the voltage waveform applied to the vertical electrode V on the scanning side. (2) is a sustain pulse with an amplitude of Vs, @ is a plurality of erase pulses with an amplitude of Ve, and (2) is a selection pulse for selecting the vertical electrode V. The waveform shown in FIG. 7c is the voltage waveform applied to the vertical electrode V2 on the scanning side. Here, the eye is a selection pulse for selecting electrode V2. Figure 7d shows the voltage waveforms applied to the horizontal electrodes SP, . , SP2, is a write pulse having an amplitude Vw whose pulse width is modulated according to the level of the video signal. Figure 7e
are voltage waveforms applied to the horizontal electrode ratio, and ■■ are write pulses of amplitude Vw whose pulse widths are modulated according to the levels of the video signals at the sampling points SP, 2, and SP22, respectively. Figure 7 f is the Indo waveform of picture element (1.1), and ■
is a write pulse obtained by combining ■ and @. 7th
Figure g shows the applied waveform of picture element (2.2), and ■ is a write pulse obtained by combining @ and ■. As can be seen from FIGS. 7f and 7g, the write pulses ■ and ■ are inserted at the timing shown in FIG. And Figure 7 h is a picture element (1
．． Figure 7i shows the light emission waveform of picture element (2.2). After being written and emitting light with the write pulses ■ and ■, it continues emitting light with the sustain pulse, and It is erased by the erase pulse @ applied after the field. As described above, when driving according to the driving method of the present invention as shown in FIG. Therefore, in the case of half-tone display, for example, TV display, variations in light emission brightness such as only a certain electrode line emitting bright light can be improved.

なお本発明の駆動方法はキャラクタディスプレイにも適
用し得るものであり、またセグメント型、バーグラフ型
表示にも適用可能である。Note that the driving method of the present invention can be applied to character displays as well as segment type and bar graph type displays.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図ａはマトリックス電極を持つ範膜ＥＬ表示装置の
一部切欠斜視図、第１図ｂは同断面図、第２図ａ，ｂ，
ｃは薄膜ＥＬ表示装置の電圧印加波形図と、印加電圧と
発光輝度の関係図と、発光輝度図、第３図は書込みパル
ス印加後の薄膜ＥＬ素子の保持電圧の変化を示す図、第
４図ａ，ｂは発光輝度のバラツキが目立つような書込み
パルス及び維持パルスの印加方法を示すタイムチャート
、第５図は本発明の駆動方法を説明する書込みパルスと
維持パルスのタイムチャート、第６図は本発明の駆動方
法を用いて駆動する画像表示装置の構成を示すブロック
図、第７図は第６図の各ブロックのタイムチャートを示
す。 ■，＠：維持パルス、Ｑ：書込みパルス。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図Figure 1a is a partially cutaway perspective view of a membrane EL display device with matrix electrodes, Figure 1b is a sectional view of the same, Figures 2a, b,
c is a voltage application waveform diagram of a thin film EL display device, a diagram showing the relationship between applied voltage and luminance, and a diagram of luminance luminance; FIG. 3 is a diagram showing changes in the holding voltage of a thin film EL element after application of a write pulse; Figures a and b are time charts showing a method of applying write pulses and sustain pulses that cause noticeable variations in luminance, Figure 5 is a time chart of write pulses and sustain pulses explaining the driving method of the present invention, and Figure 6 7 is a block diagram showing the configuration of an image display device driven using the driving method of the present invention, and FIG. 7 shows a time chart of each block in FIG. 6. ■, @: Sustain pulse, Q: Write pulse. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 印加電圧と発光輝度との間の関係にヒステリシス現
象を示す薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法において、書込み
パルスが加えられて後、保持電圧変化の大きい時間経過
後に上記書込みパルスの極性と反対の極性の維持パルス
を印加することを特徴とする薄膜ＥＬ表示装置の駆動方
法。1. In a method for driving a thin film EL display device that exhibits a hysteresis phenomenon in the relationship between applied voltage and luminance, after a write pulse is applied and a period of time during which the holding voltage is largely changed, a polarity opposite to that of the write pulse is applied. 1. A method for driving a thin film EL display device, the method comprising: applying a sustaining pulse.