JPS609278B2 - 薄膜el素子の光消去回路 - Google Patents

薄膜el素子の光消去回路

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JPS609278B2
JPS609278B2 JP52107424A JP10742477A JPS609278B2 JP S609278 B2 JPS609278 B2 JP S609278B2 JP 52107424 A JP52107424 A JP 52107424A JP 10742477 A JP10742477 A JP 10742477A JP S609278 B2 JPS609278 B2 JP S609278B2
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JP
Japan
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light
erasing
thin film
brightness
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JP52107424A
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憲三 稲崎
雅博 伊勢
勝行 町野
忠二 鈴木
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Priority to DE2831788A priority patent/DE2831788C3/de
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発光輝度の対印加電圧特性に於いてヒステリシ
ス現象を呈する三層構造薄膜EL素子において、該素子
の表示パターンの光消去する際に用いる回路に関するも
のである。
MnをドープしたZnS,ZnSe等の半導体発光薄膜
をY202,Si3N4,Ti02等の議電体薄膜でサ
ンドィッチした三層構造ZnS:Mn(又はZnSe:
Mn)薄膜EL素子はKHZのAC電圧印加によって高
輝度発光し、しかも長寿命であるという特徴を有してい
る。
第1図は本発明の1実施例として使用するZnS薄膜E
L素子の構造を示す礎成図である。
通常、ガラス基板1上にln203又はSn02よりな
る下部電圧2、Y2Q,Sj3N4,又はTiQよりな
る薄膜絶縁層3、Mnがドープされ、発光層となる薄膜
ZnS層4,Y203,Si3N4,又はTi02より
なる上部薄膜絶縁層5、AI等の金属より成る背面電極
6が蒸着法スパッタリング法等により順次積層形成され
ている。透明電極2及び背面電極6はリード線で電源部
7に接続されている。またこの薄膜EL層の発光に関し
ては印加電圧を昇圧していく過程と高電圧側より降圧し
ていく過程で、同じ時印加電圧値に対して発光輝度が異
なるといったヒステリシス特性を有していることが発見
され、このヒステリシス特性を有するEL素子に印加電
圧を昇圧する過程に於いて、光、電界、熱等が付与され
るとEL素子はその強度に対応した発光輝度の状態に励
起され、光、電界、熱等を除去して元の状態に戻しても
発光輝度が高くなった状態に留まるといったメモリー現
象が存在することが知られている。そしてこのメモリー
現象を有効に活用してEL素子をメモリー素子として利
用するEL素子応用技術が現在産業界等で研究開発され
ている。薄膜EL素子の1例としてMnをドープしたZ
nS:Mn薄膜EL素子の印加電圧に対する発光輝度特
性を第2図に示す。横軸は印加交流電圧パルスの振幅(
ピーク値)Vを、縦軸は発光輝度Bをあらわしている。
この第2図から明らかな様に、印加パルスの電圧を上昇
していくときのEL素子の発光輝度(曲線1で示す)と
、電圧を降下していくときのEL素子の発光輝度(曲線
Dで示す)との間には、顕著なヒステリシス現象が存在
する。又第3図は第2図に於ける薄膜EL素子に印加さ
れる印加交流電圧パルスの電圧波形を示すものである。
ある一定の電界を印加されたEL素子に書き込み手段と
して光、熱、又は電界が照射あるいは印加されると、Z
nS:Mn発光層中の電子トラック準位に掩護されてい
た電子が各強度に相当する数だけ伝導帯中に励起され伝
導電子となって、ZnS:Mn層を走行する。
この途中でMn発光センターを励起発光させる為EL素
子の発光輝度は増加する。従って、今、同一印加電圧値
に於いて電圧上昇時の発光輝度技と、電圧下降時の発光
輝度Bwとの差が十分に大きい点の電圧値Vs(維持電
圧)を選び、第3図に示す如く、Vsを振幅とする交流
パルス列Psで上記EL素子を駆動するときEL素子は
発光輝度茂をこのパルス釘岬sに依って維持する。
次に、交流パルス列Psの振幅を第3図に示すように瞬
間的に変調して電圧値の高い書き込み電圧VwをEL素
子に印加すると、素子は書き込み電圧Vw‘こ対する発
光輝度即ち第2図に於けるP点の瞬間輝度Bwで発光し
た後、次の交流維持パルスにて曲線01こより書き込み
輝度Bwの点Qで安定となり、この輝度Bwを維持する
。一方、このようにして書き込み状態を維持している交
流維持パルス打蛇sの振幅をさらに変調して十分に低い
消去電圧VeをEL素子に印加すると、EL素子は瞬間
、消去輝度技の点Rを通過した後、次の交流維持パルス
打肥sにて消去輝度Beに落ちつき、この輝度Beを維
持して、消去及び消去状態を維持する。
また上記書き込み、消去にあたって書き込み、あるいは
消去電圧Vw,Veを任意に選択すると、輝度Bw,B
eの間での上記電圧に対応した任意の中間調の輝度が得
られる。書き込み電圧Vw、消去電圧Veの印奴により
EL素子の発光輝度が書き込み輝度Bwに維持され、あ
るいは書き込み輝度Bwが消去される原因は次の理由に
よるものと考えられる。即ち、書き込み手段として照射
あるいは印加された光、熱、又は電界を除去してもZn
S:Mn層の誘電体膜の界面近傍に掃引された伝導電子
は界面近傍の界面位に瓶議されており、次の維持パルス
印加によって界面準位より伝導帯に抜け出しZnS:M
n層を走行して他方の界面に達する。その際ZnS:M
n層中のもとの電子トラップ近傍を通過する伝導電子に
対してはもとのトラップ準位に再トラップされる確率よ
りも他方の界面に掃引される確率の方が高い。これは維
持パルスによる電界によって伝導電子が高速度となって
いるためである。このため発光輝度は元の状態に戻らず
メモリー現象を呈することとなる。次に消去電圧を印加
すると電子トラップ準位近傍を通過する伝導電子の掃引
速度が低くなり、印加電界によって他方の界面に掃引さ
れる確率よりもZnS:Mn層中のもとの電子トラップ
準位に再トラップされる確率が高くなる。
従ってメモリー消去が行なわれることになる。以上詳説
した事項は、従来薄膜EL素子の駆動方式に於いて一般
的に利用されているものであり上記万式によりEL素子
をメモリー機能を有するEL素子として応用することが
できる。
メモリー消去の方法として、光、又は電界による消去が
一般的であるが、本発明は光消去方式の際に用いられる
回路に関するものである。
以下に詳細に本発明について述べる。本件出願の先に出
願した特願昭49一103316号(特関昭51−29
887号)に記載した光消去方式は第3図に示すような
電気的タィミグで、即ち、ELの両端電圧がoのときに
光照射をしてメモリー消去を行なうものである。
この場合、照射光強度が弱いと十分消去が出来ず、再び
維持パルス電圧を印加すると書き込みメモリー輝度と消
去輝度の中間のレベルでELは発光してしまう。光照射
による消去は界面に蓄積された分極電荷をZnSの光伝
導により緩和させることによりメモリー消去が行なわれ
るものである。
従って、光が弱い場合、十分緩和されず、伝導電子は掃
引されず、ZnS:Mn層中のもとの電子トラップ準位
に再トラップされる確率が低くなる。これを解決するた
めに光照射だけでなく、同時にバイアス電圧を印加して
おき、伝導電子が加速されやすい状態の下で光緩和を行
い、伝導電子の掃引を早め、ひいては消去効果を向上さ
せる方法を本件出願人は昭和52手6月30日に出願し
た。
特関昭52一78713ふ、侍閥昭64−12671号
公報参照。これは光消去をするタイミングのとき、バイ
アス電圧Vaを印加するものである。このバイアス電圧
は光照射に同期するパルス電圧でもよいが、直流電圧で
もよい。バイアス電圧Vaは10V〜200Vまでの範
囲で任意に選ぶことができる。このときの照射光は1回
加えるだけであり、3200A〜4800Aの波長にお
いて同じ程度に光消去することができる。またこのとき
の維持パルスはパルス幅200仏sec、周波数1.1
KHZ維持電圧230Vである。この動作をヒステリシ
ス特性を用いて説明すると、今素子が第4図のaの状態
、即ち、維持電圧Vs,のパルス列が加えられ、発光輝
度がBの高輝度発光状態にあるとする。この維持電圧V
s,のパルス列が加えられている状態において、薄膜E
L素子の両端電圧が0のときに光照射しても、再び維持
電圧パルスを印加したときは点線で示す曲線上のb点と
なり、消去点Cにはならない。即ち光消去は不完全であ
る。そこで維持電圧Vs,をバイアス電圧Vaに切換え
ると、発光輝度はaの位置からdの位置へ移る。
このバイアス電圧yaを印加している状態で、同時に光
照射すると、dの位置からcの位置に移る。即ち光消去
が完全に行われる。その後、維持電圧Vs,に戻すと、
光消去点の輝度はeの状態からcの状態に移る。このと
き光消去されなかった点はdの状態からfの状態に移る
。このように維持電圧ys,の休止期間に光消射して光
消去した場合は、光消去点と光消去をしなかった点との
輝度のレベル差はa点とb点であり、差が4・さし、。
これに対してバイアス電圧Vaを印加して光消去した場
合は光消去点と光消去しなかっ点との輝度のレベル差は
f点とc点であり、レベル差は大きい。本発明は以上に
鑑み、維持電圧Vsとバイアス電圧Vaを切換えて印加
する回路に関するものである。
ここで維持電圧とバイアス電圧に切換える理由は、薄膜
重Lパネルの機能として、1電気的書込み、2電気的全
面消去、3電気的任意点消去、4電気的読出し、5光書
込み、6光消去があるが、上記機能中、1電気的書込み
、4電気的議出し、5光書込みは維持電圧が高い方が都
合がよく、3電気的任意′点消去、6光消去はバイアス
電圧とする方が都合がよいためである。
そしてこのように維持電圧とバイアス電圧に切換えるこ
とにより多くの機能を十分に発揮させることができる。
第5図は本発明の一実施例の回路図を示し、点線で囲ん
だ部分が電圧切換回路である。線Lに加えられる電圧を
電源として、薄膜EL素子ELの両端に後続した4つの
スイッチングトランジスタTr,〜Tr4を、制御回路
Cより得られる制御信号S.〜S4でトランジスタTr
,〜Tr2Tr3とTr4を交互にオン・オフ制御して
交流パルスを印放する。
電源ラインL‘こ供給される電圧は制御トランジスタT
rによって制御される。トランジスタTrのベースコレ
クタ間に抵抗R3が接続され、ベースとアース間に電圧
設定用可変抵抗R,が接続されるとともに、並列にリレ
ースイッチSwと抵抗R2の直列回路が接続される。リ
レースイッチSwは制御回路Cによって制御される。従
って、スイッチSwがオフのときは、 V.:古島馬V。
であり、スイッチSWがオンのときはv2=申支vo,
R=毒害をであり、RがRになった分だけ電圧が低下す
る。ここでV,は維持電圧ysに、V2はバイアス電圧
Vaに設定される。以上のように本発明によれば、簡単
な回路構成で維持電圧とバイアス電圧に切換えることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は三層構造薄膜EL素子の断面構成図、第2図は
薄膜EL素子の印加電圧に対する発光輝度を示すヒステ
リシス特性図、第3図は薄膜EL素子に印加される交流
パルス列の電圧波形図、、第4図は光消去を説明するた
めに用いた印加電圧に対する発光輝度特性図、第5図は
本発明による維持電圧バイアス電圧の切襖回路図を示す
。 Trは電圧制御用トランジスタ、R,〜R3は抵抗、S
wはリレースイッチ、Cは制御回路である。第1図 第2図 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 少くとも一方が透明な電極間に、少くも一方が透明
    な薄膜誘電体で挟持された薄膜EL層を有し、印加電圧
    に対する発光輝度特性にヒステリシス現象を呈する薄膜
    EL素子において、電圧上昇時の発光輝度と電圧下降時
    の発光輝度の差が大きい維持電圧パルスを前記薄膜EL
    素子に印加する手段と、光消去する際に、前記維持電圧
    パルスの電圧値を前記維持電圧より低い光消去用バイア
    ス電圧に切換える手段とを備えてなることを特徴とする
    薄膜EL素子の光消去回路。
JP52107424A 1977-07-20 1977-09-06 薄膜el素子の光消去回路 Expired JPS609278B2 (ja)

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US05/925,973 US4210848A (en) 1977-07-20 1978-07-19 Thin-film EL display panel with light-activated write and erase means
FR7821430A FR2398358A1 (fr) 1977-07-20 1978-07-19 Panneau de visualisation electroluminescent a couche mince
DE2831788A DE2831788C3 (de) 1977-07-20 1978-07-19 Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines durch Lichteinwirkung erregbaren Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelements
GB7830590A GB2003171B (en) 1977-07-20 1978-07-20 Thin-film el display panel with light-activated write and erase means

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JPS5440586A JPS5440586A (en) 1979-03-30
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JPS58142686A (ja) * 1982-02-18 1983-08-24 Casio Comput Co Ltd 液晶テレビジヨン受像機
US4845489A (en) * 1985-12-23 1989-07-04 Chrysler Motors Corporation Electroluminescent display drive circuitry

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