JPH0315755B2

JPH0315755B2 -

Info

Publication number: JPH0315755B2
Application number: JP57068032A
Authority: JP
Inventors: Teuo Haayu Teruho
Original assignee: OIRO AB
Current assignee: OIRO AB
Priority date: 1981-04-22
Filing date: 1982-04-22
Publication date: 1991-03-01
Also published as: DE3214859C2; FR2505072A1; FI62447C; FR2505072B1; GB2097166A; JPS57182792A; GB2097166B; DE3214859A1; FI62447B

Description

[Detailed description of the invention]

本発明は、画像表示装置、特に薄膜形成法によ
り形成されたＸ及びＹ電極により構成されるマト
リツクを含む２次元交流エレクトロルミネツセン
ス表示装置を駆動する方法に関する。この方法に
よれば、全体の駆動電圧の1/2より低い変調電圧
を使用し、１度に１つのＸ電極の選択パルスを印
加しその間他のＸ電極を浮動状態とし、殆んどの
Ｘ電極が浮動状態の時に変調パルスをＹ電極に印
加する。本発明による方法は、特に薄膜形成法に基づく
交流エレクトロルミネツセンス表示装置の表示素
子の発光を制御するために使用されることを意図
している。この種の表示装置の特徴は、表示装置
の駆動電圧が光流電圧であり、表示装置の変調電
圧が全体の駆動電圧の1/2以下であり、表示装置
の静電容量が10〜200pF／mm²と高く、しかも駆動
回路の観点からは表示装置がＸ及びＹ電極から成
る二次元マトリツクスであるということである。従来技術は、以下の参考文献に記載されてい
る。 (1) Gilow T.A.，Holly R.H.：「戦術映像表示
装置（Tactical Video Display）」Report
Number DELIT−TR−79−0251−１，1980
年９月発行、17頁。 (2) Takeda et al「薄膜エレクトロルミネツセン
スパネルの実用的な応用技術（Practical
Application Fechnologies of Thin−Film
Electroluminescent Panels）」−1980 SID
International Symposium Digest of
Technical Papers，Vol，XI，966 to 67。参考文献(1)に記載されている駆動システムで
は、順次選択電圧パルスが各Ｘ電極に印加されそ
の間他のＸ電極が浮動状態とされる。光の変調
は、所望の発光に対応した振幅の変調電圧パルス
が各Ｙ電極に対して同時に印加され、その変調電
圧パルスの極性がＸ電極選択パルスとは逆の変調
電圧パルスになるようにして行われる。Ｘ電極の
すべてが同一極性の選択パルスを受けた後に、反
対極性のパルスがすべてのＸ電極に同時に印加さ
れる。参考文献(2)に記載されている方法では、表示駆
動パルスはつぎの４段階より成る。即ち予備充電
駆動、非選択画像素子の放電駆動、書き込み駆動
および再生駆動とである。上述の方法においては、変調パルスは常に同一
の極性である。Ｘ電極とＹ電極とを夫々駆動する
高電圧駆動回路を必要とする。薄膜形成法に基づく交流エレクトロルミネツセ
ンス表示装置による発光が駆動電圧の尖頭値に依
存することは周知であらる。前述の従来技術で
は、いつも交流駆動電圧の正及び負極性のパルス
のうちの１つの単極性のパルスに対して変調がか
けられている。その結果変調パルスは高電圧とな
り駆動電圧は直流成分を含むことになる。高電圧
変調パルスを用いると高電圧駆動回路が必要とな
り、結果的には、集積化は高価且つ困難となり、
また必要とされる電圧許容値もそれだけ高くな
る。容量が方形パルスによつて駆動される時に、
消費電力は振幅の２乗に比例することは公知であ
るから、高電圧変調を使用すれば、当然ながら消
費電力は高くなる。更に、表示装置の駆動電圧に
直流成分が存在すると表示装置の寿命が低減する
ことも公知である。前述の従来技術の問題は、全表示パネルの容量
が同時に充電又は放電される時に電流の大きいピ
ークが生じるところにある。このため大電流のピ
ークを許容できる高価なスイツチを必要とするば
かりか、電磁障害が発生する。本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を除去
し、エレクトロルミネツセンス表示装置、特に交
流エレクトロルミネツセンス表示装置の新規な駆
動方法を提供することにある。本発明は、以下のような概念に基づいている。 (1) １度に１つにＸ電極に選択パルスを印加し、
その間他のＸ電極を浮遊状態とする。 (2) 変調パルスと選択パルスの位相を変えること
により正負両極の表示駆動電圧パルスの両方に
対して変調をかける。 (3) Ｘ電極のほとんどが浮動状態の時、変調パル
スをＹ電極に印加する。特に、本発明の方法は変調パルスと選択パルス
の位相を変えることにより正負両極の表示駆動電
圧パルスの両方に対して変調をかけることに特徴
がある。本発明により以下の諸利点が得られる。 (1) 所要変調電圧が前述の従来技術における変調
電圧の1/2であるため、消費電力が低減し、且
つ集積化が達成される。 (2) 表示装置の駆動電圧が直流成分のない完全に
対称な交流電圧であるので、表示装置の寿命が
延びる。 (3) 表示装置の駆動電圧に直流成分が含まれてい
ないので、表示パネルの容量の放電レベルが変
調電圧の最大値又は最小値と同じで良く、変調
電圧源は１個に減り、変調制御回路を簡素化で
きる。 (4) 駆動回路は大電流ピークを取扱う必要がない
ため、駆動回路を低価格且つ容易に集積化で
き、また電磁障害を低減できる。以下に添付の図面を参照し、本発明の実施例に
ついて詳細に説明する。第１ｂ図において、斜線部で示された変調パル
スは、正の駆動パルスに頂上に重ねられた状態に
ある。前述のように、この結果正の駆動電圧を比
較的高い電圧とする一方、他方では有害な直流成
分となる。第１ｄ図は本発明による選択状態を示し、変調
パルスは直流成分を発生しないように選択的相次
ぐ正と負の駆動パルスに対称的に２分されてい
る。第２図はＸ電極が２個で、Ｙ電極が２個で、か
つ表示素子C₂₂が表示状態にある場合の表示を例
示している。第３図は、第２図に示されている表示駆動パル
スを示す。例えば、第３図に示すように、Ｘ及びＹ電極に
電圧パルスUx₁，Ux₂，Uy₁およびUy₂を夫々印
加することにより、表示素子の電圧としてUc₁₁，
Uc₁₂，Uc₂₁およびUc₂₂が得られる。第３図から
分るように、表示素子C₂₂の電圧Uc₂₂の尖頭−尖
頭値は、表示状態において、U₁＋U₂＋U₃であ
る。他の表示素子の最大電圧は、U₁−U₃−U₂で
ある。従つて、表示状態における表示素子の電圧
は、非選択表示素子の最大電圧より2U₃だけ高
い。例えばもし、U₁，U₂，およびU₃がU₁＝U₃＋
U₂で且つU₁U₃＞−U₂であるように選ばれる
と、駆動電圧は直流成分のない完全に対称にする
ことができる。実施例では、駆動電圧の極性が、再生サイクル
の中間で反転している。極性はもつと頻繁に、例
えば次のＹ電極が選択される都度反転できること
は明らかである。Ｙ電極の位相が反転すると同時
に、Ｘ電極の交流電圧と同期して、いくつかの交
流パルスを選択電極に印加することも可能であ
る。この場合、画像表示が駆動中である時には、
発光の調整にパースト長変調を使用することもで
きる。発光の調整の際に、パースト長変調の他に振幅
変調又はパルス幅変調が使用できることは周知で
ある。本発明の方法により、表示装置の駆動電圧
に直流成分を発生することなくこれ等の変調モー
ドを使用できる。例えば振幅変調はつぎのように
に達成できる。つまり、もしＸ電極が負の電圧−
U₂ならば最大発光に対応する変調電圧U_MはU₃で
あり、かつ最小発光ではU_M＝OVであるという周
囲条件を考慮して所望の発光レベルに対応したＯ
〜U₃の範囲の大きさの変調電圧U_MをＹ電極に印
加する。もしＸ電極が正の電圧U₁であれば、そ
の時の最大発光ではU_M＝OVとなり、最小発光で
はU_M＝U₃となる。以下に第３図に示す駆動パルスの作用につい
て、具体的動作過程を追つて詳細に説明する。位相１変調電圧U3がY1及びY2に供給される。行電極
X1及X2が浮遊状態にあり、それでそれらの電圧
もまた画素C11〜C22を介して電位U3まで上昇す
る。ここで、画素電圧UC11〜UC22は零のままで
ある。位相２正の行選択電圧U1が選択された行X1に供給さ
れ、それで列Y1及びY2が変調電圧U3に維持され
ているときに泌選択行X2は電圧U3の浮遊状態に
ある。これによつて画素容量が電圧U1−U3＝U2
に充電される。画素容量C21及びC22に充電され
ない。位相３行選択電圧と列変調電圧との両方は零電位まで
放電される。位相４次に、電圧U3が列Y1に供給される。列Y2は零
電位に維持される。これによつて、浮遊状態の行
X1は画素容量C11及びC12の直列接続を介して電
圧U3／２供給を受ける。同様にして浮遊状態の
行X2も画素容量C21及びC22を介して電圧U3／２
の供給を受ける。上記の如き個々の行電圧から対
応する電圧の減算により浮遊画素電圧が得られ
る。それぞれUC11＝−U3／３，UC12＝U3／
２，UC21＝−U3／２，及びUC22＝U3／２とな
る。位相５次に、選択電圧U1が選択された行X2に供給さ
れますが、一方行X1はまだ電圧U3／２の浮遊状
態にあり、また列はまだ位相４の電位にある。こ
れによつて、画素C11及びC12の電位は充電され
ない状態のままになつている。画素C21の電圧は
U1−U3＝U2に上昇する。選択された画素C22の
電圧はU1に上昇する。位相６行及び列の電圧は放電されて零になり、また、
それによつて画素の嵌合は零になる。位相７列Y1及びY2の電圧が零に維持されるが、その
ために行X1及びX2が浮遊状態となる。これによ
つて、画素の電圧は変化しない。位相８負の行選択電位−U2が選択された列X1に供給
され、そのため列X2が零電位の浮遊状態にあり、
列が位相７の如く零電位にある。これによつて、
画素C11及びC12の電圧のみが−U12に変化する。位相９行と列とも接続することによつて画素の電圧が
放電して零になる。位相 10 変調電圧U3がY2に供給される。列Y1の両端の電圧が零に維持される。行が浮
遊状態となるのが許容されているので、それらが
電圧U3／２の供給を受けます。個々の行電圧か
ら対応する列電圧を減算することにより、浮遊画
素電圧が得られる。即ち、UC11＝U3／２，
UC12＝−U3／２，UC21＝U3／２，及びUC22
＝−U3／２となる。位相 11 負の行選択電圧−U2が選択された行X2に供給
され、それで非選択行X1が電位U3／２の浮遊状
態となり、列電圧は位相10のようになつていま
す。これによつて、画素C11及びC12の電圧は変
化しない。画素C21の電圧が−U2となり、選択さ
れた画素C22の電圧が−U2−U3＝−U1となる。位相 12 行と列とを接続することにより画素の電圧は放
電されて零になる。位相 13 位相１乃至位相12が上記の順序で繰り替えされ
る。本発明は、上述した例示的な実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で変形および変
更が可能なことは明らかである。第２図と第３図
の実施例では、ただ１個の変調源U₃のみを使用
した。しかしながら、例えば、一方が正電圧で他
方が負電圧であり、その電圧の絶対値が等しい２
個の電圧源を使用することも可能である。本発明による方法は、エレクトロルミネツセン
ス表示装置の他に、例えばプラブマ表示装置にも
適用できる。 The present invention relates to a method for driving an image display device, particularly a two-dimensional alternating current electroluminescent display device including a matrix constituted by X and Y electrodes formed by a thin film formation method. According to this method, a modulation voltage lower than 1/2 of the total drive voltage is used, a selection pulse is applied for one X electrode at a time while the other X electrodes are left floating, and most of the X electrodes are A modulation pulse is applied to the Y electrode when is in a floating state. The method according to the invention is intended to be used in particular for controlling the emission of display elements of alternating current electroluminescent display devices based on thin-film deposition methods. The characteristics of this type of display device are that the drive voltage of the display device is a light current voltage, the modulation voltage of the display device is less than 1/2 of the entire drive voltage, and the capacitance of the display device is 10 to 200 pF/ mm ² , and from the viewpoint of the drive circuit, the display device is a two-dimensional matrix consisting of X and Y electrodes. The prior art is described in the following references: (1) Gilow TA, Holly RH: “Tactical Video Display” Report
Number DELIT-TR-79-0251-1, 1980
Published September, 17 pages. (2) Takeda et al. “Practical application technology of thin film electroluminescent panels”
Application Fechnologies of Thin−Film
1980 SID
International Symposium Digest of
Technical Papers, Vol, XI, 966 to 67. In the drive system described in Reference (1), a selection voltage pulse is sequentially applied to each X electrode while the other X electrodes are left floating. The light is modulated by simultaneously applying a modulating voltage pulse with an amplitude corresponding to the desired light emission to each Y electrode, and making the polarity of the modulating voltage pulse opposite to that of the X electrode selection pulse. It will be done. After all of the X electrodes have received a selection pulse of the same polarity, a pulse of opposite polarity is applied to all of the X electrodes simultaneously. In the method described in Reference (2), the display drive pulse consists of the following four stages. That is, these are preliminary charge drive, discharge drive for unselected image elements, write drive, and reproduction drive. In the method described above, the modulating pulses are always of the same polarity. A high voltage drive circuit is required to drive the X electrode and the Y electrode, respectively. It is well known that the light emitted by an AC electroluminescent display based on a thin film formation method depends on the peak value of the driving voltage. In the prior art described above, modulation is always applied to one unipolar pulse of the positive and negative polarity pulses of the AC drive voltage. As a result, the modulation pulse becomes a high voltage and the drive voltage includes a DC component. The use of high voltage modulated pulses requires high voltage drive circuits, resulting in expensive and difficult integration.
The required voltage tolerance also increases accordingly. When the capacitor is driven by a square pulse,
It is well known that power consumption is proportional to the square of the amplitude, so if high voltage modulation is used, power consumption will naturally increase. Furthermore, it is known that the presence of a DC component in the drive voltage of a display device reduces the lifespan of the display device. The problem with the prior art described above is that large current peaks occur when the capacity of all display panels is charged or discharged simultaneously. This not only requires an expensive switch that can tolerate large current peaks, but also causes electromagnetic interference. The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art mentioned above and to provide a new method for driving electroluminescent displays, in particular AC electroluminescent displays. The present invention is based on the following concept. (1) Apply selective pulses to the X electrodes one at a time,
During this time, the other X electrodes are kept in a floating state. (2) By changing the phase of the modulation pulse and the selection pulse, modulation is applied to both the positive and negative display drive voltage pulses. (3) When most of the X electrodes are floating, apply a modulation pulse to the Y electrodes. In particular, the method of the present invention is characterized in that it modulates both positive and negative display drive voltage pulses by changing the phases of the modulation pulse and the selection pulse. The invention provides the following advantages. (1) Since the required modulation voltage is 1/2 of the modulation voltage in the prior art described above, power consumption is reduced and integration is achieved. (2) Since the driving voltage of the display device is a completely symmetrical alternating current voltage with no direct current component, the life of the display device is extended. (3) Since the drive voltage of the display device does not include a DC component, the discharge level of the display panel's capacitance can be the same as the maximum or minimum value of the modulation voltage, and the number of modulation voltage sources is reduced to one, making modulation control possible. The circuit can be simplified. (4) Since the drive circuit does not need to handle large current peaks, the drive circuit can be easily integrated at low cost, and electromagnetic interference can be reduced. Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1b, the shaded modulation pulse is superimposed on top of the positive drive pulse. As previously mentioned, this results in a relatively high positive drive voltage, on the one hand, and a harmful DC component on the other hand. FIG. 1d shows a selection situation according to the invention, in which the modulation pulse is symmetrically divided into selective successive positive and negative drive pulses so as not to generate a DC component. FIG. 2 exemplifies the display when there are two X electrodes, two Y electrodes, and the display element C ₂₂ is in the display state. FIG. 3 shows the display drive pulses shown in FIG. For example, as shown in FIG. 3, by applying voltage pulses Ux ₁ , Ux ₂ , Uy ₁ and Uy ₂ to the X and Y electrodes, respectively, the voltages of the display element are Uc ₁₁ ,
Uc ₁₂ , Uc ₂₁ and Uc ₂₂ are obtained. As can be seen from FIG. 3, the peak-to-peak value of the voltage Uc ₂₂ of the display element C ₂₂ is U ₁ +U ₂ +U ₃ in the display state. The maximum voltages of the other display elements are _U1 - _U3 - _U2 . Therefore, the voltage of the display element in the display state is 2U ₃ higher than the maximum voltage of the non-selected display element. For example, if U ₁ , U ₂ , and U ₃ are U ₁ = U ₃ +
If chosen such that U ₂ and U ₁ U ₃ >−U ₂ , the driving voltage can be completely symmetrical without a DC component. In an embodiment, the polarity of the drive voltage is reversed in the middle of a regeneration cycle. It is clear that the polarity can be reversed more frequently, for example each time the next Y electrode is selected. It is also possible to apply several alternating current pulses to the selected electrode simultaneously with the phase inversion of the Y electrode and in synchronization with the alternating voltage of the X electrode. In this case, when the image display is in progress,
Burst length modulation can also be used to adjust the emission. It is well known that, in addition to burst length modulation, amplitude modulation or pulse width modulation can also be used in regulating the light emission. The method of the invention allows these modulation modes to be used without creating a DC component in the drive voltage of the display. For example, amplitude modulation can be achieved as follows. In other words, if the X electrode has a negative voltage -
If U ₂ , the modulation voltage U _M corresponding to the maximum light emission is U ₃ , and the O corresponding to the desired light emission level is determined considering the ambient conditions that U _M = OV at the minimum light emission.
A modulating voltage U _M with a magnitude in the range ~U ₃ is applied to the Y electrode. If the X electrode has a positive voltage U ₁ , then at maximum light emission U _M =OV, and at minimum light emission U _M =U ₃ . The action of the drive pulse shown in FIG. 3 will be explained in detail below along with the specific operation process. Phase 1 Modulation voltage U3 is supplied to Y1 and Y2. row electrode
X1 and X2 are in a floating state, so their voltage also rises to potential U3 via pixels C11-C22. Here, the pixel voltages UC11 to UC22 remain at zero. Phase 2 A positive row select voltage U1 is applied to the selected row X1 so that the selected row X2 is floating at voltage U3 while columns Y1 and Y2 are maintained at modulation voltage U3. This causes the pixel capacitance to rise to the voltage U1−U3=U2
is charged. Pixel capacitors C21 and C22 are not charged. Phase 3 Both the row select voltage and column modulation voltage are discharged to zero potential. Phase 4 Next, voltage U3 is applied to column Y1. Column Y2 is maintained at zero potential. This causes the floating line to
X1 receives a voltage U3/2 supply through the series connection of pixel capacitors C11 and C12. Similarly, the floating row X2 also receives a voltage U3/2 through the pixel capacitances C21 and C22.
be supplied with. Floating pixel voltages are obtained by subtracting the corresponding voltages from the individual row voltages as described above. UC11=-U3/3, UC12=U3/ respectively
2, UC21=-U3/2, and UC22=U3/2. Phase 5 The selection voltage U1 is then applied to the selected row X2, while the row X1 is still floating at the voltage U3/2 and the columns are still at the phase 4 potential. As a result, the potentials of the pixels C11 and C12 remain in an uncharged state. The voltage of pixel C21 is
It rises to U1−U3=U2. The voltage of selected pixel C22 increases to U1. Phase 6 The row and column voltages are discharged to zero, and
Thereby, the pixel fit becomes zero. Phase 7 The voltages on columns Y1 and Y2 are maintained at zero, which causes rows X1 and X2 to float. As a result, the voltage of the pixel does not change. Phase 8 A negative row select potential −U2 is applied to the selected column X1, so that column X2 is floating at zero potential;
The column is at zero potential, such as phase 7. By this,
Only the voltages of pixels C11 and C12 change to -U12. Phase 9 By connecting both rows and columns, the voltage of the pixel is discharged and becomes zero. Phase 10 Modulation voltage U3 is supplied to Y2. The voltage across column Y1 is maintained at zero. Since the rows are allowed to float, they are supplied with voltage U3/2. Floating pixel voltages are obtained by subtracting the corresponding column voltages from the individual row voltages. That is, UC11=U3/2,
UC12=-U3/2, UC21=U3/2, and UC22
=-U3/2. Phase 11 A negative row select voltage −U2 is applied to the selected row X2, leaving the unselected row X1 floating at potential U3/2 and the column voltages are as in phase 10. As a result, the voltages of pixels C11 and C12 do not change. The voltage of the pixel C21 becomes -U2, and the voltage of the selected pixel C22 becomes -U2-U3=-U1. Phase 12 By connecting the rows and columns, the pixel voltage is discharged to zero. Phase 13 Phases 1 to 12 are repeated in the above order. It is clear that the invention is not limited to the exemplary embodiments described above, but that variations and modifications are possible within the scope of the invention. In the embodiments of FIGS. 2 and 3, only one modulation source U ₃ was used. However, for example, if one is a positive voltage and the other is a negative voltage, and the absolute value of the voltage is equal, two
It is also possible to use multiple voltage sources. In addition to electroluminescent displays, the method according to the invention can also be applied, for example, to pneumatic displays.

[Brief explanation of the drawing]

第１ａ図は、従来技術の非選択状態における表
示装置の駆動パルスを原理的に説明した図、第１
ｂ図は、選択状態の同上パルスを示す図、第１ｃ
図は本発明による非選択状態の表示の駆動パルス
を原理的に説明した図、第１ｄ図は、選択状態に
おける同上パルスを示す図、第２図は、１個の表
示素子が表示状態である一般的な２×２のマトリ
ツクス表示例を示す図、そして第３図は、本発明
による第２図に示した表示の駆動パルスの詳細図
である。主要部分の符号の説明、X₁，X₂……Ｘ電極、
Y₁，Y₂……Ｙ電極。 FIG. 1a is a diagram illustrating the principle of drive pulses for a display device in a non-selected state according to the prior art.
Figure b shows the same pulse in the selected state, Figure 1c.
The figure is a diagram explaining the principle of a drive pulse for display in a non-selected state according to the present invention, Figure 1d is a diagram showing the same pulse in a selected state, and Figure 2 is a diagram in which one display element is in a display state. FIG. 3 shows a typical 2×2 matrix display example, and FIG. 3 is a detailed diagram of the driving pulses for the display shown in FIG. 2 according to the present invention. Explanation of symbols of main parts, X ₁ , X ₂ ...X electrode,
Y ₁ , Y ₂ ...Y electrode.

Claims

[Scope of Claims] 1. A method for driving an image display device, particularly a two-dimensional AC electroluminescent display device including a matrix composed of X and Y electrodes formed by a thin film forming method, which method , using a modulation voltage lower than 1/2 of the total drive voltage, applying a selection pulse to one X electrode at a time while leaving the other X electrodes floating, and while most of the X electrodes are floating. In a display driving method in which a modulation pulse is applied to a Y electrode at A method characterized in that the modulation pulses are stacked symmetrically on top of successive positive and negative drive pulses in such a way that no voltage components are generated. 2. A method according to claim 1, characterized in that the polarity of the drive voltage is reversed at least approximately in the middle of the regeneration cycle. 3. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that burst length modulation is used. 4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that amplitude modulation is used. 5. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that pulse width modulation is used. 6. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that one modulated voltage source is used. 7. A method according to claims 1 to 5, characterized in that two modulated voltage sources are used with equal absolute values, one with a positive voltage and one with a negative voltage.