DE3634686C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Üblicherweise haben Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtungen den in Fig. 1 dargestellten Aufbau. Sie bestehen aus mehreren streifenförmigen Daten-(Spalten-)Elektroden 2 und mehreren streifenförmigen, um 90° gegenüber den Datenelektroden gedreht Steuer-(Zeilen-)Elektroden 6 auf. Zwischen den beiden Sätzen von Elektroden ist eine Elektrolumineszenz-Schicht angeordnet. Zwischen den Datenelektroden 2 und der Elektrolumineszenz- Schicht 4 befindet sich eine transparente dielektrische Schicht 3. Eine derartige Schicht ist auch zwischen der Elektrolumineszenz-Schicht 4 und den Steuerelektroden 6 angeordnet (in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 5 gekennzeichnet). Die gesamte Schichtenfolge befindet sich auf einer Glasplatte 1. Wenn die elektrische Spannung zwischen den sich kreuzenden Daten- und Spaltenelektroden groß genug ist, d. h. beispielsweise 180 bis 200 Volt beträgt, leuchtet die Elektrolumineszenz-Schicht im Bereich der Kreuzungspunkte auf.

Aus DE 35 11 886 A1 ist eine Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung bekannt, deren Ansteuerungs- und Versorgungsschaltungen in Fig. 2 dargestellt ist. Die Datenelektroden Y 1-Yj werden über eine Treiberschaltung 60 angesteuert, während die Steuerelektroden X 1-Xj über eine Treiberschaltung angesteuert werden, die aus den Schaltungsteilen 20, 30, 40 und 50 besteht. Das auf der Elektrolumineszenz-Anzeige (EL-Anzeige) 10 darzustellende Bild wird zeilenweise aufgebaut. Eine Bilddatensignal- Erzeugungsschaltung erzeugt die Bilddatensignale Zeile für Zeile und führt diese Signale dem Schieberegister 61 der Datenelektroden-Treiberschaltung 60 zu, die ihrerseits die Datenelektroden Y 1-Yj dem empfangenen Bilddatensignal entsprechend ansteuern bzw. mit Spannung versorgen. Zur Darstellung der Zeile wird über die Steuerelektroden-Treiberschaltung 20, 30, 40, 50 die Steuerelektrode für die ausgewählte Zeile angesteuert.

Der gesamte Ansteuerungsvorgang für die EL-Anzeigevorrichtung ist insbesondere wegen der komplizierten Ansteuerung der Steuerelektroden aufwendig. Die EL-Anzeige 10 benötigt nämlich zum Aufleuchten eine Wechselspannung, die durch Umpolen der den Steuerelektroden X 1-Xi zugeführten Spannung erzeugt wird. Dazu weist jede Steuerelektrode einen N-Kanal-MOS-Transistor und einen P-Kanal-MOS-Transistor auf. Über die N-Kanal- Transistoren werden die Steuerelektroden mit negativer Spannung versorgt, während über die P-Kanal-Transistoren eine positive Spannung angelegt wird. Vor der eigentlichen Darstellung einer Bildzeile müssen darüber hinaus sämtliche Elektroden während mehrerer sehr kurzer Zeitintervalle mit verschiedenen Spannungen voraufgeladen und teilweise entladen werden, bevor die betreffende Steuerelektrode mit der zum Aufleuchten der EL-Anzeigevorrichtung geeigneten Steuerspannung beaufschlagt wird. Sämtliche Spannungen für die Steuerelektroden X 1-Xi werden von den Spannungsversorgungsschaltungen 90 und 100 geliefert. Die Spannung für die Datenelektroden (Modulationsspannung) wird von einer Spannungsversorgungsschaltung 80 geliefert. Die Information, welche Steuerelektroden über welche MOS-Transistoren an welche Elektroden angelegt werden, wird in Schieberegister 21, 31, 41 und 51 eingeschrieben. In Fig. 3 ist der Signalverlauf für die die Spannungsversorgungsschaltungen 80, 90, 100 und 110 ansteuernden Steuersignale S 1, S 2, S 31, S 32 und S 4 sowie die Einschaltzustände der N- und P-Kanal-MOS-Transistoren während der Ansteuerung der Steuerelektroden X 2 und X 3 dargestellt. Die Versorgung einer Steuerelektrode mit Spannung erfolgt dabei stets darart, daß zunächst der zugehörige N-Kanal-Transistor (N-Kanal-Feld-Ansteuerung) und anschließend der zugehörige P-Kanal-Transistor angesteuert wird (P-Kanal-Feld-Ansteuerung). In den Zeitabschnitten T 1, T 2 und T 3 sowie T 1′, T 2′ und T 3′ während der Ansteuerung einer Steuerelektrode über den N- bzw. den P-Kanal-Transistor wird die Steuerelektrode vorgeladen, entladen und mit der zum Aufleuchten erforderlichen Spannung beaufschlagt. Sämtliche Vorgänge erfolgen sowohl bei positiver als auch bei negativer Spannung.

Der steuerungstechnisch äußerst schwieirge Vor-Ansteuerungsvorgang für die Steuerelektroden vor dem eigentlichen Aufleuchten wird auch dann durchgeführt, wenn die gerade darzustellende Zeile keine aufleuchtenden Bildpunkte beinhaltet. Durch die Voraufladung und -ansteuerung von Steuerelektroden zur Darstellung von Leerzeilen ist der Steuerenergieverbrauch jedoch wesentlich höher als eigentlich erforderlich; außerdem wird für die Darstellung einer Leerzeile genauso viel Zeit wie für die Darstellung einer in welcher Weise auch immer mit leuchtenden Bildpunkten besetzten Zeile benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrolumineszenz- Anzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die einen geringeren Energieverbrauch aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Elektrolumineszenz- Anzeigevorrichtung, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist; die Merkmale einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind in Anspruch 2 angegeben.

Nach der Erfindung werden die Spannungsversorgungsschaltungen, die die Daten- und die Steuerelektroden mit Vor- bzw. Ladespannungen und mit der zum Aufleuchten eines Bildpunktes ausreichenden Leuchtspannung versorgen, in Abhängigkeit von der pro Zeile darzustellenden Bildinformation angesteuert. Dazu weist die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung eine Detektorschaltung auf, die das Bilddatensignal einer Zeile untersucht und anhand des Bilddatensignals erkennt, ob zur Darstellung der Zeileninformation ein aufleuchtender Bildpunkt erforderlich ist oder nicht. Ist in der gerade betrachteten Zeile mindestens ein aufleuchtender Punkt zur Darstellung der Information erforderlich, gibt die Detektorschaltung ein diesen Zustand anzeigendes Detektorsignal an eine Torschaltung aus, die die von der Bilddatensignal-Erzeugungsschaltung erzeugten Steuersignale zum Ansteuern der beiden Spannungsversorgungsschaltungen und der Steuerelektroden-Treiberschaltung weiterleitet. Die Torschaltung gibt diese Steuersignale jedoch nur dann weiter, wenn das Detektorsignal vorliegt, d. h. mindestens ein aufleuchtender Bildpunkt in der Zeile darzustellen ist. Andernfalls blockiert die Torschaltung die obigen Steuersignale, so daß eine Ansteuerung der Spannungsversorgungsschaltungen und der Steuerelektroden-Treiberschaltung unterbleibt.

Bei der erfindungsgemäßen Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung erfolgt die Ansteuerung der Steuer- und Datenelektroden zum Voraufladen bzw. Versorgen mit der Leuchtspannung in Abhänigigkeit von der pro Zeile darzustellenden Information. Durch diese Art der Ansteuerung unterbleibt beispielsweise auch die Beaufschlagung einer Steuerelektrode mit der Leuchtspannung, wenn in der Bildzeile keine aufleuchtenden Bildpunkte erzeugt werden müssen. Bei der Darstellung einer Leerzeile mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung entfällt also die Versorgung der Daten- und Steuerelektroden sowohl mit der Lade- als auch mit der Leuchtspannung. Da diese Spannungen einige 10 Volt betragen (im Falle der Leuchtspannung sind es ca. 200 Volt), arbeitet die Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach der Erfindung im Fall der Darstellung von Leerzeilen wesentlich energiesparender. Außerdem erfolgt die Bilderzeugung bei einem Bild mit Leerzeilen schneller, da für die Leerzeilen die Zeitintervalle zum Voraufladen der Elektroden und Versorgen der Steuerelektroden mit der Leuchtspannung entfallen.

Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine teilweise gebrochene Ansicht einer EL-Bildanzeige;

Fig. 2 ein Schaltbild einer herkömmlichen EL-Bildanzeige- Steuerschaltung;

Fig. 3 eine Darstellung des ein- und ausgeschalteten Zustandes von verschiedenen in der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 vorgesehenen Schaltungen und Transistoren;

Fig. 4 die Zeitverläufe der Spannungen, die an die EL-Bildanzeige nach Fig. 1 bis 3 angelegt werden;

Fig. 5 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen EL-Bildanzeige- Steuerschaltung;

Fig. 6 die Zeitverläufe der verschiedenen Signale, die in der Schaltung nach Fig. 5 verwendet werden;

Fig. 7 eine Darstellung des ein- und ausgeschalteten Zustandes von verschiedenen in der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 vorgesehenen Schaltungen;

Fig. 8 die Zeitverläufe der Spannungen, denen die EL- Bildanzeige nach Fig. 5 ausgesetzt wird.

In Fig. 5 ist die erfindungsgemäße EL-Bildanzeige- Steuerschaltung dargestellt. Die Schaltung nach Fig. 5 weist im Vergleich zur herkömmlichen Schaltung nach Fig. 2 zusätzlich eine Gatterschaltung 140 auf, die die Zuführung von Signalen S 1, S 2, S 31 und S 4 unwirksam macht, wenn diese nicht nötig sind, d. h. wenn eine Bildschirmzeile kein Leucht-Bildelement enthält. Die Gatterschaltung 140 wird durch eine Detektorschaltung 151 und eine Torschaltung 152 gebildet.

Die Detektorschaltung 151 enthält Flip-Flops 141, 142 und 143, die derart in Kaskade geschaltet sind, daß der Q-Anschluß von Flip-Flop 141 mit dem D-Anschluß von Flip-Flop 142 und der Q-Anschluß von Flip-Flop 142 mit dem D-Anschluß von Flip-Flop 143 verbunden ist.

Eine Anzeige-Steuerschaltung bzw. Bilddatensignal- Erzeugungsschaltung 160 ist zum Erzeugen von Bilddaten ID vorgesehen, welche entsprechend Fig. 6 während der Abschnitte T 1 und T 2 (oder T 1′ und T 2′) in jeder Zeilenabtastperiode generiert werden. Die Bilddaten ID werden durch eine Kombination von "1"- und "0"-Werten definiert und dem Schieberegister 61 übermittelt, um als Antwort auf die in den Bilddaten ID erscheinenden "1"- Werte die Bildelemente aufleuchten zu lassen. Wenn die Bilddaten ID nur durch "0"-Werte definiert sind und keine "1" vorhanden ist, hat die durch diese Bilddaten ID gebildete Zeile kein aufleuchtendes Bildelement, d. h. es handelt sich um eine Leerzeile. Somit wird eine Leerzeilenabtastung durchgeführt. Die während einer Zeilenansteuerungsperiode erzeugten Bilddaten ID werden kurzzeitig im Schieberegister 61 gespeichert und in der nächsten Zeilenansteuerungsperiode für die Zeilenansteuerung auf der EL-Bildanzeige verwendet. Die Bilddaten ID werden auch dem Takt-Anschluß CL des Flip- Flops 141 zugeführt.

Die Anzeige-Steuerschaltung 160 erzeugt entsprechend Fig. 6 auch ein Rücksetzsignal während einer LOW-Phase des HD-Signals. Das Rücksetzsignal wird dem Rücksetz- Anschluß R des Flip-Flops 141 übermittelt.

Zudem erzeugt die Anzeige-Steuerschaltung 160 ein Signal HD zum Einstellen der Bilddaten-Aussendeperiode, das beim Übermitteln von Bilddaten ein HIGH-Signal und sonst ein LOW-Signal ist. Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform erzeugt das Signal HD während der Zeitabschnitte T 1 und T 2 (oder T 1′ und T 2′) ein HIGH-Signal und während des Zeitabschnittes T 3 (oder T 3′) ein LOW- Signal, wie Fig. 6 zeigt. Das Signal HD wird dem Takt- Anschluß CL des Flip-Flops 143 und auch einem Inverter 144 zugeleitet. Dadurch erzeugt der Inverter 144 ein Signal , welches dem Takt-Anschluß CL des Flip-Flops 142 übermittelt wird.

Im weiteren erzeugt die Anzeige-Steuerschaltung 160 die Signale S 1, S 2, S 31, S 32 und S 4, und die Signale zum Steuern der Schieberegister 21, 31, 41 und 51.

Die Torschaltung 152 enthält vier AND-Gatter 146, 147, 148 und 149, von denen jedes zwei Eingänge aufweist. Ein Eingang eines jeden AND-Gatters 146-149 ist mit dem Q-Ausgang von Flip-Flop 143 verbunden, und die anderen Eingänge der AND-Gatter 146-149 sind mit der Anzeige-Steuerschaltung 160 verbunden, um jeweils die Signale S 1, S 2, S 31 bzw. S 4 zu empfangen. Die Ausgänge der AND-Gatter 146, 147, 148 und 149 sind mit einer Spannungsversorgungsschaltung 80 für die Datenelektroden Y 1-Yj (Vorladeschaltung), einer Pull-up-Ladeschaltung 90, einer Spannungsversorgungsschaltung 100 für die Steuerelektroden X 1-Xi (Einschreibschaltung) bzw. einem (Source-)Spannungsumschalter 110 verbunden, welche als Antwort auf Signale S 1, S 2, S 31 (und/oder S 32) und S 4 angesteuert werden.

Der Arbeitsablauf der EL-Bildanzeige-Steuerschaltung wird anschließend im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben.

Für den Arbeitsablauf wird angenommen, daß die Zeile X 2 mindestens ein Bildelement A besitzt, welches aufleuchten soll, und daß Zeile X 3 eine Leerzeile ohne ein zum Aufleuchten bestimmtes Bildelement ist.

Während der Ansteuerungsperiode von Zeile X 1 werden die Bilddaten für die Zeile X 2 von der Anzeige-Steuerschaltung 160 erzeugt, im Schieberegister 61 gespeichert und gleichzeitig dem CL-Anschluß des Flip-Flops 141 zugeführt. Da die Bilddaten für die Zeile X 2 mindestens eine "1" enthalten, hat zum Zeitpunkt M 1, d. h. am Ende der Erzeugung der Bilddaten für die Zeile X 2, das vom Q-Anschluß des Flip-Flops 141 erzeugte Signal Q 1 den Wert "1".

Zudem wird zum Zeitpunkt M 1 als Antwort auf das Ansteigen des Signals , welches zum CL-Anschluß des Flip- Flops 142 geleitet wird, das HIGH-Signal vom Flip-Flop 141 durch das Flip-Flop 142 aufgenommen. Wenn das Flip- Flop 142 ein HIGH-Signal erzeugt hat, wie es in Fig. 6 der Fall ist, erzeugt es weiterhin das von seinem Q-Anschluß ausgehende HIGH-Signal. Anschließend wird in einer LOW-Periode des HD-Signals in der Ansteuerungsperiode für Zeile X 1 ein Rücksetzsignal erzeugt, um das Flip-Flop 141 zurückzusetzen.

Dann wird zum Zeitpunkt M 2 als Antwort auf das Ansteigen des Signals HD, welches zum CL-Anschluß des Flip- Flops 143 geleitet wird, das HIGH-Signal vom Flip-Flop 142 durch das Flip-Flop 143 aufgenommen. Somit erzeugt das Flip-Flop 143 während der Abtastperiode für die Zeile X 2 ein HIGH-Signal (Signal Q 3), welches der Gatterreihe übermittelt wird, um die AND-Gatter 146-149 wirksam zu machen. Dadurch werden während der Ansteuerungsperiode für die Zeile X 2 Signale S 1, S 2, S 31 und S 4 den Schaltungen 80, 90, 100 bzw. 110 zugeführt, um die Ansteuerung für die Zeile X 2 auf die oben beschriebene bekannte Art durchzuführen.

Zudem beginnt vom Zeitpunkt M 2 ausgehend die Anzeige- Steuerschaltung 160 ein Bildsignal für die Zeile X 3 zu erzeugen, das keine "1" aufweist. Somit wird während einer Periode vom Zeitpunkt M 2 zum Zeitpunkt M 3 dem Takt-Anschluß CL des Flip-Flops 141 kein HIGH-Signal zugeleitet. Dementsprechend verbleibt das Flip-Flop 141 im Rücksetzzustand, um auch zum Zeitpunkt M 3 ein von seinem Q-Anschluß ausgehendes LOW-Signal zu erzeugen. Zum Zeitpunkt M 3 wird als Antwort auf das Ansteigen des Signals , welches dem CL-Anschluß des Flip-Flops 142 übermittelt wird, das LOW-Signal des Flip-Flops 141 vom Flip-Flop 142 aufgenommen. Anschließend wird innerhalb des Abschnittes T 3 in der Ansteuerungsperiode für die Zeile X 2 ein Rücksetzsignal zum Rücksetzen des Flip- Flops 141 erzeugt.

Dann wird zum Zeitpunkt M 4 als Antwort auf das Ansteigen des Signals HD, welches dem CL-Anschluß des Flip- Flops 143 zugeführt wird, das LOW-Signal von Flip-Flop 142 dem Flip-Flop 143 zugeführt und von diesem übernommen. Das Flip-Flop 143 erzeugt während der Ansteuerungsperiode für die Zeile X 3 ein LOW-Signal (Signal Q 3), das der Torschaltung 152 zugeführt wird und die AND-Gatter 146-149 sperrt. Somit stoppt während der Ansteuerungsperiode für die Zeile X 3 die Gatterreihe 152 die Übermittlung der Signale S 1, S 2, S 31 und S 4 an die Schaltungen 80, 90, 100 bzw. 110. Somit wird während der Ansteuerungsperiode für die Zeile X 3 keine der Schaltungen 80, 90, 100 und 110 eingeschaltet, was durch eine durchgehende Linie in Fig. 7 dargestellt ist. Demzufolge entsteht entsprechend Fig. 8 während des Ansteuerns der Zeile X 3 keine Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden 2 und 6 der EL-Bildanzeige.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung ersichtlich ist, ist während einer Leerzeilenansteuerungsperiode die Energiezufuhr von den Schaltungen 80, 90, 100 und 110 zur EL-Bildanzeige unterbrochen, woduch der Energieverbrauch des Systems reduziert wird.

Da an der erfindungsgemäßen EL-Bildanzeige während ihres Betriebs in Ruheperioden (Darstellung von Leerzeilen) keine Spannung anliegt, ist ihre Lebensdauer größer als bei herkömmlichen EL-Anzeigen.

Claims (3)

1. Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von Information durch einzelne aufleuchtende Punkte mit

• - einer zwischen Datenelektroden (Y 1-Yj) und Steuerelektroden (X 1-Xi) angeordneten Elektrolumineszenz- Schicht (4),
• - einer Datenelektroden-Treiberschaltung (60) zum Ansteuern der Datenelektroden (Y 1-Yj),
• - einer Steuerelektroden-Treiberschaltung (20, 30, 40, 50) zum Ansteuern der Steuerelektroden (X 1-Xi),
• - einer mit der Datenelektroden-Treiberschaltung (60) verbundenen ersten Spannungsversorgungsschaltung (80) für die Datenelektroden (Y 1-Yj),
• - einer mit der Steuerelektroden-Treiberschaltung (20, 30, 40, 50) verbundenen zweiten Spannungs­ versorgungsschaltung (100) für dieSteuerelektroden (X 1-Xi) und
• - einer Bilddatensignal-Erzeugungsschaltung (160), die zeilenweise Bilddatensignale (ID) für die Datenelektroden-Treiberschaltung (60) erzeugt und Steuersignale (S 1-S 4) zum Ansteuern der ersten (80) und der zweiten (100) Spannungsversorgungsschaltung sowie der Steuerelektroden- Treiberschaltung (20, 30, 40, 50) ausgibt,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine die Bilddatensignale (ID) empfangende Detektorschaltung (151) vorgesehen ist, die anhand des Bilddatensignals (ID) einer Zeile erkennt, ob in dieser Zeile mindestens ein aufleuchtender Punkt darzustellen ist, und ein diesen Zustand anzeigendes Detektorsignal ausgibt, und
• - daß eine von dem Detektorsignal gesteuerte Torschaltung (152) für die Steuersignale (S 1-S 4) vorgesehen ist, die nur beim Vorhandensein des Detektorsignals die Steuersignale (S 1-S 4) weiterleitet.

2. Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung (151) mehrere zu einer Kaskade geschaltete Flip-Flops (141-143) aufweist, wobei das letzte Flip-Flop (143) der Kaskade an seinem Ausgang das Detektorsignal erzeugt, und daß die Torschaltung (152) mit mehreren jeweils zwei Eingänge aufweisenden UND-Gattern (146-149) versehen ist, deren erste Eingänge mit dem Ausgang des letzten Flip-Flops (143), deren zweite Eingänge jeweils mit einer der die Steuersignale (S 1-S 4) führenden Leitungen und deren Ausgänge mit der ersten (80) und der zweiten (100) Spannungsversorgungsschaltung sowie der Steuerelektroden-Treiberschaltung (20, 30, 40, 50) verbunden sind.