JP4516262B2 - 電流駆動発光表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置に係り、特に表示装置で消耗される電力を低減するための表示装置の駆動方法と駆動回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、平面表示装置分野では飛躍的な発展があった。
特にＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を先頭に登場した平面表示装置は数十年来表示装置分野で最も多く使われてきたＣＲＴに取って代わり始めている。最近ではＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＥＬ（Electroluminescence）など多くの発展がある。
【０００３】
このような電流駆動発光表示装置は視認性及び色感が良好だけでなく、製造工程も簡単なので、多くの部分で応用分野を広げている。
【０００４】
しかし、この電流駆動発光表示装置は表示装置パネルのサイズが大きければ大きほど駆動回路でより多くの電流を消耗する。また、解像度が増加すればするほど表示装置の物理的な量が増加し、これにより駆動に必要な時間が短くなるので、適切な輝度を得るためにはより多くの電流が必要となる。
【０００５】
現在、携帯用情報機器に最も多く使われているＬＣＤは応答時間、視野角、そして色感などで不利な特性を持っているが、広く用いられている最も大きな理由は、パワー消耗が電流駆動発光表示装置に比べて割に少ないという長所があるからである。
【０００６】
勿論ＬＣＤのバックライトのパワー消耗を考慮すると、ＬＣＤシステム全体のパワー消耗が電流駆動発光表示装置に比べて少ないとは言えないが、最近はバックライトを使用せずにも駆動可能な半透過型タイプまたは反射型タイプのＬＣＤが使用され、ＬＣＤシステム全体のパワー消耗は電流駆動発光表示装置に比べて少ない。
【０００７】
しかし、最近はＬＣＤに比べて応答時間、視野角並びに色感が良好な電流駆動発光表示装置、特に有機ＥＬ表示装置パネルが次世代平面表示装置として注目を浴びており、多くの研究開発が行われている。
【０００８】
図１は従来技術に係る電流駆動発光表示装置の駆動回路を示す図である。
同図に示すように、電流駆動発光表示装置の駆動回路は、各素子の駆動電圧を印加する電源（Ｖｄｄ）と、印加されるデータ信号により、電源から発光デバイス２のアノードに流れ込む電流の量を制御するＰＭＯＳからなるデータ駆動部１と、ＮＭＯＳからなるデータシンク部３と、ＮＭＯＳからなり、印加されるスキャン信号により、発光デバイス２からのカソード電圧を接地へ接続するスキャン駆動部４と、ＰＭＯＳからなり、発光デバイス２のカソードに逆電圧を印加させるスキャンソース部５とを含んでいる。
【０００９】
データ駆動部１及びスキャン駆動部４にそれぞれ印加されるデータ信号及びスキャン信号はコントローラによって制御される。
【００１０】
スキャンソース部５は逆電圧のＶｐｐ電源から電源に接続されると共に発光デバイス２のカソードと連結されている。逆電圧は発光デバイス２のクロストークを防止する役割を果たす。
【００１１】
このように構成される電流駆動発光表示装置はＣＲＴに比べて消費電力が低く、周辺部での画面の歪みがなく、また超薄型成形が可能である。また、ＬＣＤとは異なり、磁気発光をするので、視野角が広く、応答特性が良いため、画面の大型化が可能であり、使用温度条件が−４０°〜＋７０°で、発光色を自由に選択することができ、１５Ｖ以下の低い電圧でも駆動が可能である長所がある。
【００１２】
電流駆動発光表示装置は先に述べたようにＬＣＤに比べて多くの長所を持っているが、消費電力が高いという短所があるため、現在、携帯用表示装置としてはＬＤＣが多く使われている。
【００１３】
有機ＥＬ表示装置を始めとして電流駆動発光表示装置はＬＣＤに比べて電力消耗が大きいという短所があり、携帯用情報機器などに使用するには多くの不具合がある。
【００１４】
従って、先に述べたように電流駆動発光表示装置の長所を利用し、また電流駆動発光表示装置を携帯用情報機器などに使用するためには、電力消耗を減らす表示装置の駆動回路装置及び駆動方法の開発が必修である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明はかかる従来の問題点を解決するためのもので、その目的は電流駆動の表示装置の駆動時に消耗される電力を回収して再使用することにより、全システムの総消耗電力を減らすことのできる表示装置の駆動回路装置及び駆動方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的はリフレッシュ駆動時に消耗される電力を回収して再使用することにより、全システムの電力を減らすことのできる表示装置の駆動回路及び駆動方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の特徴によれば、電流駆動発光表示装置の駆動回路装置は、定電流源と、定電流源から給電され、互いに平行に配列される複数の列電極ラインと、列電極ラインと直交する方向に配列される複数の行電極ラインと、列電極ラインと行電極ラインとの交差箇所に形成されるピクセルとして、列電極ラインにアノードが接続されるとともに行電極ラインにカソードが接続され、列電極ラインから行電極ライン方向への電流により通電されて発光する発光デバイスとを備え、発光デバイスがマトリックス形態に構成される電流駆動発光表示装置において、行電極ラインにそれぞれ一端が接続され、他端が一つの接続点で共通に接続された複数のスイッチング素子からなるスキャン駆動部と、スキャン駆動部の一つの接続点に接続された変圧器からなる電圧変換部と、をさらに備え、複数のスイッチング素子は、各一端が行電極ライン上の各発光デバイスと接続され、発光デバイスの通電時にオンして導通し、発光デバイスの通電時に、列電極ラインから、通電された発光デバイスと、行電極ラインを経由して流れる電流を一つの接続点に供給し、変圧器は、一次側コイルが一つの接続点に接続され、導通した複数のスイッチング素子を介して一つの接続点に供給された電流の変化分を二次側コイルで電圧に変換して電源装置に供給し、一つの接続点に供給される電流は、通電された発光デバイスの数に比例して増加し、スキャン駆動部の一つの接続点は、変圧器の一次側コイルを介してグラウンドに連結され、一次側コイルを流れる電流は、一つの接続点で増加された電流に比例して増加し、増加された電流の変化及び変圧器の巻線比に比例して、変圧器の二次側コイルから電源装置に供給される電圧が増加する。
【００３５】
好ましくは、列電極ライン及び行電極ラインのリフレッシュ部を通して電流が放電する部分に直列に連結されたインダクタを介して、チャージ用コンデンサに放電電流を充電し、充電した後スイッチング素子を用いて電流が放電する部分を遮断し、充電された電流を電源装置に再供給する。また、列電極ライン及び行電極ラインのリフレッシュ部を通して電流が放電する部分に複数のダイオードが直列に連結され、ダイオードの間ごとに並列に連結されたコンデンサと制御用駆動を用いて高い電圧に変換し、これを電源装置に再供給する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態に係る表示装置の駆動回路及び駆動方法を添付図を参照して詳細に説明する。なお、本発明の各実施形態にかかる電流駆動発光表示装置は、列方向に配列される多数の列電極ラインと、列電極ラインに対して垂直方向に配列される多数の行電極ラインとを有し、その列電極ラインと行電極ラインとの交差箇所に形成されるピクセルがマトリックス形態に構成されている。
【００３７】
図２は本発明の第１実施形態に係る電流駆動発光表示装置のデータラインの電力を回収する電力回収回路を含む駆動回路を示す図である。
同図に示すように、表示装置の駆動回路は列電極ラインに沿って配置される各発光デバイスへ電源電圧を印加する駆動電源（Ｖｄｄ）を備えている。本駆動回路は、さらに、印加されるデータ信号によって駆動電源から発光デバイス部６０のデバイスのアノードに流れ込む電流の量を制御するＰＭＯＳからなるデータ駆動部５０ａと、発光デバイス部６０のアノードに充電されている電荷を除去するＮＭＯＳからなるデータシンク部５０ｂとを有するデータドライバを備えている。さらに本駆動回路は、Μ個のＮＭＯＳからなり、それぞれ印加されるスキャン信号によって発光デバイスのカソードに電流を導通するスキャンドライバ７０ｂと、データシンク５０ｂを介して発光デバイス部６０のアノードでトラップされたチャージを変圧器を用いて電圧に変換させるための電力変換部８０ｂとを含んでいる。
【００３８】
電圧変換部８０ｂは、データシンク部５０ｂから流れ込む電流を電圧に変換させるための変圧器１０ｂと、変圧器１０ｂを制御して所望のレベルの電圧を得るための変換制御部２０ｂと、得た電圧を安定化させ、外部電源部３０に与えるダイオード４０ｂとを含んでいる。
【００３９】
電流駆動発光装置のデータドライバの構成は図１と同様である。但し、Ｎ個のデータシンク部の片方が共通に変圧器１０ｂを介してグラウンドに連結されている点が異なる。
【００４０】
電流駆動発光装置のデータドライバにおけるデータシンク部のＮＭＯＳのソースは、変圧器１０ｂの一次側コイルを介してグラウンドに連結され、スキャン駆動部のソースは通常のようにグラウンドと直接連結される。
【００４１】
図２の説明の便宜のために、第１データドライバ２０１ａにおけるデータシンク部のＮＭＯＳのドレインと発光デバイス部のアノードとが連結された部分をＡとし、第Ｎのデータドライバ２０１ｎにおけるデータシンク部のＮＭＯＳのドレインと、発光デバイス部のアノードとが連結された部分をＮとし、Ｎ個のデータシンク部のＮＭＯＳのソースと変圧器１０ｂの一次側コイルとが連結された部分をＢとした。
【００４２】
変圧器１０ｂの出力ノード部分をＣとし、ダイオード４０ｂのカソードと外部電源部３０とが連結された部分はＰとした。
【００４３】
データドライバにおいて、データ駆動部とデータシンク部は互いに逆の動作をする。即ち、データ駆動部がＯＮになると、データシンク部がＯＦＦになり、データ駆動部がＯＦＦになると、データシンク部がＯＮになる。
【００４４】
データ駆動部がＯＮになると、定電流源から発光デバイスに電流が流れて発光し、データ駆動部がＯＦＦになると、発光デバイスのアノードに充電されている電荷がデータシンク部を通して変圧器１０ｂの一次側コイルに出力され、第２コイルに起電力が発生して電力が回収される。
【００４５】
このように構成された本発明に係る電流駆動発光表示装置の省電力回路の動作を図面を参照して詳細に説明する。
【００４６】
図３は図２の各部分の動作波形を示す図であり、図３の（ａ）、（ｂ）のデータｌ〜ｄａｔａＮは各データ駆動部に入力される信号の例であり、図３の（ｃ）、（ｄ）のｄａｔａ１＿Ｂ〜ｄａｔａＮ＿Ｂは各データシンク部に入力される信号の例である。
【００４７】
例えば、第１データドライバのデータ駆動部に入力される信号がローであれば、データ駆動部のＰＭＯＳがＯＮになり、定電流源に動作するＰＭＯＳにより、Ａ点には図３の（ｅ）のように一定の電圧が印加される。Ｎ点はｄａｔａＮにより図３（ｆ）のように変化する。
【００４８】
即ち、ｄａｔａ１〜ｄａｔａＮ信号の変化に応じ、発光デバイスのアノードラインにおけるＡ〜Ｎの波形も図３の（ｅ），（ｆ）のように変わる。発光デバイスのアノードでは、電極と素子の特性による応答時間によって波形が変わる。
【００４９】
データ駆動部のＰＭＯＳがＯＮになると、データ駆動部のＰＭＯＳのドレインに連結された発光デバイスが発光する。
【００５０】
発光デバイスがＯＮになって発光し、その後、第１データドライバのデータ駆動部に入力される信号がローからハイに変わると、データ駆動部のＰＭＯＳがＯＦＦになり、データシンク部のＮＭＯＳがＯＮになり、発光デバイスのアノードに蓄積されている電荷がＮＭＯＳを介して変圧器１０ｂの一次側コイルに入力される。
【００５１】
そして、変圧器１０ｂの一次側に印加されて電流は、巻線比に比例して二次側のコイルに電圧を誘起させる。即ち、変圧器１０ｂの一次側に流れる電流は二次側に転送される。このとき、二次側には変圧器１０ｂの一次側と二次側との巻線比の比率に応じた電流が伝達される。
【００５２】
データシンク部のＮ個のＮＭＯＳの一方の端子が全て連結されたＢ点の電流は、ＯＮになるデータシンク部の数に比例して増加する。即ち、Ｂ点の電流に比例して変圧器１０ｂの一次側コイルに流れる電流が変わり、この電流の量に比例して、二次側コイルの電圧の変動が生じる。
【００５３】
この電圧の変動により、変圧器１０ｂの出力部分が連結されたＣ点の電圧も変化する。即ち、Ｃ点の電圧はＢ点の電流と変圧器の巻線比に比例し、図３の（ｈ）のように増加する。このような変化により、制御部２０ｂとダイオード４０ｂを介して出力されたＰ点の電圧は図３の（ｉ）のように変圧器１０ｂの入力電圧から所望の所定レベルの電圧を得ることができる。
【００５４】
二次側の電圧による制御部２０ｂの出力電圧がダイオード４０ｂをＯＮにし、外部電源部３０へＰ点の電圧を供給する。したがって、外部電源部３０はデータシンク部で消耗される電力を最大限回収し、それを他の独立の電力源として使用することにより、システム全体の電力を低減することができる。
【００５５】
このようにデータ駆動部がＯＦＦされ、データシンク部がＯＮになると、本発明はデータシンク部を通してグラウンドに放電する電流を、変圧器（トランス）と制御部を用いて電力を回収して外部システム電源部として用いている。即ち、データシンク部で消耗される電力を最大限回収して再度用いることにより、システム全体の電力を減らしている。
【００５６】
変圧器１０ｃは本発明の好適な実施形態であり、変圧器の代わりに図９のようにインダクタや、図１０のようなチャージポンプなどを用いることもできる。
【００５７】
図４は本発明の第２実施形態に係る駆動型発光表示装置のスキャン部分の電力を回収する省エネルギ回路を含む駆動回路を示す図である。
同図に示すように、表示装置の駆動回路は、各素子に電源電圧を印加する駆動電源（Ｖｄｄ）を備え、かつＯＮ／ＯＦＦによって発光デバイス部６０のアノードに流れる電流の量を制御するＰＭＯＳからなる定電流源５０ｂを備えている。さらに、それぞれ印加されるスキャン信号によって発光デバイス部６０からのカソード電流を導通するＮＭＯＳからなるスキャン駆動部と、発光デバイス部６０の各素子のカソードに連結され、クロストークを防止するＰＭＯＳからなるスキャンソース部を含んでいるスキャンドライバ７０ａを備えている。本駆動回路はさらにスキャン駆動部から流れる電流を電圧に変換させる電圧変換部８０ｃを含んでいる。
【００５８】
電圧変化部８０ｃは、スキャン駆動部から流れる電流を電圧に変換させる変圧器１０ｃと、所望のレベルを有する電圧を得るために変圧器１０ｃを制御する制御部２０ｃと、得られた電圧を安定化し、外部電源部３０に供給するダイオード４０ｃとを含んでいる。
【００５９】
定電流源５０ｂはその図示しないＰＭＯＳのＯＮ／ＯＦＦにより、発光デバイス部６０の各アノードに定電流が印加され、この動作によってデータドライバとしての役を果たしている。
【００６０】
スキャン駆動部の一方の端子が変圧器１０ｃを介してグラウンドに連結される。即ち、スキャン駆動部はスキャン信号によって駆動されるΜ個のＮＭＯＳで構成されている。これに対してスキャンソース部はＳｃａｎ＿Ｂ信号によって駆動されるΜ個のＰＭＯＳから構成されている。このスキャン駆動部のＮＭＯＳのドレインとスキャンソース部のＰＭＯＳのドレインとはそれぞれの発光デバイスのカソードに共通に連結される。
【００６１】
スキャン駆動部とスキャンソース部は互いに逆の動作を行う。即ち、スキャン駆動部がＯＮになると、スキャンソース部がＯＦＦになり、スキャン駆動部がＯＦＦになると、スキャンソース部がＯＮになる。
【００６２】
各スキャン駆動部のΜ個のＮＭＯＳのソースは共通に変圧器１０ｃの一次側コイルを介してグラウンドに連結される。従って、Ｍ個のスキャン駆動部のうちＯＮされるスキャン駆動部に連結された発光デバイスのカソードにかかる電圧がスキャン駆動部を通して変圧器１０ｃの一次側コイルに出力される。
【００６３】
図４において、説明の便宜のために、第１発光デバイスのカソードと、スキャン駆動部のドレイン、そしてスキャンソース部のソースが共通に連結された部部をＡＣとし、第Μ発光デバイスのカソードと、第Ｍスキャン駆動部のドレイン、そして第Ｍスキャンソース部のソースが共通に連結された部分をＣＭとし、Ｍ個のスキャン駆動部のＮＭＯＳのソースと変圧器１０ｃの一次側コイルが連結された部分をＢとした。
【００６４】
また、変圧器１０ｃの出力ノード部分をＣＣとし、ダイオード４０ｃのカソードと電源部３０が連結された部分をＰＣとした。
【００６５】
このように構成された本発明に係る電流駆動発光表示装置の駆動回路の省電力動作を添付図を参照して詳細に説明する。
【００６６】
図５は図４の各部分の動作波形を示す図であり、図５の（ａ），（ｂ）のＳｃａｎ１〜ＳｃａｎＭは各スキャン駆動部に入力される信号の例であり、図５の（ｃ），（ｄ）のＳｃａｎ１＿Ｂ〜ＳｃａｎΜｍ＿ＢＬは各スキャンソース部に入力される信号の例である。
【００６７】
例えば、第１発光デバイスのスキャン駆動部に入力されるスキャン信号がローからハイに変わると、スキャン駆動部のＮＭＯＳがＯＮになり、スキャンソース部のＰＭＯＳはＯＦＦとなる。スキャン駆動部のＮＭＯＳがＯＮになると、スキャン駆動部のソースとドレインとの間がＯＮになり、発光デバイスのカソードを介して電流が流れる。この電流はスキャン駆動部を通して変圧器１０ｃの一次側コイルに入力される。このときのカソードの電圧、即ちＡＣ点の電圧は、図５の（ｆ）のように低下する。
【００６８】
即ち、Ｓｃａｎ１〜ＳｃａｎＭ信号の変化に対応し、発光デバイスのカソードラインにおけるＡＣ〜ＭＣの波形も図５の（ｆ），（ｇ）のように変わる。この際、カソードラインでは応答時間を若干おいて波形が変わる。
【００６９】
変圧器１０ｃの抵抗値は極めて小さいので、Ｂ点の電圧は図８の（ｈ）のようにほぼグラウンドレベルまで低下し、これにより、変圧器１０ｃの一次側には電流が流れる。すると、変圧器１０ｃの一次側に印加された電流によって巻線比に比例した電圧が二次側コイルに誘起される。
【００７０】
また、Μ個のスキャン駆動部のＮＭＯＳの一方の端子が全て連結されたＢＣ点の電流はＯＮされる発光デバイスに比例して増加する。
【００７１】
したがって、ＢＣ点の電流に比例して、変圧器１０ｃの一次側コイルに流れる電流が変わり、その電流に比例して電圧の変動が生じる。この電圧の変動により、変圧器１０ｃの出力部分のＣＣ点の電圧も増加する。
【００７２】
即ち、ＣＣ点の電圧はＢＣ点の電圧と巻線比に比例し、図５の（ｉ）のように増加する。このような変化により、制御部２０Ｃとダイオード４０ｃを通して出力されたＰＣ点の電圧は図５の（ｊ）のようになる。変圧器１０ｃの入力電圧より高い可能性がある。
【００７３】
制御部２０ｃの電圧はダイオード４０ｃをＯＮとし、電源部３０はダイオード４０ｃを通して入力される電圧を用いて各部に必要な電源電圧（例、Ｖｄｄ，Ｖｐｐ）を発生した後、必要な各部に供給する。即ち、電源部３０はスキャン駆動部を利用して消費電力を最大限回収して再度用いることにより、システム全体の電力を低下させることができる。
【００７４】
このようにスキャン駆動部がＯＮになり、スキャンソース部がＯＦＦになるとき、スキャン駆動部を通して放電する電流を本発明では電圧変換部を用いて取りだし、新たな電源として用いるようにしている。即ち、スキャン駆動部で消耗される電力を最大限回収して再度用いることにより、システム全体の電力を低減させている。
【００７５】
この際、変圧器１０ｃは本発明の好適な実施形態であり、変圧器の代わりに図９に記述したインダクタや、図１０に記述したチャージポンプなどを用いることができる。
【００７６】
図６は本発明の第３実施形態に係る電流駆動発光表示装置のリフレッシュ駆動の際の省電力を図るようにした駆動回路を示す図である。
同図に示すように、表示装置の駆動回路は、各素子に電源電圧を印加する駆動電源（Ｖｄｄ）と、それぞれ印加されるデータ信号により、電源から発光デバイス部６０のアノードに流れ込む電流の量を制御するＰＭＯＳとからなるデータ駆動部（Ｎ個）と、ＮＭＯＳからなり、発光デバイス部６０のアノードに連結され、発光デバイス部６０の内部にトラップされている電荷を発光デバイス部６０のアノードから放電させるために用いられるデータシンク部を含んでいるデータドライバ６０ｄを備えている。さらに、本駆動装置は、ＮＭＯＳからなり、それぞれ印加されるスキャン信号により、データラインに対応して発光デバイス部６０を発光させるスキャン駆動部（Ｍ個）と、ＰＭＯＳからなり、発光デバイス部６０のクロストークを防止するために、発光デバイス部６０のカソードに逆電圧を印加するスキャンソース部と、スキャン駆動部、スキャンソース部及び発光デバイス部８０のカソードに共通に連結され、スキャン駆動部の制御信号が変わる度に一回ずつＯＮになり、発光デバイス部の内部に充電されている電荷を発光デバイスのカソードから放電させるためのリフレッシュ部を含んでいるスキャンドライバ７０ｄをそなえている。その上、すべてのデータシンク部とリフレッシュ部を互いに一つに連結し、データシンク部及び／又はリフレッシュ部を通して放電電流を回収するための電圧変換部８０ｄを含んでいる。
【００７７】
電圧変換部８０ｄは、データシンク部及び／又はリフレッシュ部から印加される放電電圧を予め定めた巻線比により変化させる変圧器１０ｄと、所望のレベルの電圧を得るために変圧器１０ｄを制御する制御部２０ｄと、得られたた電圧を安定化し、外部電源部３０に提供するダイオード４０ｄとを含んでいる。
【００７８】
変圧器１０ｄはデータシンク部及び／又はリフレッシュ部から電流の印加を受ける一次側コイルと、一次側コイルから電圧を巻線比に比例して変化させる二次側コイルとからなる。
【００７９】
ここで、データシンク部及びリフレッシュ部の一方側は一つに連結され、変圧器１０ｄの入力に印加される。
【００８０】
ここで、リフレッシュ部の機能はスキャン駆動部によって代替可能である。
【００８１】
リフレッシュ部を含まない場合は、図４のスキャン部分の電力を回収する先の第２実施形態で説明された。
【００８２】
スキャン駆動部を構成するＮＭＯＳは全体でＮ個あり、それらはグラウンドと直接連結されている。
【００８３】
データシンク部のＮ個のシンク用素子であるＮＭＯＳのソース端子は互いに連結されて変圧器１０Ｄの入力に連結する。
【００８４】
スキャンドライバでは、Ｍ個のスキャンと、スキャン制御部における逆電圧を印加する素子との間にリフレッシュ用素子７１ｄを連結する。そして、リフレッシュ用素子７１ｄのドレイン端子は発光デバイス部６０のカソードとそれぞれ連結し、ソース端子は互いに連結して変圧器１０ｄの入力によって連結する。
【００８５】
従って、変圧器１０ｄの入力には、発光デバイス部６０の内部に充電されている電荷を発光デバイス部６０のアノードから放電させるデータシンク部及び、発光デバイス部６０のカソードから放電させるリフレッシュ部が同時にＯＮになる間、多量の電流が入り込む。
【００８６】
変圧器１０ｄは本発明の好適な一実施形態であり、変圧器の代わりに図９に記述したインダクタや、図１０に記述したチャージポンプなどを用いることができる。
【００８７】
図７及び図８は図６の各部分の動作波形を示す図である。
図７及び図８のＴで示されている部分はリフレッシュタイムに該当する時間であり、この時間には全データラインと全スキャンラインが全てグラウンドに連結され、ロー信号になるようにコントローラ（不図示）が調整する。データラインはデータ駆動部の制御信号の波形を示し、データ駆動部はＮ個のデータラインを有する。スキャンラインはスキャン駆動部の制御信号の波形を示し、スキャン駆動部はΜ個のスキャンラインを有する。
【００８８】
図７に示すように、データラインにｄａｔａ１〜ｄａｔａＮのようにデータ制御信号が印加されると、このラインに対応し、発光デバイスのアノードに共通に連結されるデータシンク部の各素子はデータ駆動部とは反対に動作する。しかし、データ駆動部はＰＭＯＳからなり、データシンク部はＮＭＯＳからなるので、対応する制御信号の波形はｄａｔａ１＿Ｂ〜ｄａｔａＮ＿Ｂに示すようにｄａｔａ１〜ｄａｔａＮと同一である。
【００８９】
ここで、データラインはリフレッシュタイムであるＴの間は全てグラウンドに連結される状態であるＯＦＦになる。
【００９０】
ｄａｔａ１〜ｄａｔａＮの信号波形に対応し、発光デバイス部６０の各アノードにおけるＡ＿１〜Ａ＿Ｎの信号波形は図７のようになる。ここで、Ａ＿１〜Ａ＿Ｎの信号波形は若干の応答時間をおいて変化する。
【００９１】
スキャンラインに対応するスキャンソース部の各素子はスキャン駆動部と反対に動作する。しかし、スキャン駆動部はＮＭＯＳからなり、スキャンソース部はＰＭＯＳからなるので、対応する信号波形はＳｃａｎ１＿Ｂ〜ＳｃａｎＭ＿Ｂに示すようにＳｃａｎ１〜ＳｃａｎＭと同一である。スキャンラインもリフレッシュタイムであるＴの間には全てグラウンドに連結される状態であるＯＦＦになる。
【００９２】
そして、Ｓｃａｎ１〜ＳｃａｎＭの変化に対応し、発光デバイス部６０の各カソードにおけるＢ＿１〜Ｂ＿Ｍの波形は、図８のように変わる。Ｂ＿１〜Ｂ＿Μの波形も若干の応答時間をおいて変化する。
【００９３】
一方、全体のスキャンラインのうち選ばれた一つのラインの以外には、その印加電圧が全て逆電圧Ｖｐｐレベルからグラウンドに低下し、次いで、再度選ばれた他の一つのスキャンラインは印加電圧が再度グラウンドからＶｐｐレベルまで上がる。
【００９４】
このように、リフレッシュタイムのＴの間に発光デバイス部６０の全アノード及びカソードの電圧をグラウンドに低下させるリフレッシュ駆動方を使用すると、発光デバイスの応答時間を相当迅速に上げることができ、また、全体駆動に必要な電流の量を相当減らすことができる。
【００９５】
このように、リフレッシュに使用に消耗される電力を回収して再度用いるとともに、所望の輝度を実現するための設定電流の量を減らすので、システム全体の電力を減らすことができる。この際、変圧器１０ｄは本発明の好ましい一実施形態であり、変圧器の代わりに図９に示すインダクタや、図１０に示すチャージポンプなどを用いることができる。
【００９６】
図９は本発明の第１、第２及び第３実施形態に係る電流駆動発光表示装置の省電力回路でのインダクタの使用例を示す図であり、発光デバイス装置から放電した電荷が流れる部分にインダクタが連結される。
【００９７】
即ち、Ｎ個の発光デバイスのアノード電圧（Ａ〜Ｎ点の電圧）は該当データシンク部を通して或いはΜ個のうちから一つのスキャン駆動部に流れる電流はコイル４０１を通過する。
【００９８】
この際、スイッチング素子４０２がＯＦＦになると、スイッチング素子４０３がＯＮになり、コイル４０１を通過する電流はキャパシタンス４０４に充電される。キャパシタンス４０４に充電された電圧はダイオード３０３を介して電源部３０４に印加される。
【００９９】
図１０は本発明の第１、第２及び第３実施形態に係る電流駆動発光表示装置の省電力回路におけるチャージポンプの使用例を示す図であり、チャージポンプは入力電圧を所定レベルの電圧に上昇させる役割をする。
【０１００】
図１１は図２の電圧変換部の連結部分にインダクタで発生する電力によって生成された電圧が他の回路に影響を与えないようにダイオード１１０ａを連結するか、或いは電力変換器の安定的な動作とノイズ減少のためにスイッチング素子１１１ａ，１１２ａ，１１３ａを連結した応用例を示す図である。スイッチング素子は電力変換回路の特性によって入力電流端に直列に連結するか、接地に並列に連結するか、供給電源と並列に連結する。その例は図１１、図１２、図１３のようである。
【０１０１】
本発明の特徴によれば、Ｎ個のデータシンク部がＯＮになる瞬間、或いはΜ個のスキャン駆動部のうちいずれか一つのスキャン駆動部がＯＮになっている間、いずれも電圧変換部の入力には瞬間的に多くの電流が流れる。このように瞬間的に流れる電流は変圧器の出力端に電荷の流れを作り、これにより電圧変換コンバータの動作によって電圧変換コンバータの出力端に一定の電圧が作られる。これをシステム全体の電源端に印加すれば、システム全体のパワーを減らすことができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電流駆動発光表示装置の省電力回路は次のような効果を有する。
【０１０３】
第１、電力回収回路を用いてシステム全体の駆動電力を減らす効果がある。
【０１０４】
第２、リフレッシュ駆動方法で用いられる電流を回収して再度用いることにより、リフレッシュ駆動方法で用いられる電力を減らすことができる。
【０１０５】
第３、データシンク部で消耗される電流を回収して再度用いることにより、電流駆動される表示装置の全体電力を減らすことができる。
【０１０６】
第４、スキャン駆動部で消耗される電力を回収して再度用いることにより、電流で駆動される全体電力減らすことができる。
【０１０７】
第５、電力回収回路は外部回路で構成可能なので、様々な発光表装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に係る電流駆動平面発光表示装置の駆動回路を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電流駆動発光表示装置のデータ部分の電力を回収する省電力回路を示す図である。
【図３】図２の各部分の動作波形を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電流駆動発光表示装置のスキャン部分の電力を回収する省電力回路を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｊ）は図４の各部分の動作波形を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る電流駆動発光表示装置のリフレッシュ（Reflesh）駆動部分の電力を回収する省電力回路を示す図である。
【図７】図６の各部分の動作波形を示す図である。
【図８】図６の各部分の動作波形を示す図である。
【図９】図２、図４、図７の電圧変換部に用いるインダクタを用いた例を示す図である。
【図１０】図２、図４、図７の電圧変換部に用いるチャージポンプを用いた例を示す図である。
【図１１】図２の電圧変換部連結部分にスイッチとダイオードを連結した例を示す図である。
【図１２】図４の電圧変換部の連結部分にスイッチとダイオードを連結した例を示す図である。
【図１３】図６の電圧変換部連結部分にスイッチとダイオードを連結した例を示す図である。
【符号の説明】
２０ｂ 制御部、３０ 外部電源、５０ａ データ駆動部、５０ｂ データシンク部、７０ｂ スキャンドライバ、８０ｂ 電力変換部
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置に係り、特に表示装置で消耗される電力を低減するための表示装置の駆動方法と駆動回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、平面表示装置分野では飛躍的な発展があった。
特にＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を先頭に登場した平面表示装置は数十年来表示装置分野で最も多く使われてきたＣＲＴに取って代わり始めている。最近ではＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＥＬ（Electroluminescence）など多くの発展がある。
【０００３】
このような電流駆動発光表示装置は視認性及び色感が良好だけでなく、製造工程も簡単なので、多くの部分で応用分野を広げている。
【０００４】
しかし、この電流駆動発光表示装置は表示装置パネルのサイズが大きければ大きほど駆動回路でより多くの電流を消耗する。また、解像度が増加すればするほど表示装置の物理的な量が増加し、これにより駆動に必要な時間が短くなるので、適切な輝度を得るためにはより多くの電流が必要となる。
【０００５】
現在、携帯用情報機器に最も多く使われているＬＣＤは応答時間、視野角、そして色感などで不利な特性を持っているが、広く用いられている最も大きな理由は、パワー消耗が電流駆動発光表示装置に比べて割に少ないという長所があるからである。
【０００６】
勿論ＬＣＤのバックライトのパワー消耗を考慮すると、ＬＣＤシステム全体のパワー消耗が電流駆動発光表示装置に比べて少ないとは言えないが、最近はバックライトを使用せずにも駆動可能な半透過型タイプまたは反射型タイプのＬＣＤが使用され、ＬＣＤシステム全体のパワー消耗は電流駆動発光表示装置に比べて少ない。
【０００７】
しかし、最近はＬＣＤに比べて応答時間、視野角並びに色感が良好な電流駆動発光表示装置、特に有機ＥＬ表示装置パネルが次世代平面表示装置として注目を浴びており、多くの研究開発が行われている。
【０００８】
図１は従来技術に係る電流駆動発光表示装置の駆動回路を示す図である。
同図に示すように、電流駆動発光表示装置の駆動回路は、各素子の駆動電圧を印加する電源（Ｖｄｄ）と、印加されるデータ信号により、電源から発光デバイス２のアノードに流れ込む電流の量を制御するＰＭＯＳからなるデータ駆動部１と、ＮＭＯＳからなるデータシンク部３と、ＮＭＯＳからなり、印加されるスキャン信号により、発光デバイス２からのカソード電圧を接地へ接続するスキャン駆動部４と、ＰＭＯＳからなり、発光デバイス２のカソードに逆電圧を印加させるスキャンソース部５とを含んでいる。
【０００９】
データ駆動部１及びスキャン駆動部４にそれぞれ印加されるデータ信号及びスキャン信号はコントローラによって制御される。
【００１０】
スキャンソース部５は逆電圧のＶｐｐ電源から電源に接続されると共に発光デバイス２のカソードと連結されている。逆電圧は発光デバイス２のクロストークを防止する役割を果たす。
【００１１】
このように構成される電流駆動発光表示装置はＣＲＴに比べて消費電力が低く、周辺部での画面の歪みがなく、また超薄型成形が可能である。また、ＬＣＤとは異なり、磁気発光をするので、視野角が広く、応答特性が良いため、画面の大型化が可能であり、使用温度条件が−４０°〜＋７０°で、発光色を自由に選択することができ、１５Ｖ以下の低い電圧でも駆動が可能である長所がある。
【００１２】
電流駆動発光表示装置は先に述べたようにＬＣＤに比べて多くの長所を持っているが、消費電力が高いという短所があるため、現在、携帯用表示装置としてはＬＤＣが多く使われている。
【００１３】
有機ＥＬ表示装置を始めとして電流駆動発光表示装置はＬＣＤに比べて電力消耗が大きいという短所があり、携帯用情報機器などに使用するには多くの不具合がある。
【００１４】
従って、先に述べたように電流駆動発光表示装置の長所を利用し、また電流駆動発光表示装置を携帯用情報機器などに使用するためには、電力消耗を減らす表示装置の駆動回路装置及び駆動方法の開発が必修である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明はかかる従来の問題点を解決するためのもので、その目的は電流駆動の表示装置の駆動時に消耗される電力を回収して再使用することにより、全システムの総消耗電力を減らすことのできる表示装置の駆動回路装置及び駆動方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的はリフレッシュ駆動時に消耗される電力を回収して再使用することにより、全システムの電力を減らすことのできる表示装置の駆動回路及び駆動方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の特徴によれば、電流駆動発光表示装置の駆動回路装置は、定電流源と、定電流源から給電され、互いに平行に配列される複数の列電極ラインと、列電極ラインと直交する方向に配列される複数の行電極ラインと、列電極ラインと行電極ラインとの交差箇所に形成されるピクセルとして、列電極ラインにアノードが接続されるとともに行電極ラインにカソードが接続され、列電極ラインから行電極ライン方向への電流により通電されて発光する発光デバイスとを備え、発光デバイスがマトリックス形態に構成される電流駆動発光表示装置において、行電極ラインにそれぞれ一端が接続され、他端が一つの接続点で共通に接続された複数のスイッチング素子からなるスキャン駆動部と、スキャン駆動部の一つの接続点に接続された変圧器からなる電圧変換部と、をさらに備え、複数のスイッチング素子は、各一端が行電極ライン上の各発光デバイスと接続され、発光デバイスの通電時にオンして導通し、発光デバイスの通電時に、列電極ラインから、通電された発光デバイスと、行電極ラインを経由して流れる電流を一つの接続点に供給し、変圧器は、一次側コイルが一つの接続点に接続され、導通した複数のスイッチング素子を介して一つの接続点に供給された電流の変化分を二次側コイルで電圧に変換して電源装置に供給し、一つの接続点に供給される電流は、通電された発光デバイスの数に比例して増加し、スキャン駆動部の一つの接続点は、変圧器の一次側コイルを介してグラウンドに連結され、一次側コイルを流れる電流は、一つの接続点で増加された電流に比例して増加し、増加された電流の変化及び変圧器の巻線比に比例して、変圧器の二次側コイルから電源装置に供給される電圧が増加する。
【００３５】
好ましくは、列電極ライン及び行電極ラインのリフレッシュ部を通して電流が放電する部分に直列に連結されたインダクタを介して、チャージ用コンデンサに放電電流を充電し、充電した後スイッチング素子を用いて電流が放電する部分を遮断し、充電された電流を電源装置に再供給する。また、列電極ライン及び行電極ラインのリフレッシュ部を通して電流が放電する部分に複数のダイオードが直列に連結され、ダイオードの間ごとに並列に連結されたコンデンサと制御用駆動を用いて高い電圧に変換し、これを電源装置に再供給する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態に係る表示装置の駆動回路及び駆動方法を添付図を参照して詳細に説明する。なお、本発明の各実施形態にかかる電流駆動発光表示装置は、列方向に配列される多数の列電極ラインと、列電極ラインに対して垂直方向に配列される多数の行電極ラインとを有し、その列電極ラインと行電極ラインとの交差箇所に形成されるピクセルがマトリックス形態に構成されている。
【００３７】
図２は本発明の第１実施形態に係る電流駆動発光表示装置のデータラインの電力を回収する電力回収回路を含む駆動回路を示す図である。
同図に示すように、表示装置の駆動回路は列電極ラインに沿って配置される各発光デバイスへ電源電圧を印加する駆動電源（Ｖｄｄ）を備えている。本駆動回路は、さらに、印加されるデータ信号によって駆動電源から発光デバイス部６０のデバイスのアノードに流れ込む電流の量を制御するＰＭＯＳからなるデータ駆動部５０ａと、発光デバイス部６０のアノードに充電されている電荷を除去するＮＭＯＳからなるデータシンク部５０ｂとを有するデータドライバを備えている。さらに本駆動回路は、Μ個のＮＭＯＳからなり、それぞれ印加されるスキャン信号によって発光デバイスのカソードに電流を導通するスキャンドライバ７０ｂと、データシンク５０ｂを介して発光デバイス部６０のアノードでトラップされたチャージを変圧器を用いて電圧に変換させるための電力変換部８０ｂとを含んでいる。
【００３８】
電圧変換部８０ｂは、データシンク部５０ｂから流れ込む電流を電圧に変換させるための変圧器１０ｂと、変圧器１０ｂを制御して所望のレベルの電圧を得るための変換制御部２０ｂと、得た電圧を安定化させ、外部電源部３０に与えるダイオード４０ｂとを含んでいる。
【００３９】
電流駆動発光装置のデータドライバの構成は図１と同様である。但し、Ｎ個のデータシンク部の片方が共通に変圧器１０ｂを介してグラウンドに連結されている点が異なる。
【００４０】
電流駆動発光装置のデータドライバにおけるデータシンク部のＮＭＯＳのソースは、変圧器１０ｂの一次側コイルを介してグラウンドに連結され、スキャン駆動部のソースは通常のようにグラウンドと直接連結される。
【００４１】
図２の説明の便宜のために、第１データドライバ２０１ａにおけるデータシンク部のＮＭＯＳのドレインと発光デバイス部のアノードとが連結された部分をＡとし、第Ｎのデータドライバ２０１ｎにおけるデータシンク部のＮＭＯＳのドレインと、発光デバイス部のアノードとが連結された部分をＮとし、Ｎ個のデータシンク部のＮＭＯＳのソースと変圧器１０ｂの一次側コイルとが連結された部分をＢとした。
【００４２】
変圧器１０ｂの出力ノード部分をＣとし、ダイオード４０ｂのカソードと外部電源部３０とが連結された部分はＰとした。
【００４３】
データドライバにおいて、データ駆動部とデータシンク部は互いに逆の動作をする。即ち、データ駆動部がＯＮになると、データシンク部がＯＦＦになり、データ駆動部がＯＦＦになると、データシンク部がＯＮになる。
【００４４】
データ駆動部がＯＮになると、定電流源から発光デバイスに電流が流れて発光し、データ駆動部がＯＦＦになると、発光デバイスのアノードに充電されている電荷がデータシンク部を通して変圧器１０ｂの一次側コイルに出力され、第２コイルに起電力が発生して電力が回収される。
【００４５】
このように構成された本発明に係る電流駆動発光表示装置の省電力回路の動作を図面を参照して詳細に説明する。
【００４６】
図３は図２の各部分の動作波形を示す図であり、図３の（ａ）、（ｂ）のデータｌ〜ｄａｔａＮは各データ駆動部に入力される信号の例であり、図３の（ｃ）、（ｄ）のｄａｔａ１＿Ｂ〜ｄａｔａＮ＿Ｂは各データシンク部に入力される信号の例である。
【００４７】
例えば、第１データドライバのデータ駆動部に入力される信号がローであれば、データ駆動部のＰＭＯＳがＯＮになり、定電流源に動作するＰＭＯＳにより、Ａ点には図３の（ｅ）のように一定の電圧が印加される。Ｎ点はｄａｔａＮにより図３（ｆ）のように変化する。
【００４８】
即ち、ｄａｔａ１〜ｄａｔａＮ信号の変化に応じ、発光デバイスのアノードラインにおけるＡ〜Ｎの波形も図３の（ｅ），（ｆ）のように変わる。発光デバイスのアノードでは、電極と素子の特性による応答時間によって波形が変わる。
【００４９】
データ駆動部のＰＭＯＳがＯＮになると、データ駆動部のＰＭＯＳのドレインに連結された発光デバイスが発光する。
【００５０】
発光デバイスがＯＮになって発光し、その後、第１データドライバのデータ駆動部に入力される信号がローからハイに変わると、データ駆動部のＰＭＯＳがＯＦＦになり、データシンク部のＮＭＯＳがＯＮになり、発光デバイスのアノードに蓄積されている電荷がＮＭＯＳを介して変圧器１０ｂの一次側コイルに入力される。
【００５１】
そして、変圧器１０ｂの一次側に印加されて電流は、巻線比に比例して二次側のコイルに電圧を誘起させる。即ち、変圧器１０ｂの一次側に流れる電流は二次側に転送される。このとき、二次側には変圧器１０ｂの一次側と二次側との巻線比の比率に応じた電流が伝達される。
【００５２】
データシンク部のＮ個のＮＭＯＳの一方の端子が全て連結されたＢ点の電流は、ＯＮになるデータシンク部の数に比例して増加する。即ち、Ｂ点の電流に比例して変圧器１０ｂの一次側コイルに流れる電流が変わり、この電流の量に比例して、二次側コイルの電圧の変動が生じる。
【００５３】
この電圧の変動により、変圧器１０ｂの出力部分が連結されたＣ点の電圧も変化する。即ち、Ｃ点の電圧はＢ点の電流と変圧器の巻線比に比例し、図３の（ｈ）のように増加する。このような変化により、制御部２０ｂとダイオード４０ｂを介して出力されたＰ点の電圧は図３の（ｉ）のように変圧器１０ｂの入力電圧から所望の所定レベルの電圧を得ることができる。
【００５４】
二次側の電圧による制御部２０ｂの出力電圧がダイオード４０ｂをＯＮにし、外部電源部３０へＰ点の電圧を供給する。したがって、外部電源部３０はデータシンク部で消耗される電力を最大限回収し、それを他の独立の電力源として使用することにより、システム全体の電力を低減することができる。
【００５５】
このようにデータ駆動部がＯＦＦされ、データシンク部がＯＮになると、本発明はデータシンク部を通してグラウンドに放電する電流を、変圧器（トランス）と制御部を用いて電力を回収して外部システム電源部として用いている。即ち、データシンク部で消耗される電力を最大限回収して再度用いることにより、システム全体の電力を減らしている。
【００５６】
変圧器１０ｃは本発明の好適な実施形態であり、変圧器の代わりに図９のようにインダクタや、図１０のようなチャージポンプなどを用いることもできる。
【００５７】
図４は本発明の第２実施形態に係る駆動型発光表示装置のスキャン部分の電力を回収する省エネルギ回路を含む駆動回路を示す図である。
同図に示すように、表示装置の駆動回路は、各素子に電源電圧を印加する駆動電源（Ｖｄｄ）を備え、かつＯＮ／ＯＦＦによって発光デバイス部６０のアノードに流れる電流の量を制御するＰＭＯＳからなる定電流源５０ｂを備えている。さらに、それぞれ印加されるスキャン信号によって発光デバイス部６０からのカソード電流を導通するＮＭＯＳからなるスキャン駆動部と、発光デバイス部６０の各素子のカソードに連結され、クロストークを防止するＰＭＯＳからなるスキャンソース部を含んでいるスキャンドライバ７０ａを備えている。本駆動回路はさらにスキャン駆動部から流れる電流を電圧に変換させる電圧変換部８０ｃを含んでいる。
【００５８】
電圧変化部８０ｃは、スキャン駆動部から流れる電流を電圧に変換させる変圧器１０ｃと、所望のレベルを有する電圧を得るために変圧器１０ｃを制御する制御部２０ｃと、得られた電圧を安定化し、外部電源部３０に供給するダイオード４０ｃとを含んでいる。
【００５９】
定電流源５０ｂはその図示しないＰＭＯＳのＯＮ／ＯＦＦにより、発光デバイス部６０の各アノードに定電流が印加され、この動作によってデータドライバとしての役を果たしている。
【００６０】
スキャン駆動部の一方の端子が変圧器１０ｃを介してグラウンドに連結される。即ち、スキャン駆動部はスキャン信号によって駆動されるΜ個のＮＭＯＳで構成されている。これに対してスキャンソース部はＳｃａｎ＿Ｂ信号によって駆動されるΜ個のＰＭＯＳから構成されている。このスキャン駆動部のＮＭＯＳのドレインとスキャンソース部のＰＭＯＳのドレインとはそれぞれの発光デバイスのカソードに共通に連結される。
【００６１】
スキャン駆動部とスキャンソース部は互いに逆の動作を行う。即ち、スキャン駆動部がＯＮになると、スキャンソース部がＯＦＦになり、スキャン駆動部がＯＦＦになると、スキャンソース部がＯＮになる。
【００６２】
各スキャン駆動部のΜ個のＮＭＯＳのソースは共通に変圧器１０ｃの一次側コイルを介してグラウンドに連結される。従って、Ｍ個のスキャン駆動部のうちＯＮされるスキャン駆動部に連結された発光デバイスのカソードにかかる電圧がスキャン駆動部を通して変圧器１０ｃの一次側コイルに出力される。
【００６３】
図４において、説明の便宜のために、第１発光デバイスのカソードと、スキャン駆動部のドレイン、そしてスキャンソース部のソースが共通に連結された部部をＡＣとし、第Μ発光デバイスのカソードと、第Ｍスキャン駆動部のドレイン、そして第Ｍスキャンソース部のソースが共通に連結された部分をＣＭとし、Ｍ個のスキャン駆動部のＮＭＯＳのソースと変圧器１０ｃの一次側コイルが連結された部分をＢとした。
【００６４】
また、変圧器１０ｃの出力ノード部分をＣＣとし、ダイオード４０ｃのカソードと電源部３０が連結された部分をＰＣとした。
【００６５】
このように構成された本発明に係る電流駆動発光表示装置の駆動回路の省電力動作を添付図を参照して詳細に説明する。
【００６６】
図５は図４の各部分の動作波形を示す図であり、図５の（ａ），（ｂ）のＳｃａｎ１〜ＳｃａｎＭは各スキャン駆動部に入力される信号の例であり、図５の（ｃ），（ｄ）のＳｃａｎ１＿Ｂ〜ＳｃａｎΜｍ＿ＢＬは各スキャンソース部に入力される信号の例である。
【００６７】
例えば、第１発光デバイスのスキャン駆動部に入力されるスキャン信号がローからハイに変わると、スキャン駆動部のＮＭＯＳがＯＮになり、スキャンソース部のＰＭＯＳはＯＦＦとなる。スキャン駆動部のＮＭＯＳがＯＮになると、スキャン駆動部のソースとドレインとの間がＯＮになり、発光デバイスのカソードを介して電流が流れる。この電流はスキャン駆動部を通して変圧器１０ｃの一次側コイルに入力される。このときのカソードの電圧、即ちＡＣ点の電圧は、図５の（ｆ）のように低下する。
【００６８】
即ち、Ｓｃａｎ１〜ＳｃａｎＭ信号の変化に対応し、発光デバイスのカソードラインにおけるＡＣ〜ＭＣの波形も図５の（ｆ），（ｇ）のように変わる。この際、カソードラインでは応答時間を若干おいて波形が変わる。
【００６９】
変圧器１０ｃの抵抗値は極めて小さいので、Ｂ点の電圧は図８の（ｈ）のようにほぼグラウンドレベルまで低下し、これにより、変圧器１０ｃの一次側には電流が流れる。すると、変圧器１０ｃの一次側に印加された電流によって巻線比に比例した電圧が二次側コイルに誘起される。
【００７０】
また、Μ個のスキャン駆動部のＮＭＯＳの一方の端子が全て連結されたＢＣ点の電流はＯＮされる発光デバイスに比例して増加する。
【００７１】
したがって、ＢＣ点の電流に比例して、変圧器１０ｃの一次側コイルに流れる電流が変わり、その電流に比例して電圧の変動が生じる。この電圧の変動により、変圧器１０ｃの出力部分のＣＣ点の電圧も増加する。
【００７２】
即ち、ＣＣ点の電圧はＢＣ点の電圧と巻線比に比例し、図５の（ｉ）のように増加する。このような変化により、制御部２０Ｃとダイオード４０ｃを通して出力されたＰＣ点の電圧は図５の（ｊ）のようになる。変圧器１０ｃの入力電圧より高い可能性がある。
【００７３】
制御部２０ｃの電圧はダイオード４０ｃをＯＮとし、電源部３０はダイオード４０ｃを通して入力される電圧を用いて各部に必要な電源電圧（例、Ｖｄｄ，Ｖｐｐ）を発生した後、必要な各部に供給する。即ち、電源部３０はスキャン駆動部を利用して消費電力を最大限回収して再度用いることにより、システム全体の電力を低下させることができる。
【００７４】
このようにスキャン駆動部がＯＮになり、スキャンソース部がＯＦＦになるとき、スキャン駆動部を通して放電する電流を本発明では電圧変換部を用いて取りだし、新たな電源として用いるようにしている。即ち、スキャン駆動部で消耗される電力を最大限回収して再度用いることにより、システム全体の電力を低減させている。
【００７５】
この際、変圧器１０ｃは本発明の好適な実施形態であり、変圧器の代わりに図９に記述したインダクタや、図１０に記述したチャージポンプなどを用いることができる。
【００７６】
図６は本発明の第３実施形態に係る電流駆動発光表示装置のリフレッシュ駆動の際の省電力を図るようにした駆動回路を示す図である。
同図に示すように、表示装置の駆動回路は、各素子に電源電圧を印加する駆動電源（Ｖｄｄ）と、それぞれ印加されるデータ信号により、電源から発光デバイス部６０のアノードに流れ込む電流の量を制御するＰＭＯＳとからなるデータ駆動部（Ｎ個）と、ＮＭＯＳからなり、発光デバイス部６０のアノードに連結され、発光デバイス部６０の内部にトラップされている電荷を発光デバイス部６０のアノードから放電させるために用いられるデータシンク部を含んでいるデータドライバ６０ｄを備えている。さらに、本駆動装置は、ＮＭＯＳからなり、それぞれ印加されるスキャン信号により、データラインに対応して発光デバイス部６０を発光させるスキャン駆動部（Ｍ個）と、ＰＭＯＳからなり、発光デバイス部６０のクロストークを防止するために、発光デバイス部６０のカソードに逆電圧を印加するスキャンソース部と、スキャン駆動部、スキャンソース部及び発光デバイス部８０のカソードに共通に連結され、スキャン駆動部の制御信号が変わる度に一回ずつＯＮになり、発光デバイス部の内部に充電されている電荷を発光デバイスのカソードから放電させるためのリフレッシュ部を含んでいるスキャンドライバ７０ｄをそなえている。その上、すべてのデータシンク部とリフレッシュ部を互いに一つに連結し、データシンク部及び／又はリフレッシュ部を通して放電電流を回収するための電圧変換部８０ｄを含んでいる。
【００７７】
電圧変換部８０ｄは、データシンク部及び／又はリフレッシュ部から印加される放電電圧を予め定めた巻線比により変化させる変圧器１０ｄと、所望のレベルの電圧を得るために変圧器１０ｄを制御する制御部２０ｄと、得られたた電圧を安定化し、外部電源部３０に提供するダイオード４０ｄとを含んでいる。
【００７８】
変圧器１０ｄはデータシンク部及び／又はリフレッシュ部から電流の印加を受ける一次側コイルと、一次側コイルから電圧を巻線比に比例して変化させる二次側コイルとからなる。
【００７９】
ここで、データシンク部及びリフレッシュ部の一方側は一つに連結され、変圧器１０ｄの入力に印加される。
【００８０】
ここで、リフレッシュ部の機能はスキャン駆動部によって代替可能である。
【００８１】
リフレッシュ部を含まない場合は、図４のスキャン部分の電力を回収する先の第２実施形態で説明された。
【００８２】
スキャン駆動部を構成するＮＭＯＳは全体でＮ個あり、それらはグラウンドと直接連結されている。
【００８３】
データシンク部のＮ個のシンク用素子であるＮＭＯＳのソース端子は互いに連結されて変圧器１０Ｄの入力に連結する。
【００８４】
スキャンドライバでは、Ｍ個のスキャンと、スキャン制御部における逆電圧を印加する素子との間にリフレッシュ用素子７１ｄを連結する。そして、リフレッシュ用素子７１ｄのドレイン端子は発光デバイス部６０のカソードとそれぞれ連結し、ソース端子は互いに連結して変圧器１０ｄの入力によって連結する。
【００８５】
従って、変圧器１０ｄの入力には、発光デバイス部６０の内部に充電されている電荷を発光デバイス部６０のアノードから放電させるデータシンク部及び、発光デバイス部６０のカソードから放電させるリフレッシュ部が同時にＯＮになる間、多量の電流が入り込む。
【００８６】
変圧器１０ｄは本発明の好適な一実施形態であり、変圧器の代わりに図９に記述したインダクタや、図１０に記述したチャージポンプなどを用いることができる。
【００８７】
図７及び図８は図６の各部分の動作波形を示す図である。
図７及び図８のＴで示されている部分はリフレッシュタイムに該当する時間であり、この時間には全データラインと全スキャンラインが全てグラウンドに連結され、ロー信号になるようにコントローラ（不図示）が調整する。データラインはデータ駆動部の制御信号の波形を示し、データ駆動部はＮ個のデータラインを有する。スキャンラインはスキャン駆動部の制御信号の波形を示し、スキャン駆動部はΜ個のスキャンラインを有する。
【００８８】
図７に示すように、データラインにｄａｔａ１〜ｄａｔａＮのようにデータ制御信号が印加されると、このラインに対応し、発光デバイスのアノードに共通に連結されるデータシンク部の各素子はデータ駆動部とは反対に動作する。しかし、データ駆動部はＰＭＯＳからなり、データシンク部はＮＭＯＳからなるので、対応する制御信号の波形はｄａｔａ１＿Ｂ〜ｄａｔａＮ＿Ｂに示すようにｄａｔａ１〜ｄａｔａＮと同一である。
【００８９】
ここで、データラインはリフレッシュタイムであるＴの間は全てグラウンドに連結される状態であるＯＦＦになる。
【００９０】
ｄａｔａ１〜ｄａｔａＮの信号波形に対応し、発光デバイス部６０の各アノードにおけるＡ＿１〜Ａ＿Ｎの信号波形は図７のようになる。ここで、Ａ＿１〜Ａ＿Ｎの信号波形は若干の応答時間をおいて変化する。
【００９１】
スキャンラインに対応するスキャンソース部の各素子はスキャン駆動部と反対に動作する。しかし、スキャン駆動部はＮＭＯＳからなり、スキャンソース部はＰＭＯＳからなるので、対応する信号波形はＳｃａｎ１＿Ｂ〜ＳｃａｎＭ＿Ｂに示すようにＳｃａｎ１〜ＳｃａｎＭと同一である。スキャンラインもリフレッシュタイムであるＴの間には全てグラウンドに連結される状態であるＯＦＦになる。
【００９２】
そして、Ｓｃａｎ１〜ＳｃａｎＭの変化に対応し、発光デバイス部６０の各カソードにおけるＢ＿１〜Ｂ＿Ｍの波形は、図８のように変わる。Ｂ＿１〜Ｂ＿Μの波形も若干の応答時間をおいて変化する。
【００９３】
一方、全体のスキャンラインのうち選ばれた一つのラインの以外には、その印加電圧が全て逆電圧Ｖｐｐレベルからグラウンドに低下し、次いで、再度選ばれた他の一つのスキャンラインは印加電圧が再度グラウンドからＶｐｐレベルまで上がる。
【００９４】
このように、リフレッシュタイムのＴの間に発光デバイス部６０の全アノード及びカソードの電圧をグラウンドに低下させるリフレッシュ駆動方を使用すると、発光デバイスの応答時間を相当迅速に上げることができ、また、全体駆動に必要な電流の量を相当減らすことができる。
【００９５】
このように、リフレッシュに使用に消耗される電力を回収して再度用いるとともに、所望の輝度を実現するための設定電流の量を減らすので、システム全体の電力を減らすことができる。この際、変圧器１０ｄは本発明の好ましい一実施形態であり、変圧器の代わりに図９に示すインダクタや、図１０に示すチャージポンプなどを用いることができる。
【００９６】
図９は本発明の第１、第２及び第３実施形態に係る電流駆動発光表示装置の省電力回路でのインダクタの使用例を示す図であり、発光デバイス装置から放電した電荷が流れる部分にインダクタが連結される。
【００９７】
即ち、Ｎ個の発光デバイスのアノード電圧（Ａ〜Ｎ点の電圧）は該当データシンク部を通して或いはΜ個のうちから一つのスキャン駆動部に流れる電流はコイル４０１を通過する。
【００９８】
この際、スイッチング素子４０２がＯＦＦになると、スイッチング素子４０３がＯＮになり、コイル４０１を通過する電流はキャパシタンス４０４に充電される。キャパシタンス４０４に充電された電圧はダイオード３０３を介して電源部３０４に印加される。
【００９９】
図１０は本発明の第１、第２及び第３実施形態に係る電流駆動発光表示装置の省電力回路におけるチャージポンプの使用例を示す図であり、チャージポンプは入力電圧を所定レベルの電圧に上昇させる役割をする。
【０１００】
図１１は図２の電圧変換部の連結部分にインダクタで発生する電力によって生成された電圧が他の回路に影響を与えないようにダイオード１１０ａを連結するか、或いは電力変換器の安定的な動作とノイズ減少のためにスイッチング素子１１１ａ，１１２ａ，１１３ａを連結した応用例を示す図である。スイッチング素子は電力変換回路の特性によって入力電流端に直列に連結するか、接地に並列に連結するか、供給電源と並列に連結する。その例は図１１、図１２、図１３のようである。
【０１０１】
本発明の特徴によれば、Ｎ個のデータシンク部がＯＮになる瞬間、或いはΜ個のスキャン駆動部のうちいずれか一つのスキャン駆動部がＯＮになっている間、いずれも電圧変換部の入力には瞬間的に多くの電流が流れる。このように瞬間的に流れる電流は変圧器の出力端に電荷の流れを作り、これにより電圧変換コンバータの動作によって電圧変換コンバータの出力端に一定の電圧が作られる。これをシステム全体の電源端に印加すれば、システム全体のパワーを減らすことができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電流駆動発光表示装置の省電力回路は次のような効果を有する。
【０１０３】
第１、電力回収回路を用いてシステム全体の駆動電力を減らす効果がある。
【０１０４】
第２、リフレッシュ駆動方法で用いられる電流を回収して再度用いることにより、リフレッシュ駆動方法で用いられる電力を減らすことができる。
【０１０５】
第３、データシンク部で消耗される電流を回収して再度用いることにより、電流駆動される表示装置の全体電力を減らすことができる。
【０１０６】
第４、スキャン駆動部で消耗される電力を回収して再度用いることにより、電流で駆動される全体電力減らすことができる。
【０１０７】
第５、電力回収回路は外部回路で構成可能なので、様々な発光表装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に係る電流駆動平面発光表示装置の駆動回路を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電流駆動発光表示装置のデータ部分の電力を回収する省電力回路を示す図である。
【図３】図２の各部分の動作波形を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電流駆動発光表示装置のスキャン部分の電力を回収する省電力回路を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｊ）は図４の各部分の動作波形を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る電流駆動発光表示装置のリフレッシュ（Reflesh）駆動部分の電力を回収する省電力回路を示す図である。
【図７】図６の各部分の動作波形を示す図である。
【図８】図６の各部分の動作波形を示す図である。
【図９】図２、図４、図７の電圧変換部に用いるインダクタを用いた例を示す図である。
【図１０】図２、図４、図７の電圧変換部に用いるチャージポンプを用いた例を示す図である。
【図１１】図２の電圧変換部連結部分にスイッチとダイオードを連結した例を示す図である。
【図１２】図４の電圧変換部の連結部分にスイッチとダイオードを連結した例を示す図である。
【図１３】図６の電圧変換部連結部分にスイッチとダイオードを連結した例を示す図である。
【符号の説明】
２０ｂ 制御部、３０ 外部電源、５０ａ データ駆動部、５０ｂ データシンク部、７０ｂ スキャンドライバ、８０ｂ 電力変換部
Claims (1)
- 定電流源と、
前記定電流源から給電され、互いに平行に配列される複数の列電極ラインと、
前記列電極ラインと直交する方向に配列される複数の行電極ラインと、
前記列電極ラインと前記行電極ラインとの交差箇所に形成されるピクセルとして、前記列電極ラインにアノードが接続されるとともに前記行電極ラインにカソードが接続され、前記列電極ラインから前記行電極ライン方向への電流により通電されて発光する発光デバイスとを備え、
前記発光デバイスがマトリックス形態に構成される電流駆動発光表示装置において、
前記行電極ラインにそれぞれ一端が接続され、他端が一つの接続点で共通に接続された複数のスイッチング素子からなるスキャン駆動部と、
前記スキャン駆動部の前記一つの接続点に接続された変圧器からなる電圧変換部と、をさらに備え、
前記複数のスイッチング素子は、
各一端が前記行電極ライン上の各発光デバイスと接続され、前記発光デバイスの通電時にオンして導通し、
前記発光デバイスの通電時に、前記列電極ラインから、前記通電された発光デバイスと、前記行電極ラインを経由して流れる電流を前記一つの接続点に供給し、
前記変圧器は、一次側コイルが前記一つの接続点に接続され、導通した前記複数のスイッチング素子を介して前記一つの接続点に供給された電流の変化分を二次側コイルで電圧に変換して電源装置に供給し、
前記一つの接続点に供給される電流は、前記通電された発光デバイスの数に比例して増加し、
前記スキャン駆動部の前記一つの接続点は、前記変圧器の一次側コイルを介してグラウンドに連結され、
前記一次側コイルを流れる電流は、前記一つの接続点で増加された電流に比例して増加し、
前記増加された電流の変化及び前記変圧器の巻線比に比例して、前記変圧器の二次側コイルから前記電源装置に供給される電圧が増加することを特徴とする電流駆動発光表示装置。
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