JP2000338915A - 発光表示装置 - Google Patents
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Abstract
が異なる表示エレメントに電流を供給する発光表示器駆
動回路において、エレメント毎の電流調整を行って各表
示エレメントの発光輝度差を補正し、セグメント表示に
よる表示ラインの美しさと輝度の均一性を両立させ、フ
ァッション性の高い表示を得る事を目的とする。 【解決手段】 表示エレメント6に電流を供給するPチ
ャネルMOS−FET5による定電流源4の供給電流を
電流制御回路3が制御する。また、電流制御回路3はF
ET5のオフ制御も行う。劣化検出回路1からの劣化デ
ータと保存されているセグメント面積データとを信号処
理回路2が演算処理し、この結果により表示エレメント
6への供給電流値を決定する。これにより、表示エレメ
ント間の輝度差や劣化による輝度低下を補正する事が可
能である。
Description
表示器とその駆動回路を有する発光表示装置に関し、詳
しくは、異なる面積の複数の表示エレメントを持つ表示
器の発光輝度差を低減するための補正処理を行う発光表
示器駆動回路に関するものである。
駆動回路の模式図、及び、従来の発光表示器のエレメン
ト形状を、それぞれ図8、図9に示す。図8に示すよう
に、表示エレメント801から820はマトリックス状
に接続されている。また、スイッチング機能を持つ流れ
出しの定電流源821の出力が表示エレメント801、
806、811、816のプラス電極側に接続されてい
る。同様に定電流源822の出力が表示エレメント80
2、807、812、817に、定電流源823の出力
が表示エレメント803、808、813、818に、
定電流源824の出力が表示エレメント804、80
9、814、819に、定電流源825の出力が表示エ
レメント805、810、815、820に接続されて
いる。一方、グラウンドに対して電流を流し込むスイッ
チ826が表示エレメント801、802、803、8
04、805のマイナス電極側に接続されている。同様
に、スイッチ827が表示エレメント806、807、
808、809、810に、スイッチ828が表示エレ
メント811、812、813、814、815に、ス
イッチ829が表示エレメント816、817、81
8、819、820に接続されている。
901内に配置された表示エレメント801〜820の
面積は同一であり、定電流源821〜825は同一の電
流を供給する。このため、すべての表示エレメントの電
流密度が等しくなり、ほぼ等しい輝度が得られる。各表
示エレメントをオン・オフするために定電流源821〜
825はスイッチング機能を有しており、それぞれの定
電流源をオン・オフ出来る。一方、スイッチ826〜8
29は時分割で順次一つづつオンし、同時に複数のスイ
ッチがオンする事はない。表示エレメント801を点灯
する場合は、定電流源821とスイッチ826をオンす
る。同様に定電流源821〜825とスイッチ826〜
829の組み合わせですべての表示エレメントを選択的
に点灯する事が出来る。
光エレメントを並べてドットマトリックス表示を行い、
多様な表示を行う事が出来る。
求される腕時計などの表示器としてドットマトリックス
表示を用いると、ドライバの消費電力及びチップサイズ
が大きくなり、また、細かなドットマトリックス表示を
用いなければ美しい文字表示ができない。この場合、セ
グメント表示が有利であるが、各セグメントの面積を同
一にする事が困難であり、このため同一電流値の定電流
源で駆動すると、セグメントにより電流密度が変化し、
輝度差が生じる。
数%の差でも気になる。このため、セグメント間の輝度
補正を行なわないと表示品質が著しく低下して、特に高
いファッション性が要求される腕時計等に用いる事がで
きない。
回路においては、上記課題を解決する手段として表示セ
グメントをドライブする定電流源であるMOS−FET
のゲート電圧により電流値を可変として、セグメント面
積情報、あるいは発光特性の劣化情報などを用いて前記
ゲート電圧を制御する。あるいは複数のFETのオン・
オフの組み合わせで電流を制御する。これにより、各セ
グメントの輝度差を視覚上問題無いレベルまで補正でき
る。
ば、 発光面積が異なる複数の発光エレメントを有する
発光表示器と、複数の発光エレメントそれぞれに電流を
供給する定電流源と、複数のエレメントの面積に応じた
電流を前記発光エレメントに供給する電流制御回路と、
を有する構成としたので、複数のエレメントの発光輝度
がほぼ等しくなるよう各発光エレメントに供給する電流
を個別に補正することが可能になり、各表示エレメント
間の輝度のバラツキを低減できる、という効果がある。
電流制御回路が定電流FETのゲート電圧を制御するこ
とにより、複数のエレメントの面積に応じた電流を各発
光エレメントに供給する構成とした。そのため、各表示
エレメント間の輝度のバラツキを低減できる、という効
果がある。また、駆動能力の異なる複数の定電流FET
を用いるこにより、更に細かい制御が可能になる。
光表示器の内部に組み込まれるように構成したため、電
流制御回路が必要に応じて面積情報を読み出して複数の
エレメントの発光輝度がほぼ一定になるように各発光エ
レメントに供給する電流を補正することが可能になる。
ここで、定電流源に定電流FETを用いている場合に
は、電流制御回路が必要に応じて面積情報を読み出して
複数のエレメントの発光輝度がほぼ一定になるように定
電流FETのゲート電圧を補正することにより、各発光
エレメントに供給する電流が制御される。そのため、各
表示エレメント間の輝度のバラツキを精度良く低減でき
る、という効果がある。
出回路と、劣化検出回路から出力される劣化情報と複数
のエレメントの面積情報とを演算する信号処理回路と、
を備え、電流制御回路が信号処理回路の出力データに基
づいて発光表示器の劣化による発光輝度低下を低減し、
複数のエレメントの発光輝度がほぼ一定になるように各
発光エレメントに供給する電流を補正する構成とした。
ここで、定電流源に定電流FETを用いている場合に
は、電流制御回路が定電流FETのゲート電圧を補正す
ることにより、各発光エレメントに供給する電流が制御
される。このように、発光エレメントに供給する電流の
補正が可能な構成としたため、表示エレメントに経時変
化による劣化が発生しても、各表示エレメント間の輝度
のバラツキを精度良く低減できる、という効果がある。
ック図を図1に示す。表示エレメント6には定電流源4
が接続され、この定電流源4の内部にはPチャネルのM
OS−FET5が設けられ、FET5の定電流特性によ
り安定した電流が表示エレメントに供給される。このF
ET5のゲートには電流制御回路3が接続されている。
電流制御回路3はFET5のオフ制御を行い、更に、信
号処理回路2からのデータに基づいてFET5の定電流
値の制御を行う。信号処理回路2にはレジスタなどに保
存されたセグメント面積データと、劣化検出回路1から
の劣化データが供給され、これらのデータを用いてあら
かじめ決められた演算処理を行う事により、表示エレメ
ント6の発光エレメント間の輝度差や劣化による輝度低
下を補正する事が可能になる。
−電流特性などの変化を測定する事により劣化の程度を
推定し、これを補償するためのデータを発生する。本発
明に関わる発光表示器の表示部を図2に示す。発光表示
パネル7には、比較的大きな8字形状の7セグメント表
示要素8が左側に4桁、比較的小さな8字形状の7セグ
メント表示要素9が右側に2桁設けられている。この左
側の4桁で時刻の時分を表示し、右側の2桁で秒の表示
を行う時計表示用の発光表示パネルである。表示要素8
を構成する7個のセグメント間にも面積に差があり、更
に、比較的小さな表示要素9とも面積に差がある。少な
くとも数種類の面積に合わせて、駆動電流を変えて駆動
する必要がある。
回路図を図3に示す。一つの表示エレメント6に三つの
定電流FET12、13、14が接続されている。これ
らのFET12、13、14のそれぞれの駆動能力を異
ならせ、例えば、電流駆動能力を1対2対4とすること
が考えられる。このように、電流駆動能力の異なる複数
のFETのオンの組み合わせにより電流を細かく制御す
ることができる。
3、14のゲートに加えられ、これらのFET12、1
3、14をオン/オフ制御している。さらに、電流制御
回路11に補正データ発生回路10からのセグメント面
積データなどを供給することにより、このデータに応じ
た電流制御が行なわれることとなる。このように、比較
的簡単な構成の回路によりセグメント面積に応じた電流
設定ができる。
流制御を説明する回路図を示す。一つの表示エレメント
6を電流ドライブするFET16が設けられ、FET1
6のゲートにはFET15のゲートとドレインが接続さ
れ、カレントミラー回路を構成している。FET15に
対してFET17、18、19が電流を供給するように
なっており、これらのFETも前述のFET12、1
3、14と同様に、それぞれ1対2対4など駆動能力を
変えている。電流制御回路11は図3と同様にFET1
7、18、19をオン/オフ制御し、最終的にFET1
6の駆動電流値を制御している。また、補正データ発生
回路10も図3と同様なので説明を省略する。この回路
においては、FET15、FET17、18、19は電
流駆動能力の少ない小型のものを使用できる点で有利で
あり。また、FET16の電流制御のリニアリティが高
く、扱いやすい。
実施例を説明する回路図を示す。二つの表示エレメント
28と29はそれぞれFET23とFET25で電流ド
ライブされている。これらのFET23とFET25の
ゲートにはそれぞれコンデンサ22とコンデンサ24が
接続され、ゲート電圧を保持し、FET23とFET2
5の電流をコントロールしている。更に、FET23と
FET25のゲートにはそれぞれスイッチ26とスイッ
チ27を通してD/Aコンバータ20の出力が接続され
る。補正制御回路21がD/Aコンバータ20のデータ
設定/制御及びスイッチ26とスイッチ27の制御を行
なっている。補正制御回路21は、二つの発光エレメン
ト28と29の発光タイミングに合わせて、始めに表示
エレメント28の電流を設定する為のデータをD/Aコ
ンバータ20に送り、D/Aコンバータ20が表示エレ
メント28用の制御電圧を出力した後でスイッチ26を
閉じ、コンデンサ22を短時間で制御電圧まで充電し、
その後すぐにスイッチ26を開く。コンデンサ22はこ
の制御電圧を保持し、設定されたほぼ一定の電流を表示
エレメント28に供給する。補正制御回路21はスイッ
チ26を開いた後で次に表示エレメント29の電流を設
定する為のデータをD/Aコンバータ20に送り、D/
Aコンバータ20が表示エレメント29用の制御電圧を
出力した後でスイッチ27を閉じ、コンデンサ24を充
電し、その後スイッチ27を開く。このような構成によ
り、一つのD/Aコンバータ20で複数の定電流FET
の電流制御を行なう事ができ、回路規模の縮小が可能と
なる。
ある回路図を図6に示す。表示エレメント6はFET3
4で電流ドライブされ、FET34のゲートとソース間
にはコンデンサ33とスイッチ32が並列に設けられて
いる。FET34のゲートは更にスイッチ36に接続さ
れ、スイッチ36の他端はコンデンサ31に接続されて
いる。さらに、コンデンサ31の他端はプラス電源に接
続されている。コンデンサ31とスイッチ36の接続点
と接地との間にはスイッチ35が設けられている。スイ
ッチ32、スイッチ35、スイッチ36はスイッチ制御
回路30によりオン/オフ制御される。
とによりコンデンサ33に残っている電荷を放電する。
次に、スイッチ35をオンしてコンデンサ31を接地電
位まで充電する。その後、スイッチ35をオフし、スイ
ッチ36をオンする。これにより、コンデンサ31の電
荷の大部分がコンデンサ33に移動し、その後スイッチ
36をオフする。コンデンサ33の容量はコンデンサ3
1の容量に比べて大きいので、コンデンサ33の電位差
増加は比較的少ない。スイッチ32をオフしたまま以上
のスイッチ35、36の制御を繰り返すと繰り返し回数
に応じてコンデンサ33の電位差及びFET34のゲー
ト・ソース間電圧が増加する。これによりこれらの操作
の回数で表示エレメント6に流す電流を制御できる。
電流を供給するFETのゲートにコンデンサを並列接続
し、抵抗を通して繰り返しパルスを供給する事により、
パルスを抵抗とコンデンサで平滑して、ほぼ一定の電圧
をFETのゲートに供給し、パルスのデューティ比によ
り電流をコントロールする方法を用いる事も可能であ
る。
制御する替わりに直列に別のFETを設けて、このFE
Tをオフする構成も可能である。次に、表示エレメント
の面積データの発生について説明する。データ発生の一
つの手段として、表示エレメント面積に応じたデジタル
データを予めROM(読み出し専用メモリー)に用意し
ておき、発光するエレメントに応じて面積データをRO
Mから読み出して電流制御に用いる事ができる。ROM
はプログラマブルな物でも良い。
図7による構成では、発光表示パネル内に表示エレメン
トとその表示エレメントの面積に対応した抵抗値を持つ
抵抗を設けることにより、面積情報を読み出し可能にし
ている。さらに、表示エレメント40、42、44、4
6の面積に対応して、高抵抗値の抵抗39、41、4
3、45が設けられている。これらの抵抗は透明電導膜
などで形成可能である。これらの素子はマトリックス状
に接続されている。図7では、表示エレメント40、抵
抗39、表示エレメント42、抵抗41が端子37に接
続され、表示エレメント44、抵抗43、表示エレメン
ト46、抵抗45が端子38に接続されている。それぞ
れの素子の反対側は抵抗39、抵抗43が端子47に、
表示エレメント40、表示エレメント44が端子49
に、抵抗41、抵抗45が端子50に、表示エレメント
42、表示エレメント46が端子48に接続されてい
る。
により表示エレメント40、42、44、46が選択的
に点灯される。一方、端子37、38、47、50の組
み合わせで抵抗39、41、43、45が選択される。
選択された抵抗は外部抵抗とで分圧させ、その電圧をA
/D変換する事により読み取る。この測定は表示動作と
は別に面積データ測定モードで行われ、パネル交換時な
ど初期化を行った時に1回行われ、面積情報はメモリに
保存される。
小さくすると、端子37、38間でリーク電流が流れる
こととなり、非点灯の表示エレメントにも電流が流れて
微発光してしまう。これを防止するため少なくとも数十
kΩ以上の抵抗値が必要で、数百kΩ以上が望ましい。
また、上記クロストークを低減するため抵抗のマトリッ
クスにダイオードを直列に追加する事が望ましい。ダイ
オードとして、発光をマスクした小型発光ダイオードを
用いる事が考えられる。
0、42、44、46も影響する。この影響を低減する
ため、測定のために抵抗に加える電圧を低くする必要が
あり、1〜2V程度に制限する事が望ましい。更に、各
表示エレメントに一定電圧を加えて流れる電流を測定す
れば、電流と面積がほぼ比例するため面積情報を読み出
す事が可能である。また、各表示エレメントの静電容量
成分を、交流インピーダンスあるいはCR時定数を測定
して求める事も可能である。
により、美しい文字表示と低電力・ローコストが得られ
るセグメント表示でも、各セグメント間の輝度バラツキ
をほとんど気にならないレベルにまで低減する事ができ
る。このため、腕時計などの、小型・ローパワー・ロー
コスト・ファッション性が要求される製品に用いると製
品としての完成度を高める事ができ、本発明を用いる事
による効果は大きい。
器の平面図
路図
の回路図
の回路図
発光表示パネル内部回路図
Claims (6)
- 【請求項1】 発光面積が異なる複数の発光エレメント
を有し、DC電流で発光する表示器と、 前記複数の発光エレメントそれぞれに電流を供給する定
電流源と、 前記複数のエレメントの面積に応じた電流を前記発光エ
レメントに供給する電流制御回路と、を備えることを特
徴とする発光表示装置。 - 【請求項2】 前記定電流源が定電流FETであり、前
記電流制御回路が前記定電流FETのゲート電圧を制御
することにより前記複数のエレメントの面積に応じた電
流を前記発光エレメントに供給することを特徴とする請
求項1に記載の発光表示装置。 - 【請求項3】 前記複数のエレメントの面積情報が発光
表示器の内部に組み込まれるとともに、前記電流制御回
路が必要に応じて前記面積情報を読み出して複数のエレ
メントの発光輝度がほぼ一定になるように前記ゲート電
圧を補正することを特徴とする請求項2に記載の発光表
示装置。 - 【請求項4】 発光特性の劣化を検出する劣化検出回路
と、 前記劣化検出回路から出力される劣化情報と前記複数の
エレメントの面積情報とを演算する信号処理回路と、を
備え、 前記電流制御回路が、前記信号処理回路の出力データに
基づいて発光表示器の劣化による発光輝度低下を低減
し、複数のエレメントの発光輝度がほぼ一定になるよう
に前記ゲート電圧を補正すること特徴とする請求項2に
記載の発光表示装置。 - 【請求項5】 前記定電流FETが、駆動能力の異なる
複数の定電流FETを有することを特徴とする請求項2
に記載の発光表示装置。 - 【請求項6】 前記複数のエレメントの面積情報が、発
光表示器の内部に設けられた、面積に対応した抵抗値を
持つ抵抗から読み出されることを特徴とする請求項3に
記載の発光表示装置。
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