JP2011107674A - Ｄｃ‐ｄｃコンバータ及び有機電界発光表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】バッテリからの電源電圧が高くても画素駆動に用いる第１画素電源の電圧を一定に出力できるようにして容量の高いバッテリの使用を可能にしたＤＣ-ＤＣコンバータを提供する。
【解決手段】本発明のＤＣ-ＤＣコンバータ５００は、バッテリ７００から出力される電源電圧を検知する電圧検知部４００と、電源電圧が所定値以下であれば駆動を停止して電源電圧をバイパスし、電源電圧が所定値を超えている場合には駆動して電源電圧を下げて出力するレギュレータ５１０と、電圧検知部４００で検知した電源電圧に基づいてレギュレータ５１０の駆動を制御する制御部６００と、レギュレータ５１０からの出力電圧を受けて第１画素電源ＥＬＶＤＤと第２画素電源ＥＬＶＳＳを出力する電源生成部５２０、５３０とを含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明はＤＣ-ＤＣコンバータ及びこれを用いた有機電界発光表示装置に関し、更に詳細には、容量の大きいバッテリを用いて長時間駆動が可能なＤＣ-ＤＣコンバータ及びこれを用いた有機電界発光表示装置に関する。
最近、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の短所である重さと体積を減らすことができる各種平板表示装置が開発されている。平板表示装置としては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマ表示パネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）及び有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ）などが挙げられる。
平板表示装置のうち、有機電界発光表示装置は電流の流れに対応して発生する電子と正孔の再結合によって光を発生する有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）を用いて画像を表示する。
このような有機電界発光表示装置は、色再現性に優れていることや、薄さなどの様々な利点のため、応用分野が携帯電話用以外にもＰＤＡ、ＭＰ３プレーヤーなどに市場が急速に広がっている。
図１は、一般的な有機電界発光表示装置に採用された画素回路を示す回路図である。図１を参照して説明すれば、画素は、第１トランジスタＭ１と、第２トランジスタＭ２と、キャパシタＣｓｔと、有機発光ダイオードＯＬＥＤとを含んでいる。
第１トランジスタＭ１はソースが第１画素電源ＥＬＶＤＤに連結され、ドレインが有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノードに連結され、ゲートが第１ノードＮ１に連結されている。第２トランジスタＭ２はソースがデータ線Ｄｍに連結され、ドレインが第１ノードＮ１に連結され、ゲートが走査線Ｓｎに連結されている。キャパシタＣｓｔは第１電極が第１トランジスタＭ１のドレインに連結され、第２電極が第１ノードＮ１に連結されている。そして、有機発光ダイオードＯＬＥＤはアノードが第１トランジスタＭ１のドレインに連結され、カソードが第２画素電源ＥＬＶＳＳに連結されている。
このように構成された画素は、第１ノードＮ１の電圧に対応して第１トランジスタＭ１から有機発光ダイオードＯＬＥＤに電流が流れて有機発光ダイオードＯＬＥＤが発光する。有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流は下記の式１の通りである。
［数１］
ＩＯＬＥＤ＝β／２（Ｖｇｓ-Ｖｔｈ）２＝β／２（ＥＬＶＤＤ-Ｖｄａｔａ-Ｖｔｈ）２
（ここで、ＩＯＬＥＤは有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流、Ｖｇｓは第１トランジスタＭ１のソースとゲート間の電圧、Ｖｔｈは第１トランジスタＭ１の閾値電圧、ＥＬＶＤＤは第１画素電源の電圧、Ｖｄａｔａはデータ信号の電圧、βは常数を意味する）
即ち、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流はデータ信号と第１画素電源ＥＬＶＤＤの電圧に対応して流れることになる。
そして、バッテリは使用時間を増やすために容量が大きいものを使用すればよい。しかしながら、バッテリの容量が大きければ、バッテリの出力電圧も高くなる。このとき、有機電界発光表示装置に第１画素電源ＥＬＶＤＤを供給するＤＣ-ＤＣコンバータは、バッテリの出力電圧を昇圧させるが、バッテリの出力電圧が高くなれば、ＤＣ-ＤＣコンバータで昇圧された電圧は更に高くなって第１画素電源ＥＬＶＤＤの電圧は高くなる。第１画素電源ＥＬＶＤＤの電圧が高くなれば、式１に示したように、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流に変化が生じて輝度が設定された値よりも更に高くなるという問題がある。
また、バッテリの出力電圧がＤＣ-ＤＣコンバータから出力される第１画素電源ＥＬＶＤＤの電圧よりも高い場合、ＤＣ-ＤＣコンバータの効率が低下してしまうという問題がある。
大韓民国特許公開第２００５−０５１４１８５号 大韓民国特許公開第２００５−０４９９５２６号
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＤＣ-ＤＣコンバータに入力される電圧と関係なく、画素を駆動するために用いられる第１画素電源の電圧を一定に出力できるようにして、容量の高いバッテリを使用できるようにしたＤＣ-ＤＣコンバータ及びそれを用いた有機電界発光表示装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明の第１側面は、バッテリから出力される電源電圧を検知する電圧検知部と、前記電源電圧が伝達されて前記電源電圧が所定値以下であれば駆動を停止して前記電源電圧をバイパスし、前記電源電圧が所定値を超えている場合には駆動して前記電源電圧を下げて出力するレギュレータと、前記電圧検知部で検知した前記電源電圧に基づいて前記レギュレータの駆動を制御する制御部と、前記レギュレータからの出力電圧を受けて第１画素電源と第２画素電源を出力する電源生成部とを含むことを特徴とするＤＣ-ＤＣコンバータを提供する。
前記目的を達成するために、本発明の第２側面は、データ信号、走査信号、第１画素電源及び第２画素電源の供給を受けて画像を表現する画素部と、前記データ信号を供給するデータ駆動部と、前記走査信号を供給する走査駆動部と、前記第１画素電源及び前記第２画素電源を供給するＤＣ-ＤＣコンバータとを含み、前記ＤＣ-ＤＣコンバータは、バッテリから出力される電源電圧を検知する電圧検知部と、前記電源電圧が伝達されて前記電源電圧が所定値以下であれば駆動を停止して前記電源電圧をバイパスし、前記電源電圧が所定値を超えている場合には駆動して前記電源電圧を下げて出力するレギュレータと、前記電圧検知部で検知した前記電源電圧に基づいて前記レギュレータの駆動を制御する制御部と、前記レギュレータからの出力電圧を受けて前記第１画素電源と前記第２画素電源を出力する電源生成部とを含むことを特徴とする有機電界発光表示装置を提供する。
本発明に係るＤＣ-ＤＣコンバータ及びそれを用いた有機電界発光表示装置によれば、ＤＣ-ＤＣコンバータの入力端の電圧と関係なく、出力される電圧が一定であるため、第１画素電源の電圧に変化がない。従って、容量の大きいバッテリを用いても有機発光ダイオードに流れる電流量が変化しないという効果を奏する。
一般的な有機電界発光表示装置に採用された画素回路を示す回路図である。 本発明に係る有機電界発光表示装置の構造を示す概念図である。 図２に示すＤＣ-ＤＣコンバータの構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照して説明すれば、以下の通りである。
図２は、本発明に係る有機電界発光表示装置の構造を示す概念図である。図２を参照して説明すれば、有機発光表示装置は、画素部１００と、データ駆動部２００と、走査駆動部３００と、電圧検知部４００と、ＤＣ-ＤＣコンバータ５００と、制御部６００と、バッテリ７００とを含んでいる。
画素部１００は、複数の画素１０１と、画素１０１にデータ信号を伝達する複数のデータ線Ｄ１、Ｄ２…Ｄｍ-１、Ｄｍと、画素１０１に複数の走査信号を伝達する複数の走査線Ｓ１、Ｓ２…Ｓｎ-１、Ｓｎとが配列されている。また、画素１０１を駆動する第１画素電源ＥＬＶＤＤを伝達する第１画素電源線（図示せず）と、第２画素電源ＥＬＶＳＳを伝達する第２画素電源線（図示せず）とが形成されている。ここで、第２画素電源線は線の形態ではなく、画素部１００の全面を覆う膜の形態で実現され得る。
データ駆動部２００はデータ信号を生成し、生成されたデータ信号をデータ線Ｄ１、Ｄ２…Ｄｍ-１、Ｄｍに伝達する。
走査駆動部３００は走査信号を生成し、生成した走査信号を走査線Ｓ１、Ｓ２…Ｓｎ-１、Ｓｎに伝達する。走査信号が伝達された画素１０１にデータ信号が伝達される。
電圧検知部４００はバッテリ７００から出力されるバッテリ電圧Ｖｂａｔを把握する。
ＤＣ-ＤＣコンバータ５００は、バッテリ７００から出力されたバッテリ電圧Ｖｂａｔを用いて第１画素電源ＥＬＶＤＤと第２画素電源ＥＬＶＳＳを生成する。このとき、ＤＣ-ＤＣコンバータ５００は、バッテリ電圧Ｖｂａｔが既に設定された第１画素電源ＥＬＶＤＤの電圧よりも高い場合にはバッテリ電圧Ｖｂａｔを下げた後、第１画素電源ＥＬＶＤＤを生成し、バッテリ電圧Ｖｂａｔが既に設定された範囲内であれば、バッテリ電圧Ｖｂａｔを昇圧して第１画素電源ＥＬＶＤＤを生成する。そして、第２画素電源ＥＬＶＳＳはバッテリ電圧Ｖｂａｔ又はバッテリ電圧を下げた電圧をインバーティングして生成する。
制御部６００は電圧検知部４００で検知されたバッテリ電圧ＶｂａｔによってＤＣ-ＤＣコンバータ５００を制御する。即ち、制御部６００は電圧検知部４００で検知したバッテリ電圧Ｖｂａｔが所定値以上であれば、ＤＣ-ＤＣコンバータ５００でバッテリ電圧Ｖｂａｔを減圧した後、昇圧して第１画素電源ＥＬＶＤＤを生成し、バッテリ電圧Ｖｂａｔが所定値以下であれば、バッテリ電圧Ｖｂａｔを昇圧して第１画素電源ＥＬＶＤＤを生成する。第２画素電源ＥＬＶＳＳは、バッテリ電圧Ｖｂａｔ又は減圧された電圧をインバーティングして生成する。
また、制御部６００は、データ駆動部制御信号、走査駆動部制御信号を生成してデータ駆動部２００と走査駆動部３００を制御する。
図３は、図２に示すＤＣ-ＤＣコンバータの構成を示すブロック図である。図３を参照して説明すれば、ＤＣ-ＤＣコンバータ５００は、レギュレータ５１０と、ブースタ５２０と、インバータ５３０とを含んでいる。
レギュレータ５１０は、バッテリ電圧Ｖｂａｔが既に設定された範囲、例えば２.９Ｖ以上４.５Ｖ以下の場合には、制御部６００によって駆動が停止されてバッテリ７００から出力されるバッテリ電圧Ｖｂａｔをバイパスしてブースタ５２０に伝達する。そして、バッテリ７００から出力されたバッテリ電圧Ｖｂａｔが例えば４.５Ｖを超えると、駆動して４.５Ｖの電圧に減圧させた後に出力する。レギュレータ５１０は、ＬＤＯ（Ｌｏｗ ｄｒｏｐ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ、ロウドロップレギュレータ）を用いることが可能である。
ブースタ５２０は、バッテリ７００から出力されたバッテリ電圧Ｖｂａｔ又はレギュレータ５１０で減圧された電圧の伝達を受けてブースティグして第１画素電源ＥＬＶＤＤを生成する。ブースタ５２０から出力される第１画素電源ＥＬＶＤＤの電圧は４.６Ｖであるが、ブースタ５２０は入力電圧が出力電圧よりも高い場合には効率が低下する。従って、バッテリ電圧Ｖｂａｔが４.５Ｖを超えている場合には、ブースタ５２０は、レギュレータ５１０でバッテリ電圧Ｖｂａｔよりも低くなるように減圧した入力電圧を用いて第１画素電源ＥＬＶＤＤを生成する。
インバータ５３０は、バッテリ７００から出力されたバッテリ電圧Ｖｂａｔ又はレギュレータ５１０で減圧された電圧をインバーティングして第２画素電源ＥＬＶＳＳを生成する。このとき、インバータ５３０は入力される電圧と関係なく、出力値を設定できる。
また、ブースタ５２０とインバータ５３０は１つのＩＣに形成して電源生成部とすることができる。
上述したように、本実施形態に係るＤＣ-ＤＣコンバータは、バッテリ電圧Ｖｂａｔが高い場合にはレギュレータ５１０でバッテリ電圧Ｖｂａｔを低くするので、容量の高いバッテリを使用しても第１画素電源ＥＬＶＤＤの電圧を一定に出力することができる。
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
１００ 画素部
２００ データ駆動部
３００ 走査駆動部
４００ 電圧検知部
５００ ＤＣ-ＤＣコンバータ
６００ 制御部６００
７００ バッテリ

Claims (6)

  1. バッテリから出力される電源電圧を検知する電圧検知部と、
    前記電源電圧が伝達されて前記電源電圧が所定値以下であれば駆動を停止して前記電源電圧をバイパスし、前記電源電圧が所定値を超えている場合には駆動して前記電源電圧を下げて出力するレギュレータと、
    前記電圧検知部で検知した前記電源電圧に基づいて前記レギュレータの駆動を制御する制御部と、
    前記レギュレータからの出力電圧を受けて第１画素電源と第２画素電源を出力する電源生成部と
    を含むことを特徴とするＤＣ-ＤＣコンバータ。
  2. 前記電源生成部は、
    前記レギュレータからの出力電圧を受けて前記第１画素電源を出力するブースタと、
    前記レギュレータからの出力電圧をインバーティングして前記第２画素電源を出力するインバータと
    を含むことを特徴とする請求項１に記載のＤＣ-ＤＣコンバータ。
  3. 前記レギュレータはＬＤＯであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＤＣ-ＤＣコンバータ。
  4. データ信号、走査信号、第１画素電源及び第２画素電源の供給を受けて画像を表現する画素部と、
    前記データ信号を供給するデータ駆動部と、
    前記走査信号を供給する走査駆動部と、
    前記第１画素電源及び前記第２画素電源を供給するＤＣ-ＤＣコンバータとを含み、
    前記ＤＣ-ＤＣコンバータは、
    バッテリから出力される電源電圧を検知する電圧検知部と、
    前記電源電圧が伝達されて前記電源電圧が所定値以下であれば駆動を停止して前記電源電圧をバイパスし、前記電源電圧が所定値を超えている場合には駆動して前記電源電圧を下げて出力するレギュレータと、
    前記電圧検知部で検知した前記電源電圧に基づいて前記レギュレータの駆動を制御する制御部と、
    前記レギュレータからの出力電圧を受けて前記第１画素電源と前記第２画素電源を出力する電源生成部と
    を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置。
  5. 前記電源生成部は、
    前記レギュレータからの出力電圧を受けて前記第１画素電源を出力するブースタと、
    前記レギュレータからの出力電圧をインバーティングして前記第２画素電源を出力するインバータと
    を含むことを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光表示装置。
  6. 前記レギュレータはＬＤＯであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の有機電界発光表示装置。
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