JP2011160646A - 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】消費電力を低減することのできる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を提供する。
【解決手段】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、可変抵抗Ｒと、可変抵抗の抵抗値に対応して周波数が変調されるスイッチング制御信号s.cを出力するオシレータ１３０ｃと、スイッチング制御信号s.cに対応して入力電圧をスイッチングすることによって第１電源ＥＬＶＤＤを出力するブースタ１３０ａと、スイッチング制御信号s.cに対応して入力電圧をスイッチング反転することによって第２電源ＥＬＶＳＳを生成するインバータ１３０ｂとを備えていることを特徴とする。
【選択図】図３

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、より詳細には、画面の大きさに応じて最適な効率を有する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を提供するものである。
近年、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の短所である重量及び体積を減らすことが可能な各種平板表示装置が開発されている。平板表示装置には、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）などがある。
平板表示装置のうち、有機電界発光表示装置は、電子と正孔との再結合により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。
有機発光ダイオードは、アノード電極と、カソード電極と、アノード電極とカソード電極との間に位置する発光層とを備え、アノード電極からカソード電極の方向に電流が流れると、光を発光して色を表現できるようになっている。
有機電界発光表示装置は、優れた色再現性や薄さなどの様々な利点により、応用分野において、携帯電話用のほかＰＤＡ、ＭＰ３プレーヤーなどへ市場が大きく拡大している。
有機電界発光表示装置は、携帯電話、ＰＤＡ、ＭＰ３プレーヤーなどに用いた場合、バッテリから電源を供給されることになる。しかしながら、有機電界発光表示装置で消費される電流量が大きければ、携帯電話、ＰＤＡ、ＭＰ３プレーヤーなどを長時間使用することができず、バッテリを頻繁に交換しなければならない。したがって、有機電界発光表示装置における消費電力の低減は非常に重要な問題である。
大韓民国特許公開第２００５−０５１４１８５号 大韓民国特許公開第２００５−０４９９５２６号
本発明の目的は、効率を高めることによって消費電力を低減することのできる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を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明の第１態様は、可変抵抗と、前記可変抵抗の抵抗値に対応して周波数が変調されるスイッチング制御信号を出力するオシレータと、前記スイッチング制御信号を受信して、前記スイッチング制御信号に対応して入力電圧をスイッチングすることにより、第１電源を出力するブースタと、前記スイッチング制御信号を受信して、前記スイッチング制御信号に対応して前記入力電圧をスイッチング反転することにより、第２電源を生成するインバータとを備えていることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータを提供するものである。
上記の目的を達成するために、本発明の第２態様は、データ信号、走査信号、第１電源及び第２電源に対応して画像を表現する画素部と、前記データ信号を生成して前記画素部に伝達するデータ駆動部と、前記走査信号を生成して前記画素部に伝達する走査駆動部と、前記第１電源及び前記第２電源を生成して前記画素部に伝達するＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、可変抵抗と、前記可変抵抗の抵抗値に対応して周波数が変調されるスイッチング制御信号を出力するオシレータと、前記スイッチング制御信号を受信して、前記スイッチング制御信号に対応して入力電圧をスイッチングすることにより、第１電源を出力するブースタと、前記スイッチング制御信号を受信して、前記スイッチング制御信号に対応して前記入力電圧をスイッチング反転することにより、第２電源を生成するインバータとを備えていることを特徴とする有機電界発光表示装置を提供するものである。
以上のように、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、画面の大きさに応じた最適な効率を実現できるＤＣ−ＤＣコンバータを提供することにより、効率を高めることができる。特に、低階調部分において周波数を調整することによって効率を高めることができる。
本発明に係る有機電界発光表示装置の構造を示す構造図である。 画素部に流れる電流量の変化によるＤＣ−ＤＣコンバータの効率の変化を示すグラフである。 図１に示すＤＣ−ＤＣコンバータの構造を示す回路図である。 図１に示す有機電界発光表示装置に採用された制御部の構造を示すブロック図である。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、本発明に係る有機電界発光表示装置の構造を示す構造図である。図１に示すように、本発明に係る有機電界発光表示装置は、画素部１００と、データ駆動部１１０と、走査駆動部１２０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０と、制御部１４０とを備えている。
画素部１００は複数の画素１０１を備え、各画素１０１は電流の流れに対応して光を発光する有機発光ダイオード（図示せず）を備えている。また、画素部１００は、行方向に配列されて走査信号を伝達する複数の走査線Ｓ１，Ｓ２，・・・Ｓｎ−１，Ｓｎと、列方向に配列されてデータ信号を伝達する複数のデータ線Ｄ１，Ｄ２，・・・Ｄｍ−１，Ｄｍとを備えている。また、画素部１００は、第１電源ＥＬＶＤＤ及び第２電源ＥＬＶＳＳを外部から供給されている。
データ駆動部１１０は、赤色、青色、緑色の成分を有する映像信号（ＲＧＢ Ｖｉｄｅｏ ｄａｔａ）を受信してデータ信号を生成する。また、データ駆動部１１０は、画素部１００のデータ線Ｄ１，Ｄ２，・・・Ｄｍ−１，Ｄｍに接続され、生成したデータ信号を画素部１００に印加している。
走査駆動部１２０は、走査信号を画素部１００の特定の行に伝達する。走査駆動部１２０は、走査線Ｓ１，Ｓ２，・・・Ｓｎ−１，Ｓｎに接続され、生成した走査信号を画素部１００に印加する。走査信号が伝達された画素１０１には、データ駆動部１１０から出力されたデータ信号が伝達され、画素１０１で駆動電流が生成されて有機発光ダイオードに流れる。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０は、画素部１００に第１電源ＥＬＶＤＤ及び第２電源ＥＬＶＳＳを伝達し、データ駆動部１１０、走査駆動部１２０などに駆動電圧ＶＤＤを伝達する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０は、バッテリから入力された電圧を昇圧または反転して第１電源ＥＬＶＤＤ及び第２電源ＥＬＶＳＳを生成する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０は、スイッチング動作によって第１電源ＥＬＶＤＤ及び第２電源ＥＬＶＳＳの電圧を生成する。このとき、スイッチング動作は、画素部に流れる電流量に対応して流れるようになる。
制御部１４０は、周波数制御信号ｆ．ｃを出力してＤＣ−ＤＣコンバータ１３０を制御する。制御部１４０は、映像信号を用いて画素部１００に流れる駆動電流の電流量を把握する。例えば、１フレームの期間に入力される映像信号の階調を合わせることで、画素部１００に流れる駆動電流の電流量を把握する。また、駆動電流の量に対応して第２電源ＥＬＶＳＳの電圧を調整することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０の効率が低下しないようにする。
図２は、画素部に流れる電流量の変化によるＤＣ−ＤＣコンバータの効率の変化を示すグラフである。グラフのＸ軸は画素部１００の輝度を示し、Ｙ軸は効率を示す。また、第２電源ＥＬＶＳＳの電圧の絶対値は３．７Ｖである。図２に示すように、画素部１００の輝度が１０カンデラであれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０の効率は６０％程度になり、輝度が７０カンデラ以上であれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０の効率は８０％以上になる。すなわち、画素部１００の輝度が非常に低い場合、効率は非常に悪くなる。
有機電界発光表示装置は、特性上、有機発光ダイオードに流れる電流の量に対応して高輝度または低輝度で発光する。したがって、画素部１００の輝度が高ければ、電流の量が高いと判断し、画素部１００の輝度が低ければ、電流の量が低いと判断することができる。
したがって、全体として画素部１００に流れる電流量を用いることにより、低階調の場合、すなわち画素部１００に流れる駆動電流の量が少ない場合に第２電源ＥＬＶＳＳの電圧を調整すると、有機電界発光表示装置の効率を高めることができる。
図３は、図１におけるＤＣ−ＤＣコンバータ１３０の構造を示す回路図である。図３に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０は、第１電源ＥＬＶＤＤを生成するブースタ１３０ａと、第２電源ＥＬＶＳＳを生成するインバータ１３０ｂとを備えている。また、コイルＬ１と、第１トランジスタＴ１及び第２トランジスタＴ２と、オシレータ１３０ｃと、可変抵抗Ｒとを備えている。ブースタ１３０ａは、オシレータ１３０ｃの動作により、第１トランジスタＴ１がターンオン／ターンオフ動作を繰り返すように動作する。これによってコイルＬ１に起電力が形成され、ブースタ１３０ａでは入力電源Ｖｉｎより高い電圧を生成する。
インバータ１３０ｂは、オシレータ１３０ｃの動作によって第２トランジスタＴ２がターンオン／ターンオフ動作を繰り返すように動作する。これにより、生成されたコイルＬ１の起電力及び入力電圧を反転し、第１電源ＥＬＶＤＤより低い電圧の第２電源ＥＬＶＳＳを生成する。
オシレータ１３０ｃは、正の電圧と負の電圧を交互に印加して第１トランジスタＴ１及び第２トランジスタＴ２に伝達し、第１トランジスタＴ１及び第２トランジスタＴ２がターンオン／ターンオフ動作を行うことができるようにする。すなわち、オシレータ１３０ｃは、周波数を有するスイッチング制御信号ｓ．ｃを発生して第１トランジスタＴ１及び第２トランジスタＴ２をターンオン／ターンオフさせる。また、オシレータ１３０ｃは、スイッチング制御信号ｓ．ｃの周波数を調整するため、ターンオン／ターンオフ時間を調整することにより、コイルＬ１で発生する起電力を調整する。
可変抵抗Ｒは、制御部１４０から周波数制御信号ｆ．ｃを受信して抵抗値が調整され、オシレータ１３０ｃは可変抵抗Ｒの抵抗値に対応してスイッチング制御信号ｓ．ｃの周波数を調整する。このとき、可変抵抗Ｒの抵抗値が大きくなると、スイッチング制御信号ｓ．ｃの周波数が減少する。
図４は、図１における有機電界発光表示装置に採用された制御部１４０の構造を示すブロック図である。図４に示すように、制御部１４０は、電流検出部１４１と、記憶部１４２と、周波数調整部１４３とを備えている。
電流検出部１４１は、外部から入力された映像信号を用いて画素部１００に流れる駆動電流ＩＤの電流量を検出する。有機電界発光表示装置は、各々の画素で、輝度に対応して駆動電流ＩＤが流れるため、高輝度の画素が多い場合には、消費される駆動電流ＩＤは大きくなり、高輝度の画素が少ない場合には、消費される駆動電流ＩＤは少なくなる。電流検出部１４１は、このような有機電界発光表示装置の特性を利用して、フレームごとに画素部１００に流れる駆動電流ＩＤの電流量を把握する。
記憶部１４２は、駆動電流ＩＤの電流量に対応して、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０のオシレータ１３０ｃで発生するスイッチング制御信号ｓ．ｃの周波数が記憶されている。例えば、駆動電流ＩＤの電流量の基準を定めた後、駆動電流ＩＤの電流量が基準電流量である場合には、オシレータ１３０ｃの発振周波数を１ＭＨｚに設定し、駆動電流ＩＤの電流量の変化によって電流量が減少すると、段階的に０．２ＭＨｚずつ周波数を減少させ、電流量が増加すると、段階的に０．２ＭＨｚずつ周波数を増加させる。このとき、オシレータ１３１ｃで発振可能な周波数は、駆動電流ＩＤの電流量に対応して０．４ＭＨｚ〜１．６ＭＨｚの範囲内で変化できるようにする。
周波数調整部１４３は、電流検出部１４１で検出された駆動電流ＩＤの電流量と、記憶部１４２に記憶されている周波数値とを用いて周波数制御信号ｆ．ｃを出力する。また、周波数制御信号ｆ．ｃにより、オシレータ１３０ｃはスイッチング制御信号ｓ．ｃの周波数を決定する。オシレータ１３０ｃにより、第２電源ＥＬＶＳＳの電圧は駆動電流ＩＤの量に応じて調整され、効率を高めることができる。
１００ 画素部
１０１ 画素
１１０ データ駆動部
１２０ 走査駆動部
１３０ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１４０ 制御部
１４１ 電流検出部
１４２ 記憶部
１４３ 周波数調整部
１３０ａ ブースタ
１３０ｂ インバータ
１３０ｃ オシレータ

Claims (12)

  1. 可変抵抗と、
    前記可変抵抗の抵抗値に対応して周波数が変調されるスイッチング制御信号を出力するオシレータと、
    前記スイッチング制御信号を受信して、前記スイッチング制御信号に対応して入力電圧をスイッチングすることにより、第１電源を出力するブースタと、
    前記スイッチング制御信号を受信して、前記スイッチング制御信号に対応して前記入力電圧をスイッチング反転することにより、第２電源を生成するインバータと
    を備えていることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
  2. 前記可変抵抗の抵抗値を調整する制御部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
  3. 前記制御部は、
    流れる電流量を検出する電流検出部と、
    前記電流検出部で検出された電流量に対応した周波数値を記憶する記憶部と、
    前記記憶部に記憶された周波数値を用いて前記可変抵抗の抵抗値を調整する周波数調整部と
    を備えていることを特徴とする請求項２に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
  4. 前記記憶部に記憶されている周波数値の周波数範囲は、０．６ＭＨｚ〜１．４ＭＨｚ内であることを特徴とする請求項３に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
  5. 前記電流検出部は、フレームごとに、流れる電流量を検出することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
  6. 前記可変抵抗の抵抗値が大きくなると、前記スイッチング制御信号の周波数が減少することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
  7. データ信号、走査信号、第１電源及び第２電源に対応して画像を表現する画素部と、
    前記データ信号を生成して前記画素部に伝達するデータ駆動部と、
    前記走査信号を生成して前記画素部に伝達する走査駆動部と、
    前記第１電源及び前記第２電源を生成して前記画素部に伝達するＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、
    前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、
    可変抵抗と、
    前記可変抵抗の抵抗値に対応して周波数が変調されるスイッチング制御信号を出力するオシレータと、
    前記スイッチング制御信号を受信して、前記スイッチング制御信号に対応して入力電圧をスイッチングすることにより、第１電源を出力するブースタと、
    前記スイッチング制御信号を受信して、前記スイッチング制御信号に対応して前記入力電圧をスイッチング反転することにより、第２電源を生成するインバータと
    を備えていることを特徴とする有機電界発光表示装置。
  8. 前記可変抵抗の抵抗値を調整する制御部をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光表示装置。
  9. 前記制御部は、
    流れる電流量を検出する電流検出部と、
    前記電流検出部で検出された電流量に対応した周波数値を記憶する記憶部と、
    前記記憶部に記憶された周波数値を用いて前記可変抵抗の抵抗値を調整する周波数調整部と
    を備えていることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置。
  10. 前記記憶部に記憶されている周波数値の周波数範囲は、０．６ＭＨｚ〜１．４ＭＨｚ内であることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光表示装置。
  11. 前記電流検出部は、フレームごとに、流れる電流量を検出することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の有機電界発光表示装置。
  12. 前記可変抵抗の抵抗値が大きくなると、前記スイッチング制御信号の周波数が減少することを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の有機電界発光表示装置。
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