JP4111588B2 - El駆動装置及びel駆動方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にELの発光出力の改善を図ったEL駆動装置及びEL駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、ウォッチ,ページャ,PDA,AV機器等のLCDバックライトとしてEL(electro luminescence)が多数用いられている。このELを用いるメリットとしては、製品の薄型化、省電力化等が挙げられるが、低輝度で短寿命であるというデメリットも有している。
【0003】
また、ELを駆動するインバータへの要求仕様として、薄型化、省電力化、長寿命化等が求められている。しかし、ELは通常交流電圧(100〜200V,100〜1KHz)駆動のため、小型化が非常に困難である。
【0004】
図4〜図7に一般的な低電圧(DC3〜5V)入力型のEL駆動用インバータの構成及びその駆動(電圧、電流)波形を示す。
【0005】
図4は現在主流であるSW(スイッチ)タイプのインバータの構成を示す回路図である。同図中、11はコイルL11と直列に接続されたトランジスタQ11をスイッチング駆動する制御用IC、12はEL素子、13はEL素子と直列に接続されたトランジスタQ12をスイッチング駆動する制御用ICで、トランジスタQ11,Q12は並列に接続され、その間にダイオードD11が接続されている。
【0006】
上記の回路は、VDDの入力部分にトランジスタQ11を用いた昇圧回路を持ち、その出力をトランジスタQ12をオン(ON),オフ(OFF)させることにより交流化している。このインバータの出力電圧、出力電流の波形及びELの発光波形を図5に示す。
【0007】
図6はトランスタイプのインバータの構成を示す回路図である。このインバータは、トランスT1の2次側(N2)のL(インダクタンス)値とEL素子21のC(容量)成分でLC自励共振回路を形成し、トランスT1の1次側(N1)に接続したトランジスタQ21等により極性反転を行って周波数を設定するものである。
【0008】
この回路のインバータ出力電圧は、トランスT1の1次/2次の巻数比によって決定される。図7にインバータの出力電圧と出力電流の波形を示す。インバータの出力電圧は正弦波となっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来のEL駆動装置にあっては、必要な輝度を得るのに高い駆動電圧が必要で、電流ピーク値が高くなり、ノイズが大きいという問題点があり、またトランスを使用すると小型化が困難であり、自励発振のために輝度、色度のばらつきが大きいという問題点があった。
【0010】
すなわち、上述のSWタイプのものでは、インバータ出力電圧が矩形波のためにEL素子へ突入電流が流れて蛍光体へダメージを与えてしまい、EL素子が短寿命になるとともに、正弦波に比べて発光効率が悪いので駆動電圧を高くする必要があり、更にDCバイアス電圧のために高調波成分が抑制されていなく、ノイズが大きくなってしまう。
【0011】
また、トランスタイプのものでは、トランスを使用することにより形状が大きくなってしまうとともに、上記のように自励発振のためにEL素子の輝度、色度のばらつきが大きくなってしまう。
【0012】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、EL素子の駆動電圧を低く抑えることができると同時に、高輝度が得られ、またノイズが小さく、小型化及び長寿命化が可能なEL駆動装置及びEL駆動方法を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るEL駆動装置は、入力された直流を昇圧する昇圧回路と、昇圧された直流をスイッチングしてEL素子に交流パルスを印加するパルス発生回路を備えるとともに、前記EL素子にインダクタンス素子を並列接続したものである。
【0014】
また、本発明に係るEL駆動方法は、他励式のDC−ACインバータの出力交流電圧をインダクタンス素子と並列に接続したEL駆動素子に印加することにより、該EL素子に前記印加電圧の倍のピーク数を持つ駆動電流を流すようにしたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係るEL駆動装置の構成を示す回路図である。同図において、1はスイッチング素子であるトランジスタQ1をオン,オフさせる制御用IC、2はEL素子で、コイル(インダクタンス素子)3が並列に接続されている。4はスイッチング素子であるトランジスタQ2,Q3をオン,オフさせる制御用ICで、直列接続されたトランジスタQ2とQ3の接続点と直列接続されたコンデンサC1とC2の接続点との間にEL素子2とコイル3の並列回路が接続されている。また、L1は昇圧回路のコイル、D1は整流用のダイオードである。
【0016】
上記の回路は他励式インバータを用いたもので、図示のように、入力された直流(VDD)を昇圧する昇圧回路と、昇圧された直流(ダイオードD1の出力)をスイッチングしてEL素子2に交流パルスを印加するパルス発生回路と、EL素子2に並列接続されたコイル3から構成されている。
【0017】
まず、バッテリ等からの入力電圧(DC3〜12V)を制御用IC1によってトランジスタQ1を50〜100KHzにてスイッチングすることにより70〜120V程度まで昇圧し、制御用IC4によってトランジスタQ2,Q3を400Hzの基本周波数にてドライブすることにより設定された任意の周波数の矩形波電圧に変換してEL素子2とコイル3の並列回路に印加する。このときの駆動電圧と駆動電流の波形を図2に示す。
【0018】
図2に示すように、駆動電圧波形は台形波となり、駆動電流波形はその印加電圧の倍のピーク数(2つ)を持つ三角波に近い状態になる。これは、EL素子2のC(容量成分)とコイル3のL(インダクタンス)成分を並列接続したことにより、LC並列(電流)共振回路が形成されたものである。
【0019】
すなわち、コイル3のLのみでは図3の(a)に示すような波形となり、EL素子2のCのみでは図3の(b)に示すような波形となり、これらを並列に合わせることにより図2に示すような駆動波形が得られる。このとき、並列接続したL部分の共振周波数fは次式で得られる。
【0020】
【数1】
Figure 0004111588
【0021】
例えば、C=0.6μF、L=35mHのとき、上記共振周波数fは次式から求められる値となる。
【0022】
【数2】
Figure 0004111588
【0023】
このときの共振周波数は上述の基本周波数(400Hz)とは異なる高い周波数(数KHz)となり、したがってコイル3の形状は小型化が可能である。
【0024】
このように、本実施例のEL駆動電圧は従来の矩形波駆動電圧に比べて低く抑えることができると同時に、EL発光回数が1サイクル通常2回のところ4回となり、高輝度が得られる。つまり、EL輝度、発光回数及び電流ピーク回数は相関関係にあり、表1に基本周波数を400Hz一定とした場合の実験データを示す。
【0025】
【表1】
Figure 0004111588
【0026】
また、電流ピーク値を低く抑えることができるので、ノイズを小さくすることができるとともに、EL素子2へ突入電流が流れないため、長寿命化を図ることができる。そして、従来のSWタイプと同様トランスを用いていないので、小型化が可能である。
【0027】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、EL素子の駆動電圧を低く抑えることができると同時に、ELの高輝度が得られ、またノイズが小さく、小型化及び長寿命化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るEL駆動装置の構成を示す回路図
【図2】 図1の回路の駆動電圧と駆動電流の波形図
【図3】 図2の駆動波形の形成過程を示す説明図
【図4】 従来例の構成を示す回路図
【図5】 図4の回路の駆動電圧及び駆動電流とEL発光の波形図
【図6】 他の従来例の構成を示す回路図
【図7】 図6の回路の駆動電圧及び駆動電流の波形図
【符号の説明】
1 制御IC
2 EL素子
3 コイル(インダクタンス素子)
4 制御IC
C1 コンデンサ
C2 コンデンサ
D1 ダイオード
Q1 トランジスタ(スイッチング素子)
Q2 トランジスタ(スイッチング素子)
Q3 トランジスタ(スイッチング素子)

Claims (2)

  1. 入力された直流を昇圧する昇圧回路と、昇圧された直流をスイッチングしてEL素子に交流パルスを印加するパルス発生回路を備えるとともに、前記EL素子にインダクタンス素子を並列接続したことを特徴とするEL駆動装置。
  2. 他励式のDC−ACインバータの出力交流電圧をインダクタンス素子と並列に接続したEL駆動素子に印加することにより、該EL素子に前記印加電圧の倍のピーク数を持つ駆動電流を流すようにしたことを特徴とするEL駆動方法。
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