JPH0782303B2 - 発光素子駆動装置 - Google Patents

発光素子駆動装置

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JPH0782303B2
JPH0782303B2 JP58089614A JP8961483A JPH0782303B2 JP H0782303 B2 JPH0782303 B2 JP H0782303B2 JP 58089614 A JP58089614 A JP 58089614A JP 8961483 A JP8961483 A JP 8961483A JP H0782303 B2 JPH0782303 B2 JP H0782303B2
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light
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寛 伊藤
康利 鈴木
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日本電装株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発光素子駆動装置に関し、特に、発光素子の
温度と輝度に基づき発光素子に駆動電圧を印加すること
で、温度変化によらず一定の発光輝度を得るようにした
発光素子駆動装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の技術として、特開昭52−123883号公報や特開昭57
−84491号公報には、エレクトロルミネッサンス(以
下、ELと略す)素子を駆動する装置が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
エレクトロルミネッサンス素子の印加電圧の大きさ又は
電圧周波数に対する輝度特性は、第1図に示す様にEL素
子の置かれる環境の温度によって異なる。従って、EL素
子の使用温度範囲が広い場合には、素子に印加する電圧
を一定にすると、温度変動に伴い、発光輝度が変化する
という欠点が存在する。又、発光のしきい値を与えるし
きい値電圧は、温度によって大きく変動し、温度が低い
程高くなる。このため、印加電圧を低い値に設定する
と、使用温度が低くなった場合には、発光輝度が低下
し、著しい場合には、発光しないという欠点が生じる。
これを防止するために、使用温度範囲の最低温度におけ
る発光しきい値電圧よりも、大きな電圧を設定して、こ
れを印加して素子を発光させるとすると、使用温度範囲
の上限の温度条件下においては、その時の温度における
しきい値電圧よりもかなり大きな電圧が、素子に常時印
加される。このため、素子の絶縁劣化が進行し、素子の
寿命を短くすると、及び素子への注入電流が大きくな
り、発熱が増大し、発熱による素子の劣化をもたせると
いう欠点がある。
そこで、本発明はこれらの欠点を改良するために成され
たものであり、発光輝度の安定性及び素子の長寿命化を
図ることのできる発光素子の駆動装置を提供することを
目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記目的を達成するために、発光素子の駆動
電圧を供給する電源部と、 前記駆動電圧を所定の駆動電圧に設定する駆動回路とを
備えた発光素子駆動装置において、 前記駆動回路は、前記発光素子の発光層の温度を検出す
る温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された温
度に応じて前記電源部からの電圧を補正して第1の補正
電圧を出力する第1の補正手段と、 前記第1の補正電圧を入力し、前記発光素子の発光輝度
を検出する輝度検出手段と、この輝度検出手段にて検出
された発光輝度と所定の輝度とを比較する比較手段と、
この比較手段の比較結果に基づき前記第1の補正電圧を
補正して第2の補正電圧を出力する第2の補正手段とを
備え、前記第2の補正電圧を前記所定の駆動電圧として
前記発光素子に供給する発光素子駆動装置を採用するも
のである。
[作用] 上記構成よりなる本発明の発光素子駆動装置によれば、
電源部からの電圧は、駆動回路の第1の補正手段におい
て、温度検出手段により検出された温度に応じて補正す
ることにより第1の補正電圧を出力し、第2の補正手段
において、第1の補正電圧を入力して、その電圧を、発
光輝度検出手段により検出された発光輝度と所定の発光
輝度との比較に基づいて補正することにより第2の補正
電圧を出力して発光素子に供給する。
〔実施例〕
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
なお、第3図は、発光素子駆動装置の基本構成を示し、
本発明との比較例を示している。そして、この第3図に
よって発光素子駆動装置の基本構成を説明し、第4図に
て、本発明を適用した発光素子駆動装置を説明する。
第3図に基づき発光素子駆動装置の基本構成について説
明すると、発光素子としては、例えば、エレクトロルミ
ネッセンス(以下、ELと略す)素子が用いられ、このEL
素子を用いたEL表示器としては、例えば、ZnSにMnの活
性剤を混入して成る発光層をチタン酸バリウム等の絶縁
層を介し、一対の電極により挟み、その両端から電界を
印加することによって発光させるものが用いられる。従
って、電界印加によって発光する素子であれば、発光層
の母体の材料、活性剤の材料には限定されない。このEL
表示器(本発明の発光素子に相当する)2の温度を検出
する温度センサ(本発明の温度検出手段に相当する)
は、負温度特性のサーミスタ3aから成る。このサーミス
タ3aはEL表示器2の枠体に取付けられている。サーミス
タ3aを含む電圧発生部4は、ツェナーダイオード41と抵
抗42とにより基準電圧を経て、抵抗43と、サーミスタ3a
との分割により温度に応じた電圧信号V3を出力する。第
1比較部6は、コパレータ6aで構成されている。第1電
圧制御部10は、コレクタ損失による電圧降下によって電
圧制御をするトランジスタ102及びこれのベース端子バ
イアス電圧を与えるトランジスタ101とから成る。コン
パレータ6aからの出力は、トランジスタ101のベース端
に入力する。トランジスタ101のコレクタには、抵抗103
及び104が直列に接続され、その連節点はトランジスタ1
02のベースに接続されている。又、トランジスタ102の
コレクタは直流電源16aの正極に接続され、そのエミッ
タ端子は駆動電圧変調部12に接続される。電圧検出部8
は第1で電圧制御部10の出力とアース端子との間に接続
された分割抵抗81、82とによって電圧を検出している。
この検出された電圧はコンパレータ6aの非反転入力端子
に入力している。
一方、駆動電圧変調部12は、本比較例ではスイッチング
トランジスタ121と122とで構成した。又、変調信号発生
部14は矩形波発生器14aで構成した。即ち、矩形波発生
器14aの出力信号が高レベルの時に、トランジスタ121は
導通状態になり、そのコレクタに接続されたEL表示器の
電極202が接地される。又、その時トランジスタ122はオ
フ状態となり、第1電圧制御部10からの出力電圧V1がEL
表示器2の電極201に印加され、EL表示器は電極201がV
1、電極202がアースと成るように電界が印加される。
又、矩形発生器14aの出力信号が低レベルにあるときは
それと逆の状態となり、電極201がアース、電極202がV1
電圧となる。この様に変調信号発生部14の信号に応じ
て、第1電圧制御部10からの出力の電圧V1が変調されて
EL表示器に印加されることになる。なお、駆動電圧変調
部12及び変調信号発生部14は、公知の各種のEL表示器を
駆動するための各種の駆動電圧波形を発生するものであ
れば良い。即ち、直流駆動、交流駆動及びパルス駆動方
式がとられる。例えば、第1電圧制御部10から出力され
る電圧は、所定値の直流電圧であり、これを、パルス
幅、パルス周期を設定して、パルス状の電圧波形に変調
する。なお、直流駆動の場合には、駆動電圧変調部は特
に必要でない。従って、ELの駆動方式は限定されない。
次に、本比較例の作用を説明する。温度が低い場合には
サーミスタ3aの抵抗値は大きく、従ってコンパーレタ6a
の反転入力端子の電圧V3は高い値となる。ところで、コ
ンパレータ6a及びトランジスタ101、102、分割抵抗81、
82はそれぞれ負帰還回路を構成しているので、コンパレ
ータ6aの非反転入力端子と反転入力端子との電圧差が常
に小さくなる方向に電圧V1が制御される。即ち、温度が
低下した場合には、非反転入力端子の電圧V3が上がるた
めにコンパレータ6aの出力電圧は低下する。従って、ト
ランジスタ101のコレクタ電流は小さくなり、トランジ
スタ102のベース電圧は上昇する。このためにトランジ
スタ102のバイアスが深くなり、エミッタ−コレクタ間
の電圧降下が小さくなる。従ってトランジスタ102のエ
ミッタ端子の出力電圧V1は上昇することになる。その電
圧V1は電圧検出部8によって電圧V4として検出され、コ
ンパレータ6aの非反転入力端子に入力される。電圧V4の
上昇が電圧V1の上昇を押える方向に作用し、結局、電圧
V3と電圧V4とがほぼ等しくなる安定点まで電圧V1が上昇
する。
この様にして温度が下がると電圧V1を上昇させることが
できる。又、逆にEL表示器の温度が高くなるとサーミス
タ3aの抵抗が小さくなるために先ほどと逆の作用によ
り、電圧V1を安定に低下させることができる。これらの
作用によって、抵抗値を適当に選択することにより、EL
素子の動作温度に応じて、発光しきい値に近い印加電圧
V1を設定することができる。
しかしながら、上記の比較例においては、温度センサの
温度特性とEL素子のしきい値の温度特性が完全に一致し
ないこと、EL素子の特性のばらつき等のため、EL素子の
しきい値の温度特性に完全に追随した駆動電圧の印加が
できない場合が存在する。そこで、本発明では、上記比
較例の構成によって、温度に応じて大略電圧調整をした
上で発光させ、実際に発光した光の発光輝度を測定して
目的の発光輝度が得られるように印加電圧を微調整する
ものである。
従って、本発明では、比較例の場合と比べて第1電圧制
御部10の出力電圧V1は、やや大きめに設定してあり、そ
の電圧V1でEL表示器を発光させた場合には目的とする目
標の輝度よりも高い発光輝度が得られるように設定す
る。
そこで、次に、この装置を実現するための本発明の実施
例の構成について、第4図の構成図を用いて説明する。
第4図では二次駆動電圧V2の発生部まで記載してある。
上記比較例のトランジスタ102の出力を第2電圧制御部2
4を構成するトランジスタ242のコレクタに接続してい
る。光センサ17(本発明の輝度検出手段に相当する)
は、ホトダイオード17aで構成した。ホトダイオード17a
はEL表示器2の発光前面に外部光を遮断して付けられて
いる。光センサを含む光電圧発生部18はツェナーダイオ
ード181、分割抵抗182とによって得られる安定化電圧を
抵抗183とホトダイオード17aとによる電圧分割によって
輝度に応じた電圧を出力する。この光電圧V5は、第2比
較部22(本発明の比較手段に相当する)を構成するコン
パレータ22aの反転入力端子に入力している。一方、基
準輝度電圧発生部20は、抵抗分割201、202とにより基準
輝度に対応した基準電圧V6を出力する。コンパレータ22
aの出力は第1比較例と同様に第2電圧制御部24を構成
するトランジスタ241のベース端に入力し、そのコレク
タは分割抵抗243、244の連節点を介してトランジスタ24
2のベースに接続されている。
ここで、第1電圧制御部10の出力電圧V1は各温度におけ
るEL素子のしきい値電圧よりも十数ボルト高い電圧に設
定してある。すると、先ず発光初期のELの発光が立上が
る過程においては、ホトダイオード17aは、光を検出し
ないために、電圧V5は、電圧V6よりも高い値となってい
る。このため、トランジスタ241はオフ状態となり、ト
ランジスタ242のコレクタ、エミッタ間の電圧降下は小
さな値となっている。従って、電圧V2は電圧印加の初期
において、ほぼ電圧V1と等しい値となる。そして、電圧
V1に近い値の電圧が印加された後、EL素子は発光し、そ
の光をホトダイオード17aは検出し、そのため、電圧V5
は小さくなる。この電圧V5が基準電圧V6よりもやや小さ
くなるとトランジスタ241は作動状態となり、コレクタ
電流が抵抗243を流れるためにトランジスタ242のベース
バイアスが浅くなりコレクタ−エミッタ間の電圧降下が
大きくなる。従ってEL素子に印加する電圧V2の大きさは
小さくなる方向に作用する。従って、ホトダイオード17
aに検出される光の量は小さくなり、電圧V5は上昇しよ
うとする。この様なフィードバック制御により、電圧V5
が記述電圧V6に等しくなるように第2電圧制御部24の出
力電圧V2が設定制御される。従って、温度変動、EL素子
の特性のばらつきにかかわらずEL表示器の発光輝度を一
定の値とすることが可能である。
又上記光センサ17には、CdS等の光電素子、ホトトラン
ジスタ等を使用してもよい。
この様に本発明は、上記比較例の温度によって電圧の大
きさを調整するのに加えて、さらに発光輝度が精度良く
一定となるように印加電圧の大きさを微調整する様にし
たものである。
又、比較例において温度特性に応じて印加電圧の大きさ
を制御した後において、駆動電圧変調部及び変調信号発
生部14を公知の記述によりパルス幅変調、パルス周期変
調等任意の方法でEL発光素子の輝度変調を行なっても良
い。従って、EL表示素子の発光輝度を測定し、その輝度
が一定となるようにパルス幅を調整したり、周波数を調
整したりすることも可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は発光素子の発光しきい値電
圧及び輝度特性が温度によって変化することによって起
る発光輝度の温度変動、並びに発光素子の寿命の低下を
克服するために、温度に依存して駆動電圧の大きさを変
調するとともに、現実の発光輝度を測定し、その輝度が
温度によらず一定となるように更に印加する電圧の大き
さを微調整するようにしている。
従って、発光素子の温度に応じて、発光素子に印加する
駆動電圧を印加しているので、しきい値電圧に近い値を
印加することができ、極めて効率的であると共に、広範
な温度範囲での使用が可能となる。また、発光輝度に基
づいて所定の輝度となるように電圧を補正しているため
に、発光素子の温度特性のばらつき等によって、所定の
輝度を得るための最適な駆動電圧を与えることができな
い現象を無くし、発光輝度を所定の輝度とすることがで
きる。従って、最適な駆動電圧を印加することになるた
め、過度に電圧が印加されることは無く、発光素子の寿
命を長くすることができるという効果を有している。
また、従来、発光素子の発光輝度を検出し、この発光輝
度のみに基づいて発光素子への駆動電圧をフィードバッ
ク制御する装置があるが、発光輝度のみによる駆動電圧
の制御では、発光素子に電圧を印加して発光を開始させ
る発光の開始時点において、検出される発光輝度は最初
は略0であるため発光素子には、発光輝度を上昇させる
ために最大電圧が印加されることになる。このような発
光開始時点における最大電圧の印加は、発光素子の寿命
を著しく劣化させるという大きな問題がある。
しかしながら、本発明の発光素子駆動装置によれば、先
ず、発光素子の発光層の温度に応じた駆動電圧が電圧印
加手段にて印加される。このため、発光の開始時点にお
いても、駆動電圧の大体のレベルは温度に応じて決定し
ており、発光素子に対して最大電圧が駆動されることは
無い。
従って、発光開始時点における最大電圧の印加による寿
命の劣化が起こることは無い。
【図面の簡単な説明】
第1図はパルス駆動による印加電圧の大きさに対する発
光輝度の特性を環境の温度をパラメータとして測定した
特性図である。第2図は本発明の発明概念を示したブロ
ック図である。第3図は比較例の構成を示した電気回路
図である。第4図は本発明の実施例に係る構成を示した
電気回路図である。 2……EL素子、4……電圧発生部、6……第1比較部、
8……電圧検出部、10……第1電圧制御部、12……駆動
電圧変調部、14……変調信号発生部、18……光電圧発生
部、20……基準輝度電圧発生部、22……第2比較部、24
……第2電圧制御部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−123883(JP,A) 特開 昭57−84491(JP,A) 特開 昭54−79671(JP,A) 川島 茂著「エレクトロルミネセンス」 第67〜75頁 昭和40年10月25日発行 日刊 工業新聞社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光素子の駆動電圧を供給する電源部と、 前記駆動電圧を所定の駆動電圧に設定する駆動回路とを
    備えた発光素子駆動装置において、 前記駆動回路は、前記発光素子の発光層の温度を検出す
    る温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された温
    度に応じて前記電源部からの電圧を補正して第1の補正
    電圧を出力する第1の補正手段と、 前記第1の補正電圧を入力し、前記発光素子の発光輝度
    を検出する輝度検出手段と、この輝度検出手段にて検出
    された発光輝度と所定の輝度とを比較する比較手段と、
    この比較手段の比較結果に基づき前記第1の補正電圧を
    補正して第2の補正電圧を出力する第2の補正手段とを
    備え、前記第2の補正電圧を前記所定の駆動電圧として
    前記発光素子に供給することを特徴とする発光素子駆動
    装置。
JP58089614A 1983-05-21 1983-05-21 発光素子駆動装置 Expired - Lifetime JPH0782303B2 (ja)

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JPS59214897A JPS59214897A (ja) 1984-12-04
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川島茂著「エレクトロルミネセンス」第67〜75頁昭和40年10月25日発行日刊工業新聞社

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