(57)【要約】  容量性ディスプレイ（Ｈ１）とさらなるディスプレイＨ２とを含む表示装置の駆動回路。駆動回路は、使用時において、駆動回路が繰返し充電および放電されるように、低電圧電源からの第１の高電圧の交流駆動信号をエレクトロルミネセントディスプレイなどの容量性ディスプレイに与えるために配置されている。さらに、容量性ディスプレイの放電時に、該ディスプレイからの放電電流が第２のより低い電圧でさらなるディスプレイへ供給されるように、駆動回路が配置されている。その際、容量性ディスプレイからのエネルギーは、廃棄されるよりむしろ、さらなるディスプレイの駆動に用いられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量性ディスプレイと、さらなるディスプレイと、低電圧電源から前記容量性ディスプレイに第１の高電圧の交流駆動信号を与えるための駆動回路とを含む表示装置であって、使用時において、前記容量性ディスプレイが繰返し充電および放電し、前記容量性ディスプレイの放電時に、前記容量性ディスプレイからの放電電流が第２のより低い電圧で前記さらなるディスプレイへ供給されるように、前記駆動回路が配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第２の電圧は、前記低電圧源の電圧とは異なる請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記さらなるディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記さらなるディスプレイは、発光ポリマー（ＬＥＰ）ディスプレイ、コレステリックＬＣＤ、電気泳動ディスプレイまたは発光ダイオードである請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記さらなるディスプレイへ供給される放電電流は、直流信号を含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記放電電流を交流に変換するための直流−交流変換器をさらに含む請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記駆動回路は、フライバック変換器を含む請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記フライバック変換器は、直列に配置された誘導性素子およびスイッチを含む請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記フライバック変換器は、使用時において、前記フライバック変換器からの電流が前記容量性ディスプレイへ単一方向のみに流されるように配置されたダイオードを含む請求項７または請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記駆動回路は、使用時において、前記さらなるディスプレイへ供給される電圧を制限するツェナーダイオードなどの電圧リミッタを含む請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記電圧は、４Ｖ、５Ｖまたは１２Ｖに制限される請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
容量性ディスプレイの駆動方法であって、第１の高電圧を有する交流信号を用いて前記容量性ディスプレイを繰返し充電および放電し、前記容量性ディスプレイの放電時に、こうして発生した放電電流を用いて、第２のより低い電圧でさらなる装置を駆動することを特徴とする容量性ディスプレイの駆動方法。
【請求項１３】
前記さらなる装置は、さらなるディスプレイである請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記さらなる装置へ供給される放電電流は、直流信号を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記さらなるディスプレイ装置は、ＬＣＤである請求項１３または請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記放電電流を交流に変換する工程をさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ディスプレイは、発光ポリマー（ＬＥＰ）ディスプレイ、コレステリックＬＣＤ、電気泳動ディスプレイまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）である請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記さらなる装置は、音響器である請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、典型的にはエレクトロルミネセントディスプレイであるが、これに限らない容量性ディスプレイを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネセント（ＥＬ）ディスプレイには、情報を表示するための選択的に照光可能な領域を有することのできるものがある。そのようなディスプレイは、競合技術に対して、大型化可能で柔軟性があり、かつ、比較的安価であるという利点がある。
【０００３】
一般的にＥＬディスプレイは、２つの電極間にドープ硫化亜鉛粉末などの蛍光体材料の層を含む。通常、少なくとも１つの電極は、ポリエステルまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどの透明基板上に設けられたインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明材料で構成されている。ディスプレイは、例えば、スクリーン印刷により基板上に電極層および蛍光体層を積層することにより形成してもよい。その場合、不透明電極は、導電性インク、例えば銀入りインクで形成してもよい。ここに述べたようなＥＬ装置の例は、国際公開第００／７２６３８号パンフレットおよび国際公開第９９／５５１２１号パンフレットに記載されている。
【０００４】
上述の一般型のＥＬディスプレイは、ランプの電極間に、典型的には数十ヘルツの適切な周波数の交流電圧を印加して蛍光体を励起することにより照光する。通例、ＥＬディスプレイにおいて用いられる蛍光体は、数百ボルトの電圧を必要とする。
【０００５】
同様に、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）ディスプレイもまた、容量性であり、かつ、約４２Ｖの比較的高い電圧の交流電源を必要とする。
【０００６】
典型的に、（ＥＬまたはＰＤＬＣ）ディスプレイは、１００ｐＦから１μＦの範囲の静電容量を有する。典型的に用いられる周波数において、これは、ディスプレイを充電するために小さな電流しか必要でないことを意味するので、「フライバック変換器」により、低い電圧の直流電源から比較的高い駆動電圧を生成できる。そのような変換器は、国際公開第０２／０６９６７４号パンフレットに記載されており、その一部を添付書類Ａとしてここに添付している。コイルや変圧器などの誘導性素子と直列に配置された発振スイッチにより、より高電圧（ＨＶ）の直流信号を発生できる。
【０００７】
次いで、このＨＶ直流信号は、Ｈブリッジなどにより交流信号に変換可能である。Ｈブリッジとはすなわち、ディスプレイの１つの電極を該ＨＶ直流信号または基準電位（典型的には接地電位）のいずれかに選択的に接続する一対のスイッチを二対形成する４つのスイッチである。したがって、ディスプレイは、第１の電極がＨＶ直流電源に接続され、第２の電極が接地されている状態と、第１の電極が接地され、第１の電極がＨＶ直流電源に接続されている状態との間で切り替え可能である。したがって、交流は、ディスプレイの両端で発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、上に述べたような電源により、ＥＬディスプレイを例えば２本の標準単３電池によって駆動できる。しかしながら、同じ装置における異なる種類のディスプレイを同じ電源から動作させることが望まれることがある。典型的な一例は、約５Ｖの交流で動作する単純な液晶（ＬＣ）ディスプレイである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１側面によると、容量性ディスプレイと、さらなるディスプレイと、低電圧電源から前記ディスプレイに第１の高電圧の交流駆動信号を与えるための駆動回路とを含む表示装置であって、使用時において、前記容量性ディスプレイが繰返し充電および放電し、前記ディスプレイの放電時に、前記ディスプレイからの放電電流が第２のより低い電圧で前記さらなるディスプレイへ供給されるように、前記駆動回路が配置されていることを特徴とする表示装置が提供される。
【００１０】
これにより、そうでなければ廃棄されるであろうディスプレイからのエネルギーを用いて、さらなる電圧発生が可能となる。よって、エネルギーがより効率的に用いられ、かつ、さらなるディスプレイのための別個の電源の必要性がなくなるか、または、減じられる。好適な実施形態において、前記第２の電圧は、前記低電圧電源の電圧とは異なり、典型的にはこれより高い。
【００１１】
典型的には、前記さらなるディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であろう。このことは、とりわけ都合がよいことが分かっている。というのも、そのようなＬＣＤに必要とされる電圧領域の４Ｖから９Ｖの電圧は、典型的なＥＬディスプレイから放電される電流から得ることができると分かっているからである。あるいは、前記さらなるディスプレイは、発光ポリマー（ＬＥＰ）ディスプレイ、コレステリックＬＣＤ、電気泳動ディスプレイ、高輝度ＬＥＤ（ＨＢＬＥＤ）や有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）を含む発光ダイオード（ＬＥＤ）などであってもよい。
【００１２】
前記さらなるディスプレイへ供給される放電電流は、一般的に、直流信号を含むだろう。いくつかのＬＣＤなどのディスプレイには、交流を必要とするものがあるので、前記放電電流を交流に変換するために、Ｈブリッジなどの直流−交流変換器を設けてもよい。
【００１３】
前記駆動回路は、フライバック変換器を含んでいてもよく、フライバック変換器は、直列に配置された誘導性素子およびスイッチを含んでいてもよい。前記フライバック変換器はまた、使用時において、前記フライバック変換器からの電流が前記容量性ディスプレイへ単一方向のみに流されるように配置されたダイオードを含んでいてもよい。
【００１４】
ある場合には、放電電流により発生した電圧を制限することが望ましい。よって、前記駆動回路は、使用時において、前記さらなるディスプレイへ供給される電圧を制限するツェナーダイオードなどの電圧リミッタをさらに含んでいてもよい。前記電圧は、４Ｖか５Ｖか１２Ｖの大まかにいずれかの電圧に制限されてもよい。
【００１５】
本発明の第２側面によると、容量性ディスプレイの駆動方法であって、第１の高電圧を有する交流信号を用いて前記容量性ディスプレイを繰返し充電および放電し、前記容量性ディスプレイの放電時に、こうして発生した放電電流を用いて、第２のより低い電圧で、典型的にはさらなるディスプレイであるさらなる装置を駆動することを特徴とする容量性ディスプレイの駆動方法が提供される。
【００１６】
前記さらなるディスプレイへ供給される放電電流は、一般的に、直流信号を含むだろう。いくつかのＬＣＤなどのディスプレイには、交流を必要とするものがあるので、前記方法は、前記放電電流を交流に変換する工程をさらに含んでいてもよい。
【００１７】
前記さらなる装置は、発光ポリマー（ＬＥＰ）ディスプレイ、コレステリックＬＣＤ、電気泳動ディスプレイ、高輝度ＬＥＤ（ＨＢＬＥＤ）や有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）を含む発光ダイオード（ＬＥＤ）などであってもよい。あるいは、音響器などであってもよい。
【００１８】
本発明の第１側面の特徴のいずれを本発明の第２側面に適用してもよく、その逆もまた同様である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の駆動回路を示す回路図である。
【図２】図２ａおよび図２ｂは、本発明で用いられるフライバック変換器の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ここで、添付の図面を参照して、単なる例として、本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の駆動回路を示す回路図であり、かつ、
図２ａおよび図２ｂは、本発明で用いられるフライバック変換器の動作を示す。
【００２２】
図１に示す回路図において、低電圧源ＶＤＤは、直列に配置されたインダクタＬおよびＦＥＴスイッチＱ１により形成されるフライバック変換器に接続されており、該インダクタは、ＦＥＴＱ１のドレインに接続されている。低電圧源ＶＤＤは、スイッチにではなく、インダクタの端子に接続されており、ＦＥＴのソースは、接地されている。ダイオードＤ１は、その第１端子（アノード）において、スイッチＱ１とインダクタＬとの間の点に接続されている。ダイオードＤ１は、ダイオードとして作用するよう接続された他のいかなる装置、一般的には半導体装置であってもよい。
【００２３】
フライバック変換器の動作は、よく知られており、かつ、国際公開第０２／０６９６７４号パンフレットに具体的に説明されている。図２ａおよび図２ｂは、容量性負荷を高電圧まで充電するためのフライバック変換器の配列を示す。本発明において、図２のダイオードＤの下流にある構成要素ＣＬは、図１に示したＨブリッジを有するエレクトロルミネセント素子である。簡略化のため、容量性負荷ＣＬは、Ｈブリッジなしで図２に示している。
【００２４】
図２ａに示すように、フライバック変換器は、インダクタＬおよびスイッチＳと直列に配置された直流電源を含む。スイッチＳは、インダクタと接地電位との間に接続されている。実際の配列においては、スイッチＳは、電界効果トランジスタである出力ＦＥＴにより与えられる。しかしながら、明確化のため、図２ａおよび図２ｂにおいては、スイッチＳを単純なスイッチとして示している。
【００２５】
スイッチＳと並列に、容量性負荷ＣＬと直列に配置されたダイオードＤが設けられている。容量性負荷ＣＬは、ダイオードと接地電位との間に配置されている。
【００２６】
スイッチＳは、図２ａに示すように経時的に変化するスイッチ電圧ＶＳにより制御されている。スイッチ電圧ＶＳが高いとき、スイッチＳは、閉鎖されて導通する。この状態は、図２ａに示されている。スイッチ電圧ＶＳが低いとき、スイッチＳは、開放されて導通しない。この状態は、図２ｂに示されている。
【００２７】
図２ａおよび図２ｂに示す回路は、以下のように動作する。図２ａに示すようにスイッチ電圧ＶＳが高い間、電流Ｉは、直流電源からインダクタＬおよび閉鎖されたスイッチＳを通ってアースへと流れる。
【００２８】
容量性負荷ＣＬにかかる電圧が直流電源電圧より高いとすると、ダイオードＤには電流が流れない。
【００２９】
スイッチ電圧ＶＳが低くなると、図に示すように、開放されたスイッチＳによりＳが遮断される。しかしながら、インダクタＬに伴う磁界において保存されたエネルギーにより、電流Ｉが流れ続け、かつ、インダクタＬが十分に高い電圧を発生するため、電流Ｉは、ダイオードＤを流れて容量性負荷ＣＬを充電する。このように、スイッチ電圧ＶＳが高電圧から低電圧へ遷移するごとに、図２ｂに示すように、容量性負荷ＣＬにかかる電圧ＶＬが増大する。ダイオードＤは、容量性負荷ＣＬからアースへ、または、スイッチＳが閉鎖されているときは直流電源への電流の逆流を防ぐ。
【００３０】
したがって、スイッチＳに交流スイッチ電圧Ｖｓを印加することにより、容量性負荷ＣＬをいかなる所望の電圧までも充電可能であることが分かるだろう。図におけるスイッチＱ１または図２におけるＳを繰返し切り替えることで、ダイオードＤ１の第２端子（カソード）において高電圧（ＨＶ）直流（ただし可変）信号が発生するという効果が生じる。コンデンサＣ１は、この直流信号を平滑化するためにダイオードの第２端子に設けられる。
【００３１】
このようにして発生された平滑化ＨＶ直流信号は、反対側の端子において接地されている第１ＨブリッジＨ１に与えられる。容量性ＥＬディスプレイＣＥＬは、Ｈブリッジの両端に接続されている。Ｈブリッジは、ディスプレイの１つの電極を該ＨＶ直流信号または接地のいずれかに選択的に接続する一対のスイッチを二対（Ｓ１、Ｓ３およびＳ２、Ｓ４）形成する４つのスイッチ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）である。Ｈブリッジのスイッチを対にして動作させることにより、ＥＬディスプレイが平滑化ＨＶ直流電源に接続される極性を繰返し変更し、これにより、ＥＬディスプレイの両端でＨＶ交流信号を発生することができる。
【００３２】
スイッチＱ１の切り替えは、そのゲートにＡＮＤゲート１０から印加される信号により制御される。これは、スイッチＱ１がどのように切り替わるかの制御に使用可能なパルス幅変調信号ＰＷＭを入力とする。ＰＷＭ信号の周波数および衝撃係数を変化させることにより、動作、ゆえに、ＨＶ直流信号の出力電圧および波形を制御することができる。ＡＮＤゲートへの他方の入力は、反転されている。これは、「ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ」信号に接続されている。関連する入力が反転されている場合、ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ信号は、スイッチＱ１の切り替えを抑止するので、ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ信号が高くなると、フライバック変換器によるＨＶ直流信号の発生を停止する。
【００３３】
ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ信号はまた、トランジスタカスケードＴ１、Ｔ２に接続されている。ＮＰＮトランジスタであるＴ１のベースは、放電信号と直接接続されており、ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ信号が高くなると導通するよう切り替わる。抵抗器Ｒ１は、Ｔ１のエミッタと接地との間に接続されており、かつ、抵抗器Ｒ２は、Ｔ１のコレクタとＨＶ直流信号との間に接続されている。Ｔ１が、一方の側の接地および抵抗器Ｒ１と他方の側の抵抗器Ｒ２およびＨＶ直流信号との間に接続されている場合、Ｔ１が導通すると、Ｒ１およびＲ２が分圧器を形成する。カスケード内の第２トランジスタＴ２のベースは、この電圧により駆動されるので、トランジスタＴ１が導通すると、トランジスタＴ２は導通する。
【００３４】
Ｔ２が導通すると、ＥＬディスプレイＣＥＬから補助電源ＶＡＵＸへと導通経路が設けられる。コンデンサＣ２は、こうして発生した信号を平滑化するために、この補助電源と接地との間に設けられる。逆接続されたツェナーダイオードＤ２は、コンデンサＣ２と並列に設けられることにより、ＶＡＵＸにおける電圧をダイオードに依存した値、典型的には１２Ｖに制限する。この補助電源ＶＡＵＸは、さらなるＨブリッジＨ２により、さらにＬＣＤディスプレイＣＬＣＤに接続される。
【００３５】
そこで、ＥＬディスプレイを充電するために、ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ信号は低く保たれ、かつ、ＰＷＭ信号はスイッチＱ１を繰返し開放および閉鎖する。これにより、ＨブリッジＨ１を介してＥＬディスプレイＣＥＬへと与えられるＨＶ直流信号が発生する。ＥＬディスプレイＣＥＬを放電するために、ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ信号は高くなり、ＰＷＭ信号はスイッチＱ１の切り替えを抑止され、かつ、Ｔ２は切り替えられ、これにより、電流が流れ、ＥＬディスプレイはＴ２を通じてさらなるＬＣＤディスプレイＣＬＣＤへ放電する。この直流放電は、第２ＨブリッジＨ２により交流へ変換される。こうして発生した電圧は、典型的には４Ｖから９Ｖであり、ＬＣＤディスプレイの動作に十分である。
【００３６】
ここで説明している実施形態において、放電中のＥＬディスプレイＣＥＬから発生する電圧を用いて第２のディスプレイＣＬＣＤに電力供給しているが、この電圧を用いて他のいかなる装置に電力供給することもでき、または、実際に他のいかなる装置への電力供給にも寄与可能であろう。すなわち、いくつかの実施形態において、装置に完全に電力供給するのに十分な電力がＥＬディスプレイＣＥＬから回収できないかもしれず、そのような実施形態においては、回収された電力を用いてそのさらなる装置の電力供給を補助してもよい。例えば、放電中のＥＬディスプレイＣＥＬから回収された電力を用いて、ＬＣＤ、（ＯＬＥＤおよびＨＢＬＥＤを含む）ＬＥＤ、コレステリックＬＣＤ、電気泳動ディスプレイなどのいずれに電力供給してもよい。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【国際調査報告】
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