(57)【要約】  電界発光ディスプレイにおいて電界発光セグメントを駆動するための方法、装置およびシステムを開示する。ディスプレイ内の各セグメントは、第１の電極にて極性が交番する一連の第１のパルスを受け、かつ第２の電極にて一連の第２のパルスを受ける。第２のパルスの各々は、第１のパルスの１つに対応し、かつ、極性が反対である。第２のパルスの幅は、セグメントの寄生抵抗に対応する。
2013504081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と第２の電極との間に配置された蛍光体層を含み、寄生抵抗に関連した電界発光セグメントを駆動する方法であって、
極性が交番する一連の第１のパルスを前記第１の電極に印加するステップと、
前記電界発光セグメントを照明する一連の第２のパルスを前記第２の電極に印加するステップと
を含み、
前記第２のパルスの各々は、第１のパルスに対応し、かつ、前記対応する第１のパルスと反対の極性を有し、
前記第２のパルスの各々の前記幅は、前記電界発光セグメントに関連した前記寄生抵抗に基づくことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記一連の第１のパルスは、矩形波形を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のパルスの各々は、ランプ波形を形成し、
前記第１のパルスは、昇りランプと下りランプとの間で交番することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２のパルスの各々は、所定の輝度にて前記電界発光セグメントを照明するために前記対応する第１のパルスの特定のランプレベルと整合されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のパルスの各々の前記幅は、前記対応する第２のパルスの前記幅と前記同じことであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のパルスの各々は、前記電界発光セグメントを放電および再充電することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のパルスの各々の前記幅は、前記電界発光セグメントの前記充電時間を制御し、前記最大充電時間は、
【数１６】
2013504081.tif 000021
に等しく、γは前記電界発光セグメントの前記電気誘電率であり、Ａは前記電界発光セグメントの前記領域であり、ρは前記電界発光セグメントの前記電気抵抗率であり、Ｒｐは前記寄生抵抗であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記寄生抵抗は、電流抵抗と、セグメントリード線抵抗と、ケーブル抵抗とを含むことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
第１の電極と第２の電極との間に配置された蛍光体層を含み、寄生抵抗に関連した電界発光セグメントを駆動する装置であって、
極性が交番する一連の第１のパルスを前記第１の電極に印加する第１の駆動回路と、
前記電界発光セグメントを照明するために一連の第２のパルスを前記第２の電極に印加する第２の駆動回路と
を備え、
前記第２のパルスの各々は、第１のパルスの１つに対応し、かつ、前記対応する第１のパルスと反対の極性を有し、
前記第２のパルスの各々の前記幅は、前記電界発光セグメントに関連した前記寄生抵抗に基づくことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記一連の第１のパルスは、矩形波形を形成することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１のパルスの各々は、ランプ波形を形成し、
前記第１のパルスは、昇りランプと下りランプとの間で交番することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２の駆動回路は、調光制御信号に従って前記第２のパルスの各々を前記対応する第１のパルスの特定のランプレベルと整合させ、
前記装置は、前記調光制御信号を生成する制御装置を更に含むことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２のパルスの前記幅は、パルス幅制御信号に従って前記第２の駆動回路により変えられ、
前記装置は、前記パルス幅制御信号を生成する制御回路を更に含むことを特徴とする請求項９〜請求項１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２のパルスの各々の前記幅は、前記電界発光セグメントの前記照明の前記輝度を制御することを特徴とする請求項９〜請求項１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２の駆動回路は、各第２のパルスの第１の部分中に前記第２の電極に電流スパイクを供給し、各第２のパルスの第２の部分中に、前記第２の電極に一定の電流を供給することを特徴とする請求項９〜請求項１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１のパルスの各々の前記幅は、前記対応する第２のパルスの前記幅と前記同じであることを特徴とする請求項９〜請求項１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
各々が第１の電極と第２の電極との間に配置された蛍光体層を含み、寄生抵抗に関連した複数の電界発光セグメントと、
各々が前記複数の第１の電極の１つに結合され、極性が交番する一連の第１のパルスを前記対応する第１の電極に印加する複数の第１の駆動回路と、
各々が前記複数の第２の電極の１つに結合され、前記対応する電界発光セグメントを照明するために一連の第２のパルスを前記対応する第２の電極に印加する複数の第２の駆動回路と、を備え、
前記第２のパルスの各々は、第１のパルスに対応し、かつ、前記対応する第１のパルスと反対の極性を有し、
前記第２のパルスの前記幅は、前記対応する電界発光セグメントに関連した前記寄生抵抗に基づくことを特徴とする電界発光ディスプレイ。
【請求項１８】
複数のパルス幅制御信号を生成する制御装置を更に含み、
前記第２の駆動回路の各々は、前記パルス幅制御信号のうちの１つに従って前記対応する第２のパルスの前記幅を変えることを特徴とする請求項１７に記載の電界発光ディスプレイ。
【請求項１９】
各一連の第２のパルスの前記幅は、前記対応する電界発光セグメントの前記照明の前記輝度を制御することを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の電界発光ディスプレイ。
【請求項２０】
共通電極と、
前記共通電極上に取り付けられ、各々がセグメント電極、および前記共通電極と前記セグメント電極との間に配置された蛍光体層を含み、寄生抵抗に関連した複数の電界発光セグメントと、
極性が交番する一連の第１のパルスを前記共通電極に印加する、前記共通電極に結合された第１の駆動回路と
各々が前記複数の第２の電極の１つに結合され、前記電界発光セグメントを照明するために一連の第２のパルスを前記対応する第２の電極に印加する複数の第２の駆動回路と
を備え、
前記第２のパルスの各々は、前記第１のパルスの一つに対応し、かつ、前記対応する第１のパルスと反対の極性を有し、
前記第２のパルスの前記幅は、前記対応する電界発光セグメントに関連した前記寄生抵抗に基づくことを特徴とする電界発光ディスプレイ。
【請求項２１】
第１および第２の電極の間に配置された蛍光体層を備える電界発光セグメントを駆動する方法であって、
前記電界発光セグメントの固有特性を測定するステップと、
前記電界発光セグメントに関連した寄生抵抗を測定するステップと、
前記固有特性および前記寄生抵抗に基づいて前記電界発光セグメントについて充電時間を算出するステップと、
前記算出された充電時間をメモリ内に格納するステップと、
極性が交番する一連の第１のパルスを前記第１の電極に印加するステップと、
前記電界発光セグメントを照明するために一連の第２のパルスを前記第２の電極に印加するステップとを含み、
各第２のパルスが前記第１のパルスの１つに対応し、かつ、前記対応する第１のパルスと反対の極性を有し、
前記第２のパルスの前記幅は、前記格納された充電時間に基づくことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
説明する種々の実施形態は、電界発光ディスプレイに関するものである。更に詳しくは、説明する種々の実施形態は、電界発光ディスプレイを駆動するための方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明ディスプレイは、一般大衆向けのマーケティングまたは広告方法となり得るものである。従来、このような照明ディスプレイでは、光源として蛍光照明または他の形の発光電球または発光管を使用する場合がある。
【０００３】
ごく最近では、基板の電気刺激に応答して平坦なルミネセンス基板から光を生成することが可能になった。この効果を用いて電界発光ディスプレイを作製することができる。しかしながら、当技術分野においては、大きい電界発光セグメントを含む電界発光ディスプレイは非実用的であり、かつ、所要電力量が異常に多いために製造しにくく、ルミネセンス出力は常に下がっていると一般的に考えられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなディスプレイを駆動する既存の照明ディスプレイおよび／または方法に関連した１つもしくは複数の欠点または短所に対処または改善するか、あるいは、少なくともその有用な代替物を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの広義の態様においては、第１の電極と第２の電極との間に配置された蛍光体層を含み、寄生抵抗に関連した電界発光セグメントを駆動する方法を提供する。この方法は、極性が交番する一連の第１のパルスを第１の電極に印加するステップと、電界発光セグメントを照明する一連の第２のパルスを第２の電極に印加するステップとを含み、第２のパルスの各々は、第１のパルスに対応し、かつ、対応する第１のパルスと反対の極性を有し、第２のパルスの各々の幅は、電界発光セグメントに関連した寄生抵抗に基づく。
【０００６】
一部の実施形態においては、一連の第１のパルスは、矩形波形を形成する。
【０００７】
他の実施形態においては、第１のパルスの各々は、ランプ波形（ｒａｍｐｉｎｇ  ｗａｖｅｆｏｒｍ）を形成し、第１のパルスは、昇りランプ（ａｓｃｅｎｄｉｎｇ  ｒａｍｐ）と下りランプ（ｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇ  ｒａｍｐ）との間で交番する。一部の実施形態においては、第２のパルスの各々は、所定の輝度にて電界発光セグメントを照明するために、対応する第１のパルスの特定のランプレベルと整合される。
【０００８】
一部の実施形態においては、第１のパルスの各々の幅は、対応する第２のパルスの幅と同じである。
【０００９】
一部の実施形態においては、第２のパルスの各々は、電界発光セグメントを放電および再充電する。
【００１０】
一部の実施形態においては、第２のパルスの各々の幅は、電界発光セグメントの充電時間を制御し、最大充電時間は、以下の方程式に等しく、γは、電界発光セグメントの電気誘電率であり、Ａは、電界発光セグメントの領域であり、ρは、電界発光セグメントの電気抵抗率であり、Ｒｐは、寄生抵抗である。
【数１】
2013504081.tif 000003
【００１１】
一部の実施形態においては、寄生抵抗は、電流抵抗（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）と、セグメントリード線抵抗と、ケーブル抵抗とを含む。
【００１２】
別の広義の態様においては、第１の電極と第２の電極との間に配置された蛍光体層を含み、寄生抵抗に関連した電界発光セグメントを駆動する装置を提供する。この装置は、極性が交番する一連の第１のパルスを第１の電極に印加する第１の駆動回路と、電界発光セグメントを照明するために一連の第２のパルスを第２の電極に印加する第２の駆動回路とを含み、第２のパルスの各々は、第１のパルスの一つに対応し、かつ、対応する第１のパルスと反対の極性を有し、第２のパルスの各々の幅は、電界発光セグメントに関連した寄生抵抗に基づく。
【００１３】
一部の実施形態においては、一連の第１のパルスは、矩形波形を形成する。
【００１４】
他の実施形態においては、第１のパルスの各々は、ランプ波形を形成し、第１のパルスは、昇りランプと下りランプとの間で交番する。一部の実施形態においては、第２の駆動回路は、調光制御信号に従って第２のパルスの各々を対応する第１のパルスの特定のランプレベルと整合させ、装置は、調光制御信号を生成する制御装置を更に含む。
【００１５】
一部の実施形態においては、第２のパルスの幅は、パルス幅制御信号に従って第２の駆動回路により変えられ、装置は、パルス幅制御信号を生成する制御回路を更に含む。
【００１６】
一部の実施形態においては、第２のパルスの各々の幅は、電界発光セグメントの照明の輝度を制御する。
【００１７】
一部の実施形態においては、第２の駆動回路は、各第２のパルスの第１の部分中に第２の電極に電流スパイクを供給し、各第２のパルスの第２の部分中に、第２の電極に一定の電流を供給する。
【００１８】
一部の実施形態においては、第１のパルスの各々の幅は、対応する第２のパルスの幅と同じである。
【００１９】
別の広義の態様においては、電界発光ディスプレイを提供する。電界発光ディスプレイは、各々が第１の電極と第２の電極との間に配置された蛍光体層を含み、寄生抵抗に関連した複数の電界発光セグメントと、各々が複数の第１の電極の１つに結合され、極性が交番する一連の第１のパルスを対応する第１の電極に印加する複数の第１の駆動回路と、各々が複数の第２の電極の１つに結合され、対応する電界発光セグメントを照明するために一連の第２のパルスを対応する第２の電極に印加する複数の第２の駆動回路とを含み、第２のパルスの各々は、第１のパルスに対応し、かつ、対応する第１のパルスと反対の極性を有し、第２のパルスの各々の幅は、電界発光セグメントに関連した寄生抵抗に基づく。
【００２０】
一部の実施形態においては、電界発光ディスプレイは、複数のパルス幅制御信号を生成する制御装置も含み、第２の駆動回路の各々は、パルス幅制御信号の１つに従って対応する第２のパルスの幅を変える。
【００２１】
一部の実施形態においては、各一連の第２のパルスの幅は、対応する電界発光セグメントの照明の輝度を制御する。
【００２２】
別の広義の態様においては、電界発光ディスプレイが提供される。電界発光ディスプレイは、共通電極と、共通電極上に取り付けられ、各々がセグメント電極、および共通電極とセグメント電極との間に配置された蛍光体層を含み、寄生抵抗に関連した複数の電界発光セグメントと、共通電極に結合され、極性が交番する一連の第１のパルスを共通電極に印加する第１の駆動回路と、各々が複数の第２の電極の１つに結合され、対応する電界発光セグメントを照明するために一連の第２のパルスを対応する第２の電極に印加する複数の第２の駆動回路とを含み、第２のパルスの各々は、第１のパルスに対応し、かつ、対応する第１のパルスと反対の極性を有し、第２のパルスの各々の幅は、対応する電界発光セグメントに関連した寄生抵抗に基づく。
【００２３】
別の広義の態様においては、第１および第２の電極の間に配置された蛍光体層を備える電界発光セグメントを駆動する方法が提供される。この方法は、電界発光セグメントの固有特性を測定するステップと、電界発光セグメントに関連した寄生抵抗を測定するステップと、固有特性と寄生抵抗とに基づいて電界発光セグメントについて充電時間を算出するステップと、算出された充電時間をメモリ内に格納するステップと、極性が交番する一連の第１のパルスを第１の電極に印加するステップと、電界発光セグメントを照明するために一連の第２のパルスを第２の電極に印加するステップとを含み、各第２のパルスが、第１のパルスの１つに対応し、かつ、対応する第１のパルスと反対の極性を有し、第２のパルスの幅は、格納された充電時間に基づく。
【００２４】
ここで、本発明の好適な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態による、電界発光セグメントの側面図である。
【図２】図１の電界発光セグメントをモデル化するインピーダンス回路網の回路図である。
【図３】実施形態による、電界発光ディスプレイを駆動する装置のブロック図である。
【図４】実施形態による、調光共通平面駆動装置およびセグメント駆動装置により生成された電圧波形の概略図である。
【図５】実施形態による、非調光共通平面駆動装置およびセグメント駆動装置により生成された電圧波形の概略図である。
【図６】実施形態による、調光共通平面駆動装置の回路図である。
【図７】実施形態による、非調光共通平面駆動装置の回路図である。
【図８】実施形態による、図３のセグメント駆動装置の回路図である。
【図９】実施形態による、図８のセグメント駆動装置の電流波形の概略図である。
【図１０】代替実施形態による、電界発光ディスプレイを駆動する装置のブロック図である。
【図１１】実施形態による、図１０の１対のセグメント駆動装置により生成された電圧波形の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本明細書で説明する実施形態の一部は、必要とされる電力が低減されるように電界発光ディスプレイを駆動する方法および装置に関するものである。一部の実施形態においては、ディスプレイの輝度は、制御されたやり方で変えることができる。
【００２７】
電界発光ディスプレイは、高周波電圧の印加に応答して光を放出する。電界発光ディスプレイは、個々に照明することができるいくつかの電界発光セグメントに分割してもよい。随意的に、電界発光セグメントは、マトリクスまたはグリッドを形成するように配設してもよい。他の実施形態においては、電界発光セグメントは、他の形状および構成を有してもよい。
【００２８】
各電界発光セグメントは、通常は２つの電極の間に配置された電界発光物質（すなわち蛍光体物質）を含む。場合によっては、電極の１つは、ディスプレイにおいて一部または全ての電界発光セグメントに共通である。他の場合においては、各電界発光セグメントの電極は、他のセグメントの電極から絶縁される。電界発光セグメントの電極全体にわたって十分に高い周波数の交流（ＡＣ）電圧を印加すれば、セグメントの電界発光つまり照明が生成される。
【００２９】
図１をここで参照すると、例示的な電界発光セグメント１００が図示されている。電界発光セグメント１００は、いくつかの平行した層１０２、１０４、１０６および１０８を含む。図１に示す実施形態においては、電界発光セグメント１００は、４つの層、前部電極層１０２、電界発光層１０４、誘電体層１０６および後部電極層１０８で構成されている。電圧が前部および後部電極層１０２および１０８全体にわたって印加されると、電界発光層１０４が活性化されて、矢印１１０で示す方向に光を放出する。
【００３０】
前部電極層１０２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの光透過性導電性材料で構成されている。
【００３１】
電界発光層１０４は、前部電極層１０２上に形成されている。電界発光層１０４は、銅活性化硫化亜鉛（ＺｎＳ）、またはマンガン（Ｍｎ）活性化硫化亜鉛（ＺｎＳ）などの任意の適切な蛍光体で作製してもよい。場合によっては、電界発光層１０４は、少量の銅（ＣＵ２＋）イオンでドープ処理された２０ミクロン厚硫化亜鉛（ＺｎＳ）である。
【００３２】
電界発光層１０４の後には誘電体層１０６がある。誘電体層１０６は、電子流（ｆｌｏｗ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）に対する障壁となる電気絶縁材料で構成してもよい。適切な絶縁材料には、適切な結合剤中の、白色誘電体粉体など従来の誘電体粉体が含まれる。一実施形態においては、誘電体層１０６は、３３ミクロン厚チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）である。
【００３３】
後部電極層１０８は、誘電体層１０６上に形成されており、任意の適切な導電材料で構成してもよい。後部電極層１０８は、ＩＴＯなど、前部電極層１０２と同じ材料または異なる材料で構成してもよい。たとえば、後部電極層１０８は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）またはグラファイトを基本とする材料などの適切な不透明材料で構成してもよい。場合によっては、後部電極１０８は、銀（Ａｇ）である。
【００３４】
場合によっては、電界発光セグメント１００は、更なる層を含んでもよい。たとえば、電界発光セグメント１００は、電界発光層１０４を大気水分から保護するために水障壁の役目を果たす封入層を更に含んでもよい。電界発光セグメント１００は、層が形成される基板を含んでもよい。基板は、ガラスまたはプラスチックなど任意の適切な透明または半透明の材料で構成してもよい。基板は、剛性または可撓性でもよい。
【００３５】
電界発光セグメント１００は、光電コンデンサの役目を果たす。具体的には、電界発光セグメント１００は、電場（たとえば２．５×１０６Ｖｍ−２）を生成する所定の電圧（たとえば１６０Ｖ）に充電される。その後、外部印加電場が、突然に逆転され、その結果、電界発光セグメント１００が放電されて反対極性で再充電される。再分極中に、半導電性電界発光層１０４（たとえば硫化亜鉛（ＺｎＳ）層）内の電子が、その後にイオン化させるのに十分なエネルギーでドーパントイオン（たとえば銅（ＣＵ２＋）イオン）と衝突する。イオン化された不純物は、電子を電界発光層１０４（たとえば硫化亜鉛（ＺｎＳ）層）の伝導帯から引き出して準安定な電子的に励起された状態にし、この状態は、その後、光電子放出により（ｐｈｏｔｏｅｍｍｉｓｓｉｖｅｌｙ）基底状態に緩和する。したがって、再分極期間中にのみ電流が通過し、光が放出され、これは、通常は、数マイクロ秒しか続かない。
【００３６】
ここで図２を参照すると、図２は、電界発光セグメント１００をモデル化するために使用することができるインピーダンス回路網２００を示す。インピーダンス回路網２００は、コンデンサ２０２と、第１の抵抗器２０４と、第２の抵抗器２０６とを含む。コンデンサ２０２は、電界発光セグメント１００の静電容量を表し、第１の抵抗器２０４は、電界発光セグメント１００の抵抗を意味し、第２の抵抗器２０６は、コンデンサ２０２を通るＤＣ漏れ経路の抵抗を意味する。コンデンサ２０２の静電容量Ｃ２０２および第１および第２の抵抗器２０４および２０６の抵抗Ｒ２０４およびＲ２０６は、それぞれ、方程式（１）に示すように、電界発光セグメント１００の固有特性により表すことができ、ここで、Ａは、電界発光セグメントの領域であり、γは、電界発光セグメントの電気誘電率であり、ρは、電界発光セグメントの電気抵抗率である。
【数２】
2013504081.tif 000004
【００３７】
通常は、第２の抵抗器２０６は、重要でなくてしたがって無視することができる。第２の抵抗器２０６が無視される場合、回路の緩和時間τは、方程式（２）により表すことができる。緩和時間τが電界発光セグメントの固有特性にのみ左右され、電界発光セグメントのサイズ（面積）または形状のなどの外部要因には左右されないことが、方程式（２）からわかる。
【数３】
2013504081.tif 000005
【００３８】
電界発光セグメント１００は、電界発光セグメント１００の電極に一連の交互の正および負のパルスを供給する駆動回路または装置により照明されてもよい。各パルスは、コンデンサ２０２の放電およびその後の再充電を引き起こす。前述したように、電界発光セグメント１００の照明をトリガするのは放電である。１サイクルは、正負両方のパルスを含み、各半サイクルは、単一の負または正のパルスを含む。サイクルが繰り返す速度を周波数ｆと呼ぶ。
【００３９】
電界発光セグメント１００は、駆動回路に複素インピーダンスを提示し、任意の複素インピーダンスと同様に、エネルギーは、実数成分によってのみ消費される。更に、コンデンサ２０２を充電するために必要とされるエネルギーは、ワット損の一因とならず、その後の半サイクル中に戻される。したがって、電界発光セグメント１００のワット損Ｐ（ｔ）は、方程式（３）により示され、各半サイクル中に電界発光セグメントにより消費されるエネルギーＥＣは、方程式（４）により示され、ここで、ｉ（ｔ）は、電界発光セグメント１００全体にわたって流れる電流である。電流ｉ（ｔ）は、方程式（５）により表することができ、ここで、Ｖ０は、駆動パルスの最大電圧である。
【数４】
2013504081.tif 000006
【００４０】
半サイクル全体にわたって積分（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を行い、この半サイクル全体は、通常は、方程式（２）の緩和時間τよりずっと長い。したがって、積分（ｉｎｔｅｇｒａｌ）は、ゼロから無限大まで行い、それで、各半サイクル中に電界発光セグメント１００により消費されるエネルギーは、方程式（６）となる。サイクル当たりに２パルスあることから、サイクル当たりの全損失は、方程式（７）により表される。
【数５】
2013504081.tif 000007
【００４１】
方程式（７）の吟味により、たとえ抵抗が損失要素であるとしても、全ワット損Ｐが回路内の抵抗から独立していることがわかる。回路内の全抵抗は、通常は、電界発光セグメント１００自体の固有抵抗Ｒ２０４だけでなく回路内の寄生抵抗Ｒｐも含む。寄生抵抗Ｒｐは、ケーブル、バックプレーンおよびスクリーンプリント電極内で導入された抵抗の合計と定義されている。したがって、電界発光セグメント１００の効率は、電力消費量を増大させることなく寄生抵抗Ｒｐを減少させることにより向上させることができる。
【００４２】
出力係数εは、寄生抵抗Ｒｐとは対照的に、電界発光セグメント１００（すなわち固有抵抗Ｒ２０４）に供給された電力の百分率と定義され、方程式（８）により表される。方程式（８）は、方程式（９）に示すように電界発光セグメント１００の固有特性に関して書き換えることができる。
【数６】
2013504081.tif 000008
【００４３】
方程式（９）の吟味により、寄生抵抗Ｒｐがゼロであるとき、出力係数εが１に等しく、最大電力は、電界発光セグメント１００に供給されることがわかる。しかしながら、寄生抵抗Ｒｐがゼロより大きい場合、出力係数ε、したがって電界発光セグメント１００の効率は、電界発光セグメント面積Ａの増加とともに減少する。したがって、寄生抵抗Ｒｐがゼロより大きい場合、電界発光セグメント１００が大きいほど（すなわち面積が大きいほど）、同じレベル発光を達成するのにより多くの電力が必要である。しかしながら、電力所要量に及ぼす電界発光セグメント１００のサイズ（すなわち面積）の効果は駆動パルスプロファイルを慎重に選ぶことにより大幅に低減させることができることを以下に示す。
【００４４】
出力係数εは、方程式（１０）に示すように電界発光セグメント面積Ａではなく、電界発光セグメント１００静電容量Ｃ２０２に関して書き換えることができる。
【数７】
2013504081.tif 000009
【００４５】
出力係数εが１に等しいとき、ルミネセンス強度Ｉは、方程式（１１）に示すように消費電力Ｐに正比例であり、ここで、κは、ルミネセンス効率係数と定義されている。しかしながら、出力係数εが１より大きい間場合、ルミネセンス強度Ｉは、方程式（１２）に示すように出力係数εに従って低減される。
【数８】
2013504081.tif 000010
【００４６】
方程式（１２）は、ルミネセンス効率係数が方程式（１３）により表されるように再編成することができる。
【数９】
2013504081.tif 000011
【００４７】
単位面積当たりのルミネセンス出力Ｉ／Ａは、方程式（１４）により示される。方程式（１４）は、その後、ルミネセンス強度Ｉを与えるように方程式（１５）に示すように再編成することができる。
【数１０】
2013504081.tif 000012
【００４８】
したがって、ルミネセンス効率係数κおよび出力効率εなど、電界発光セグメント１００のルミネセンス特性は、ＲｐおよびＣ２０２を測定することによりそれぞれ方程式（３）および（１０）から算出することができる。その後、ルミネセンス強度Ｉは、方程式（１５）から算出することができる。電源に対する全電力需要（ｔｏｔａｌ  ｐｏｗｅｒ  ｄｅｍａｎｄ）は、その後、方程式（１６）から算出することができる。
【数１１】
2013504081.tif 000013
【００４９】
ＲｐおよびＣ２０２が測定されると、コンデンサ２０２を充電するために必要とされる時間を算出することができる。具体的には、最大電圧のｘ％までコンデンサ２０２を充電する時間ｔｃは、方程式（１７）で表される。最大電圧の９５％に到達したときにコンデンサ２０２が充電されると仮定した場合、方程式（１７）は、方程式（１８）となる。
【数１２】
2013504081.tif 000014
【００５０】
ここで図３を参照すると、実施形態による、電界発光ディスプレイ３０２を駆動する装置３００が図示されている。装置３００は、前述したように発明者が行った観察の結果を利用するように設計されている。特に、装置３００は、電界発光ディスプレイ３０２の電力消費量を低減するために充電時間ｔｃと寄生抵抗Ｒｐの関係を利用するように設計されている。
【００５１】
電界発光ディスプレイ３０２は、個々に装置３００に結合されている１つまたは複数の電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂを含む。前述したように、各電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂは、通常は２つの電極の間に配置された電界発光物質（すなわち蛍光体物質）を含む。電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂの少なくとも２つは、共通電極を有する。図３に示す実施形態においては、電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂのすべては、共通電極を共有する。しかしながら、他の実施形態においては、各共通電極が２つまたはそれ以上の電界発光セグメントにより共有される２つ以上の共通電極があってもよい。一部の実施形態においては、電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂは、マトリクスまたはグリッドを形成するように配設される。他の実施形態においては、電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂは、他の形状および構成を有してもよい。
【００５２】
装置３００は、共通平面駆動装置３０４と、１つまたは複数のセグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂ（通常は各電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂに１つ）と、電力モジュール３１０と、制御装置３１２とを含む。共通平面駆動装置３０４およびセグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂは、１つまたは複数の電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂを照明するように１つまたは複数の電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂの全体にわたってＡＣ電圧を供給するために協働する。共通平面駆動装置３０４は、非調光共通平面駆動装置または調光共通平面駆動装置であってもよい。非調光共通平面駆動装置により、電界発光セグメントが照明されたり、照明されなかったりすることができ、一方、調光共通平面駆動装置により、電界発光セグメントの発光または輝度を制御しながら変えられることができる。
【００５３】
たとえば、非調光共通平面駆動装置は１つまたは複数の電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂの共通電極（すなわち前部電極）に一連のパルスを供給してもよい。各セグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂは、その後、非調光共通電極パルスと反対の極性の一連のパルスを電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの一方における他の電極に供給する。セグメント駆動装置３０８ａまたは３０８ｂパルスの幅は、通常は、非調光共通平面駆動装置パルスの幅より狭い。各セグメント駆動装置パルスは、対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの全体にわたって電位を生成し、これにより、電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの放電およびその後の再充電が引き起こされる。光は、放電中に放出される。非調光共通平面駆動装置およびセグメント駆動装置３０８ａまたは３０８ｂにより生成された例示的な１組の電圧波形を図４に示す。図７を参照して、例示的な非調光共通平面駆動装置を説明する。
【００５４】
調光共通平面駆動装置は、他方では、１つまたは複数の電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂの共通電極（すなわち前部電極）に、一連の上向き（昇り）（ａｓｃｅｎｄｉｎｇ）および下向き（下がり）（ｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇ）電圧ランプを供給してもよい。各セグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂは、その後、ランプと反対の極性の一連のパルスを電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの一方における他の電極に供給する。たとえば、調光共通平面駆動装置ランプが上向き（つまり昇り）（ａｓｃｅｎｄｉｎｇ）ランプである場合、対応するセグメント駆動装置パルスは、負となり、ランプが下向き（つまり下がり）（ｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇ）ランプである場合、対応するセグメント駆動装置パルスは、正となる。セグメント駆動装置３０８ａまたは３０８ｂパルスの幅は、通常は、調光共通平面駆動装置ランプの幅より狭い。各セグメント駆動装置パルスは、対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの全体にわたって電位を生成し、これにより、電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの素早い放電およびその後の再充電が引き起こされる。素早い放電により、その結果として、対応する電界発光セグメントの照明が発生する。照明または輝度の量は、対応するセグメント駆動装置パルスがトリガされたときに調光共通平面駆動装置により生成された電圧に左右される。具体的には、セグメント駆動装置パルス電圧と調光共通平面駆動装置ランプ電圧との差が大きいほど、輝度が大きい。調光共通平面駆動装置およびセグメント駆動装置３０８ａまたは３０８ｂにより生成された例示的な１組の電圧波形を図４に示す。図６を参照して、例示的な調光共通平面駆動装置を説明する。
【００５５】
電力モジュール３１０は、駆動装置３０８ａおよび３０８ｂに電力を供給するために共通平面駆動セグメント駆動装置３０４、３０８ａおよび３０８ｂに電気的に結合または接続されている。一実施形態においては、電力モジュール３１０は、３つのＤＣ電圧３１４、３１６および３１８を生成して駆動装置に供給する。第１のＤＣ電圧３１４は、正電圧レールと呼ぶこととし、共通平面およびセグメント駆動装置パルスおよびランプの最大電圧を制御する。第２のＤＣ電圧３１６は、負電圧レールと呼ぶこととし、共通平面およびセグメント駆動装置パルスおよびランプの最小電圧を制御する。第３のＤＣ電圧３１８は、デジタル電圧信号と呼ぶこととし、共通平面およびセグメント駆動装置内の様々な電気部品に電力を供給する。他の実施形態においては、電力モジュール３１０は、他の電圧を供給してもよい。
【００５６】
制御装置３１２は、セグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂにタイミング情報を供給するためにセグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂに電気的に結合または接続されている。制御装置３１２は、たとえば、電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂの照明を制御する一連のコマンドを格納するメモリまたは他の類似の記憶装置を含んでもよい。一連のコマンドは、電界発光セグメントのどれを、いつ、どのくらい、かつ、どのような輝度にて照明すべきかを含んでもよい。
【００５７】
一実施形態においては、制御装置３１２は、各セグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂに対してセグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂにより生成されたパルスのタイミングまたは幅あるいはその両方を制御する高低の制御信号を生成する。セグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂにより生成されたパルスのタイミングを制御して調光共通平面駆動装置により生成されたランプ波形の特定のランプレベルとパルスを整合させるために、高および低制御信号を使用する場合、高および低制御信号を調光制御信号と呼んでもよい。セグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂにより生成されたパルスの幅を制御するために高・低の制御信号を使用する場合、高および低制御信号をパルス幅制御信号と呼んでもよい。
【００５８】
ここで図４を参照すると、図４は、実施形態によりそれぞれ非調光共通平面駆動装置およびセグメント駆動装置３０８ａまたは３０８ｂにより生成された電圧波形４０２および４０４を示す。図４からわかるように、非調光共通平面駆動装置は、共通電極（すなわち前部電極）に、矩形波を供給してもよく、セグメント駆動装置３０８ａまたは３０８ｂは、一の電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの他の電極（すなわち後部または背面電極１０８）に反対極性の一連の相補的パルスを供給してもよい。前述したように、各セグメント駆動装置パルスは、対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの全体にわたって電位を生成し、これにより、電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの放電および、次いでその後の再充電が引き起こされる。光は、放電中に対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂにより放出される。
【００５９】
方程式（１８）に示されたように、電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの充電時間は、電界発光セグメント回路の寄生抵抗Ｒｐに基づくものである。パルスの幅により電圧が電界発光セグメント全体にわたって供給される期間（および、したがって、電界発光セグメントが充電される時間）が決まることから、セグメント駆動装置パルスのパルス幅も、寄生抵抗Ｒｐに左右される。寄生抵抗Ｒｐがゼロに等しい場合、方程式（１８）は、３γ／ρになる。したがって、最大発光を達成する絶対最小パルス幅は、３γ／ρである。γがたとえば、４９０ｐＦ／ｃｍ２に等しく、ρが９３０Ω／ｃｍ２に等しい場合、最大発光を達成するセグメントパルスの最小幅は、おおよそ１．５μｓである。寄生抵抗Ｒｐを回路に導入すると、充電時間（および、したがってパルス幅）が増大して、３γＲｐ／単位面積の割合にて最大ルミネセンスが達成される。したがって、電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの寄生抵抗Ｒｐがわかっている場合、最大ルミネセンスを達成する充電時間（したがってパルス幅）は、方程式（１８）から求めることができる。パルス幅（したがって充電時間）が方程式（１８）に従って算出したパルス幅を下回る場合、電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂは、最大ルミネセンスを達成しないことになる。他方で、パルス幅（したがって充電時間）が方程式（１８）に従って算出したパルス幅を上回る場合、電力は浪費されることになる。
【００６０】
通常は、特定の共通電極を共有する各セグメント駆動装置３０８ａまたは３０８ｂは、サイクル中に異なる時間にてパルスをトリガする。たとえば、第１のセグメント駆動装置３０８ａからのパルスであれば、通常は、第２のセグメント駆動装置３０８ｂにより生成されたパルスと時間が重なり合わない。したがって、非調光共通平面駆動装置により生成された短形波の周波数は、通常は、共通電極を共有する電界発光セグメントの各々を半サイクル中にセグメントパルスにより活性化することを可能にするほどの長さであるように選択される。
【００６１】
ここで図５を参照すると、図５は、それぞれ、調光共通平面駆動装置およびセグメント駆動装置３０８ａまたは３０８ｂにより生成された波形５０２および５０４を示す。図５からわかるように、調光共通平面駆動装置は、共通電極（すなわち前部電極）にランプ波形を供給し、図４と同様に、セグメント駆動装置３０８ａまたは３０８ｂは、一の電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの他の電極（すなわち後部または背面電極１０８）に反対極性の一連の相補的パルスを供給する。図５のセグメント駆動装置パルスは、図４に示すセグメント駆動装置パルスと同様に動作する。具体的には、各セグメント駆動装置パルスは、対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの全体にわたって電位を生成し、これにより、電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの放電およびその後の再充電が引き起こされる。光は、放電中に対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂにより放出される。しかしながら、ここでは、セグメント駆動装置パルスは、光強度の連続体の産出するランプに沿って特定の時点にて発射させることができる。
【００６２】
具体的には、輝度は、セグメント駆動装置パルス電圧と調光共通平面駆動装置ランプ電圧との差で決まる。２つの電圧の差が大きいほど、輝度は大きい。逆に、２つの電圧の差が小さいほど、照明は暗い。したがって、セグメント駆動装置パルスは、電圧（したがって輝度）の差を増減するためにランプに沿って異なる時点にてトリガさせることができる。共通平面波形の平坦な部分は、通常は、共通平面駆動装置ランプ電圧とセグメント駆動装置パルス電圧との最も大きい差を与えており、したがって、最大光強度を達成するために利用することができる。
【００６３】
図５に示す実施形態などの一実施形態においては、セグメント駆動装置は、ランプの方向と極性が反対であるパルスを生成するように構成されている。たとえば、共通駆動装置ランプが上向きつまり昇りランプであるとき、セグメント駆動装置は、負のパルスを生成し、共通駆動装置ランプが下向きつまり下りランプであるとき、セグメント駆動装置は、正のパルスを生成するように構成されている。
【００６４】
したがって、昇りランプについては、セグメント駆動装置パルスがトリガされたときの調光共通平面駆動装置波形の電圧が高いほど、照明は明るい。たとえば、セグメント駆動装置パルスが上向きランプ（すなわち、ランプ電圧が低くなっているときに）の前方の部分においてトリガされた場合、対応する電界発光セグメントの照明の強度または輝度は、低くなる。逆に、セグメント駆動装置パルスが上向きランプ（すなわちランプ電圧が高くなっているとき）の後方の部分においてトリガされた場合、対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの照明の強度または輝度は、高くなる。逆のことが、下りランプに当てはまり、セグメント駆動装置パルスがトリガされたときの調光共通平面駆動装置波形の電圧が低いほど、照明は薄暗い。
【００６５】
ここで図６を参照すると、例示的な実施形態による調光共通平面駆動装置６００が図示されている。調光共通平面駆動装置６００は、電力モジュール３１０から３つのＤＣ電圧信号（正電圧レール３１４、負電圧レール３１６およびデジタル電圧信号３１８）を受信して、図５に示すランプ波形５０２を生成する。図６に示す実施形態においては、調光共通平面駆動装置６００は、４個のコンデンサ６０２、６０４、６０６、および６０８と、７個のダイオード６１０、６１２、６１４、６１６、６１８、６２０および６２２と、１１個のトランジスタ６２４、６２６、６２８、６３０、６３２、６３４、６３６、６３８、６４０、６４２、および６４４と、１３個の抵抗器６４６、６４８、６５０、６５２、６５４、６５６、６５８、６６０、６６２、６６４、６６６、６６８、および６７０と、シーケンサ６７２とを含む。
【００６６】
シーケンサ６７２は、調光共通平面駆動装置６００の動作を制御する。更に詳しくは、シーケンサ６７２は、調光共通平面駆動装置６００により生成された波形のタイミング（すなわち周波数）を制御する。一実施形態においては、シーケンサ６７２は、タイミング情報が予め取り込まれている。他の実施形態においては、タイミング情報は、制御装置３１２から動的に受信される。シーケンサ６７２は、ＰＩＣ１６Ｆ８７６マイクロコントローラなどマイクロコントローラにより実施されてもよい。
【００６７】
各周波数サイクルの始めに、シーケンサ６７２は、第４および第５のトランジスタ６３０および６３２のベースを高く設定する。これにより、第２および第４のトランジスタ６２６および６２８が導通されて、第３のコンデンサ６０６が、第３の抵抗器６５０を介して正電圧レール３１４まで充電される。
【００６８】
これにより、図５に示す波形５０２の上向き（つまり昇り）ランプ部分が生成される。ＲＣ回路の時定数τは、Ｒ６５０＊Ｃ６０６に等しく、ここで、Ｒ６５０は、第３の抵抗器６５０のオーム単位の抵抗であり、Ｃ６０６は、第３のコンデンサ６０６のファラッド単位の静電容量である。最大電圧のｘ％までコンデンサ２０２を充電するために必要とされる時間は、方程式（１９）で表される。
【数１３】
2013504081.tif 000015
【００６９】
一部の実施形態においては、コンデンサは、最大電圧の９５％に到達したときに充電されるとみなされている。これにより、方程式（１９）は、３τになる。したがって、コンデンサは、３時定数内で充電される。この充電期間内で任意の時間にセグメント駆動装置パルスを発射すれば、異なる強度で対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂが照明される。
【００７０】
通常は、セグメント駆動装置は、調光共通平面駆動装置により生成されたランプの方向と極性が反対であるパルスを生成するように構成されている。たとえば、セグメント駆動装置は、ランプが上向きつまり昇りランプであるときに負のパルスを、ランプが下向きつまり下りランプであるときに正のパルスを生成してもよい。したがって、第１の周波数半サイクル中、セグメント駆動装置パルスがトリガされたときの調光共通平面駆動装置波形の電圧が高いほど、照明は明るい。たとえば、セグメント駆動装置パルスが上向きランプ（すなわち、ランプ電圧が低くなっているときに）の前方の部分においてトリガされた場合、対応する電界発光セグメントの照明の強度または輝度は、低くなる。逆に、セグメント駆動装置パルスが上向きランプ（すなわちランプ電圧が高くなっているとき）の後方の部分においてトリガされた場合、対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの照明の強度または輝度は、高くなる。
【００７１】
第３のコンデンサ６０６が正電圧レール３１４まで充電されると、電圧は、一定に保持される。これを第１の周波数半サイクルの「平坦期間」と呼ぶこととする。最大ルミネセンスまたは輝度は、セグメント駆動装置パルスが「平坦期間」中にトリガされたとき達成される。
【００７２】
第１の周波数半サイクルの終わりにて、シーケンサ６７２は、第４および第５のトランジスタ６３０および６３２のベースを低く駆動する。これにより、第９のトランジスタ６４０が導通され、第３のコンデンサ６０６が、第７の抵抗器６５８を介して負電圧レール３１６までに充電される。これにより、図５に示す波形の下向き（つまり下り）ランプ部分が生成される。ＲＣ回路の時定数τは、Ｒ６５８＊Ｃ６０６に等しく、ここで、Ｒ６５８は、第７の抵抗器６５８のオーム単位の抵抗であり、Ｃ６０６は、第３のコンデンサ６０６のファラッド単位の静電容量である。最大電圧のｘ％までコンデンサを充電するために必要とされる時間は、方程式（１９）で表される。
【００７３】
一部の実施形態においては、コンデンサは、最大電荷の９５％に到達したときに充電されるとみなされている。これにより、方程式（１９）は、３τになる。したがって、コンデンサは、３時定数内で充電される。この充電期間内で任意の時間にセグメント駆動装置パルスを発射すれば、異なる強度で対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂが照明される。
【００７４】
前述したように、セグメント駆動装置はランプの方向と極性が反対であるパルスを生成するように構成してもよい。たとえば、セグメント駆動装置は、ランプが上向きつまり昇りランプであるときに負のパルスを、ランプが下向きつまり下りランプであるときに正のパルスを生成してもよい。したがって、第２の周波数半サイクル中、セグメント駆動装置パルスがトリガされたときの調光共通平面駆動装置波形の電圧が低いほど、照明は明るい。たとえば、セグメント駆動装置パルスが下向きランプ（すなわち、ランプ電圧が高くなっているときに）の前方の部分においてトリガされた場合、対応する電界発光セグメントの照明の強度または輝度は、低くなる。逆に、セグメント駆動装置パルスが下向きランプ（すなわち、ランプ電圧が低くなっているときに）の後方の部分においてトリガされた場合、対応する電界発光セグメントの照明の強度または輝度は、高くなる。
【００７５】
第３のコンデンサ６０６が負電圧レール３１６まで充電されると、電圧は、一定に保持される。これを第２の周波数半サイクルの「平坦期間」と呼ぶこととする。最大ルミネセンスまたは輝度は、セグメント駆動装置パルスが「平坦期間」中にトリガされたとき達成されてもよい。
【００７６】
図５に示す完全なランプ波形５０２は、第６のトランジスタ６３４のゲート上に表示される。第６のトランジスタ６３４は、ソースフォロワとして構成されており、高側に第１および第３のトランジスタ６２４および６２８を、低側に第１０および第１１のトランジスタ６４２および６４４を備える電圧フォローワ出力ステージを駆動する。
【００７７】
第７および第８のトランジスタ６３６および６３８、ならびに第６および第８の抵抗器６５６および６６０は、電流制限器の役目を果たす。具体的には、第７および第８のトランジスタ６３６および６３８、ならびに第６および第８の抵抗器６５６および６６０は、電圧フォローワ出力ステージ（たとえば第１および第３のトランジスタ６２４および６２８、または第１０および第１１のトランジスタ６４２および６４４）を流れる電流を制限する。
【００７８】
第３および第７のダイオード６１４および６２２は、スイッチング中に対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの容量性負荷の効果を倍加する電圧による過渡過電圧をシャント（ｓｈｕｎｔ）するために第１および第４のコンデンサ６０２および６０８に関連して機能する。
【００７９】
第１および第２のダイオード６１０および６１２は、第５のトランジスタ６３２のベース漏れ電流を排除し、明確な遮断を確保する。
【００８０】
また、シーケンサ６７２は、セグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂがパルスを調光共通平面駆動装置６００により生成された波形と同期化することができるように、各半サイクルの開始前に所定の時間にて１つまたは複数の同期信号を生成してもよい。一部の実施形態においては、シーケンサ６７２は、２つの同期信号を生成する。第１の同期信号は、第１の半サイクルの開始前に所定の時間にて生成され、第２の同期信号は、第２の半サイクルの開始前に所定の時間にて生成される。他の実施形態においては、シーケンサ６７２は、両方の半サイクルに向けてタイミング情報を担持するために使用される単一の同期信号のみを生成してもよい。一部の実施形態においては、所定の時間は、１０μｓである。しかしながら、他の適切な所定の時間を用いてもよい。
【００８１】
一実施形態においては、調光共通平面駆動装置６００の構成部品は、表１に定めるような値および形式を有する。
【表１】
2013504081.tif 000016
【００８２】
ここで図７を参照すると、実施形態による非調光共通平面駆動装置７００が図示されている。非調光共通平面駆動装置７００は、電力モジュール３１０から３つのＤＣ電圧信号（正電圧レール３１４、負電圧レール３１６、およびデジタル電圧信号３１８）を受信して、図４に示す矩形波形４０２を生成する。図７に示す実施形態においては、非調光共通平面駆動装置７００は、３個のコンデンサ７０２、７０４、および７０６と、４個のダイオード７０８、７１０、７１２、および７１４と、４個のトランジスタ７１６、７１８、７２０、および７２２と、９個の抵抗器７２４、７２６、７２８、７３０、７３２、７３４、７３６、７３８、および７４０と、シーケンサ７４２とを含む。
【００８３】
シーケンサ７４２は、非調光共通平面駆動装置７００の動作を制御する。更に詳しくは、シーケンサ７４２は、非調光共通平面駆動装置７００により生成された波形のタイミング（すなわち周波数）を制御する。一実施形態においては、シーケンサ７４２は、タイミング情報が予め取り込まれている。他の実施形態においては、シーケンサ７４２は、制御装置３１２からタイミング情報を動的に受信してもよい。シーケンサ７４２は、ＰＩＣ１６Ｆ８７６マイクロコントローラなどのマイクロコントローラにより実施されてもよい。
【００８４】
各周波数サイクルの初めに、シーケンサ７４２は、第２のトランジスタ７１８のベースを高く設定する。第３および第４の抵抗器７２８および７３０は、正電圧レール３１４の百分率まで第１のトランジスタ７１６のゲートを上げる抵抗分割器を形成する。具体的には、抵抗分割器は、Ｒ７３０／（Ｒ７２８＋Ｒ７３０）＊正電圧レール３１４まで第１のトランジスタ７１６のゲートを上げ、ここで、Ｒ７２８は、第３の抵抗器７２８の抵抗であり、Ｒ７３０は、第４の抵抗器７３０の抵抗である。たとえば、第３および第４の抵抗器７２８および７３０がそれぞれ３．９ＫΩおよび１８ＫΩの抵抗を有し、正電圧レール３１４が８０Ｖである場合、第１のトランジスタ７１６のゲートは、おおよそ６５Ｖ、つまり、正電圧レール３１４を１５Ｖ下回ることになる。
【００８５】
これにより、第１のトランジスタ７１６は、軽負荷で飽和状態になる。しかしながら、重負荷状況下では、第１のトランジスタ７１６は、ソースフォロワの役目を果たして、第１の抵抗器７２４全体にわたる電圧降下が所定の電圧（すなわち１３Ｖ）を超えるのを防止する。したがって、第１のトランジスタ７１６のドレインを通る電流は、所定の電圧／Ｒ７２４に制限され、ここで、Ｒ７２４は、第１の抵抗器７２４の抵抗である。たとえば、所定の電圧が１３Ｖであり、第１の抵抗器７２４の抵抗Ｒ７２４が８２Ωである場合、第１のトランジスタ７１６を通る電流は、１３Ｖ／８２Ω、つまり１６０ｍＡに制限される。第１のコンデンサ７０２は、瞬間的な高電流過渡期を可能にする。
【００８６】
１つの周波数半サイクルの終わりに、シーケンサ７４２は、第３のトランジスタ７２０のベースを低く駆動させる。第７および第８の抵抗器７３６および７３８は、負電圧レール３１６の百分率まで第４のトランジスタ７２２のゲートを上げる抵抗分割器を形成する。具体的には、抵抗分割器は、Ｒ７３６／（Ｒ７３６＋Ｒ７３８）＊負電圧レール３１６まで第１のトランジスタ７１６のゲートを上げ、ここで、Ｒ７３６は、第７の抵抗器７３６の抵抗であり、Ｒ７３８は、第８の抵抗器７３８の抵抗である。たとえば、第６および第７の抵抗器７３６および７３８がそれぞれ１８ＫΩおよび３．９ＫΩの抵抗を有し、負電圧レールが−８０Ｖである場合、第４のトランジスタ７２２のゲートは、おおよそ−６５Ｖ、つまり、負電圧レール３１６を１５Ｖ上回ることになる。
【００８７】
これにより、第４のトランジスタ７２２は、軽負荷で飽和状態になる。しかしながら、重負荷状況下では、第４のトランジスタ７２２は、ソースフォロワの役目を果たして、第９の抵抗器７４０全体にわたる電圧降下が所定の電圧（すなわち１３Ｖ）を超えるのを防止する。したがって、第４のトランジスタ７２２のドレインを通る電流は、所定の電圧／Ｒ７４０に制限され、ここで、Ｒ７４０は、第９の抵抗器７４０の抵抗である。たとえば、所定の電圧が１３Ｖであり、第９の抵抗器７４０の抵抗Ｒ７４０が８２Ωである場合、第４のトランジスタ７２２を通る電流は、１３Ｖ／８２Ω、つまり１６０ｍＡに制限される。第３のコンデンサ７０６は、瞬間的な高電流過渡期を可能にする。
【００８８】
また、シーケンサ７４２は、セグメント駆動装置がパルスを調光共通平面駆動装置７００のパルスと同期化することができるように各半サイクルの開始前に所定の時間に同期信号を生成してもよい。一部の実施形態においては、シーケンサ７４２は、２つの同期信号を生成する。第１の同期信号は、第１の半サイクルの開始前に所定の時間にて生成され、第２の同期信号は、第２の半サイクルの開始前に所定の時間にて生成される。他の実施形態においては、シーケンサ７４２は、両方の半サイクルに向けてタイミング情報を担持するために使用される単一の同期信号のみを生成してもよい。一部の実施形態においては、所定の時間は、１０μｓである。しかしながら、他の適切な所定の時間を用いてもよい。
【００８９】
一実施形態においては、非調光共通平面駆動装置７００の構成部品は、表２に定めるような値および形式を有する。
【表２】
2013504081.tif 000017
【００９０】
ここで図８を参照すると、実施形態によるセグメント駆動装置３０８が図示されている。前述したように、各電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂは、γＡの静電容量を有するコンデンサと考えることができる。セグメント駆動装置３０８の目的は、すばやくコンデンサを放電および再充電することである。光は、通常は約１００ｎｓから２、３マイクロ秒まで続く放電中に放出される。前述したように、放電および再充電が繰り返される速度は、周波数ｆと呼ばれる。
【００９１】
セグメント駆動装置３０８は、電力モジュール３１０から３つのＤＣ電圧信号（正電圧レール３１４、負電圧レール３１６およびデジタル電圧信号３１８）を、制御装置３１２から２つの制御信号（高制御信号および低制御信号）を受信して、図４および図５に示す一連の正および負のパルスを生成する。図８に示す実施形態においては、セグメント駆動装置３０８は、正のパルスを生成する高側回路８０２と、負のパルスでなくを生成する相補的低側回路８０４とを含む。
【００９２】
高側回路８０２は、コンデンサ８０６と、ダイオード８０８と、２つのトランジスタ８１０および８１２と、４つの抵抗器８１４、８１６、８１８および８２０とを含む。高い制御信号が有効とされている（制御装置３１２により）とき、第２のトランジスタ８１２は、第２および第３の抵抗器８１６および８１８により形成された電圧分割器を介して、正電圧レール３１４の百分率まで第１のトランジスタ８１０のゲートを上げることを行う。具体的には、第２および第３の抵抗器８１６および８１８により形成された電圧分割器は、Ｒ８１８／（Ｒ８１６＋Ｒ８１８）＊正電圧レール３１４まで第１のトランジスタ８１０のゲートを上げ、ここで、Ｒ８１６は、第２の抵抗器８１６の抵抗であり、Ｒ８１８は、第３の抵抗器８１８の抵抗である。たとえば、第２および第３の抵抗器８１６および８１８がそれぞれ３．９ＫΩおよび１８ＫΩの抵抗を有し、正電圧レールが８０Ｖである場合、第１のトランジスタ８１０のゲートは、おおよそ６５Ｖ、つまり正電圧レール３１４を１５Ｖ下回ることになる。
【００９３】
初めに、第１のトランジスタ８１０は、飽和スイッチの役目を果たし、第１のコンデンサ８０６を介して過渡電流スパイク（「スパイク」という）を伝える。スパイク時間は、抵抗器（電流径路の抵抗）を介して別のコンデンサ（セグメント駆動装置コンデンサ）に放電するコンデンサ（電界発光セグメントコンデンサ）の電流−時間プロファイルを解くことにより算出することができる。このモデルにより、結果的に、難なく解くことができる２つの同時の線型微分方程式のシステムが得られて、方程式（２０）に示す解となり、ここで、Ｖｓは電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの電圧であり、Ｖ０は正電圧レール３１４であり、Ｃｓは電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの静電容量であり、Ｃ２は第１のコンデンサ８０６の静電容量であり、Ｒは電界発光セグメントの１００ａまたは１００ｂ電流径路の全抵抗（寄生抵抗Ｒｐを含む）である。
【数１４】
2013504081.tif 000018
【００９４】
一実施形態においては、スパイク時間ｔｓは、電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂが９５％放電される時点と定義されている。これらの条件下では、方程式（２０）は、方程式（２１）となる。
【数１５】
2013504081.tif 000019
【００９５】
電流スパイク後、負荷部により引き出される任意の残留電流は、第１の抵抗器８１４を通る。重負荷にて、第１の抵抗器８１４は、第１のトランジスタ８１０を通る電流を所定のレベル（すなわち１６０のｍＡ）に制限する。軽負荷にて、第１のトランジスタ８１０は、飽和スイッチの役目を果たす。
【００９６】
サイクルの第２の半分中、第１のトランジスタ８１０は、遮断され、第１のコンデンサ８０６は、第１の抵抗器８１４を介して放電する。第１の抵抗器８１４の抵抗は、第１のコンデンサ８０６が次のサイクルの開始前に完全に放電されるように選択される。
【００９７】
低側回路８０４は、高側回路８０２の鏡像である。具体的には、低側回路８０４は、コンデンサ８２２と、ダイオード８２４と、２つのトランジスタ８２６および８２８と、４つの抵抗器８３０、８３２、８３４、および８３６とを含む。低い制御信号が有効とされている（制御装置３１２により）とき、第３のトランジスタ８２６は、第６および第７の抵抗器８３２および８３４により形成された電圧分割器を介して、負電圧レール３１６の百分率まで第４のトランジスタ８２８のゲートを上げることを行う。具体的には、第６および第７の抵抗器８３２および８３４により形成された電圧分割器は、Ｒ８３２／（Ｒ８３２＋Ｒ８３４）＊負電圧レール３１６まで第４のトランジスタ８２８のゲートを上げ、ここで、Ｒ８３２は第６の抵抗器８３２の抵抗であり、Ｒ８３４は第７の抵抗器８３４の抵抗である。たとえば、第６および第７の抵抗器８３２および８３４がそれぞれ１８ＫΩおよび３．９ＫΩの抵抗を有し、負電圧レール３１４が−８０Ｖである場合、第４のトランジスタ８２８のゲートは、おおよそ−６５Ｖ、つまり負電圧レール３１６を１５Ｖ上回ることになる。
【００９８】
初めに、第４のトランジスタ８２８は、飽和スイッチの役目を果たし、第２のコンデンサ８２２を介して過渡電流スパイク（「スパイク」と呼ぶ）を伝える。スパイク時間は、方程式（２１）から生成することができる。
【００９９】
電流スパイク後、負荷部により引き出される任意の残留電流は、第８の抵抗器８３６を通る。重負荷にて、第８の抵抗器８３６は、第４のトランジスタ８２８を通る電流を所定のレベル（すなわち１６０のｍＡ）に制限する。軽負荷にて、第４のトランジスタ８２８は、飽和スイッチの役目を果たす。
【０１００】
次のサイクルのその後の第１の半分中、第４のトランジスタ８２８は、遮断され、第２のコンデンサ８２２は、第８の抵抗器８３６を介して放電する。第８の抵抗器８３６の抵抗は、第２のコンデンサ８２２がその後のサイクルの第２の半分の開始前に完全に放電されるように選択される。
【０１０１】
一実施形態においては、セグメント駆動装置３０８の構成部品は、表３に定めるような値および形式を有する。
【表３】
2013504081.tif 000020
【０１０２】
ここで図９を参照すると、図９は、図８のセグメント駆動装置３０８の電流プロファイル９０２を図示する。各半サイクル中に、電流スパイク９０４、９０６、および、電流により制限された期間９０８、９１０があることが図９からわかる。第１の電流スパイク９０４および第１の電流により制限された期間９０８は、図８の高側回路８０２により生成され、第２の電流スパイク９０６および第２の電流により制限された期間９１０は、図８の低側回路８０４により生成されている。前述したように、電流スパイク９０４、９０６中に、対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂは、放電され（電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの照明を引き起こす）、電流に制限された期間中、対応する電界発光セグメントが充電される。理論的にはセグメント駆動装置パルスの幅がスパイク時間および充電時間の合計を包含するほどの大きさであるように選択してもよいが、実際的には、スパイク時間は、充電時間に対して非常に短いので、問題のないパルス幅は、充電時間だけに基づいて選択することができる。
【０１０３】
ここで図１０を参照すると、代替実施形態による、電界発光ディスプレイ１００２を駆動する装置１０００が図示されている。電界発光ディスプレイ１０００は、個々に装置１０００に結合されている１つまたは複数の電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂを含む。前述したように、各電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂは、通常は２つの電極間に配置された電界発光物質（すなわち蛍光体物質）を含む。図１０に示す実施形態においては（図３に示す実施形態に反して）、電界発光セグメント１００ａと１００ｂとの間には共通電極がない。具体的には、各電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂの電極は、他のセグメントの電極から絶縁される。一部の実施形態においては、電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂは、マトリクスまたはグリッドを形成するように配設される。他の実施形態においては、電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂは、他の形状および構成を有してもよい。
【０１０４】
装置１０００は、セグメント駆動装置１００８ａ、１００８ｂ、１００８ｃおよび１００８ｄの１つまたは複数の対（通常は各電界発光セグメント１００ａおよび１００ｂについて１対）と、電力モジュール１０１０と、制御装置１０１２とを含む。セグメント駆動装置の各対は、一の電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂにＡＣ電圧を供給するために協働する。具体的には、各対（すなわちセグメント駆動装置１００８ａまたはセグメント駆動装置１００８ｃ）の一のセグメント駆動装置は、電極（すなわち前部電極）に電圧を供給するために、一の電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの一の電極（すなわち前部電極）に結合されている。対（すなわちセグメント駆動装置１００８ｂまたはセグメント駆動装置１００８ｄ）の他のセグメント駆動装置は、他の電極（すなわち背面電極）に相補的電圧を供給するために電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの他の電極（すなわち背面電極）に結合されている。
【０１０５】
セグメント駆動装置１００８ａ、１００８ｂ、１００８ｃおよび１００８ｄは、通常は、前述したセグメント駆動装置３０８ａおよび３０８ｂと同様に動作する。具体的には、各セグメント駆動装置１００８ａ、１００８ｂ、１００８ｃおよび１００８ｄは、交番極性の一連のパルスを生成する。通常は、セグメント駆動装置の各対のパルスの幅は、同じである。図３に関連して説明した実施形態と同様に、最大ルミネセンスを達成するために必要とされるパルス幅は、方程式（１８）を使用して寄生抵抗Ｒｐから算出してもよい。この実施形態においては、調光または輝度は、最大ルミネセンスを達成するために必要とされるパルス幅未満にセグメント駆動装置パルス幅を減少させることにより制御してもよい。通常は、パルス幅が狭いほど、照明は、明るくなく（つまり、薄暗く）、パルス幅が広いほど（方程式（１８）から算出されるパルス幅まで）、照明は明るい。
【０１０６】
電力モジュール１０１０および制御装置１０１２は、通常は、それぞれ、図３の電力モジュール３１０および制御装置３１２と同様に動作する。
【０１０７】
ここで図１１を参照すると、図１１は、実施形態により、それぞれ１対のセグメント駆動装置１１０８ａまたは１１０８ｂにより生成された電圧波形１１０２および１１０４を示す。図１１からわかるように、セグメント駆動装置１００８ａおよび１００８ｂは、電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの２つの電極（すなわち前部および後部電極）に同じ幅の相補的パルスを供給する。対応するパルスの各対は、対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂ全体にわたって電位を生成し、これにより、電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂの放電およびその後の再充電が引き起こされる。光は、放電中に対応する電界発光セグメント１００ａまたは１００ｂにより放出される。照明の輝度は、パルス幅を加減することにより制御してもよい。通常は、パルス幅が短いほど、生成される照明量が少なく（すなわち、照明は明るくない）、パルス幅が長いほど、生成される照明量が多い（すなわち、照明は明るい）。
【０１０８】
本発明を実施例としてのみ説明した。本発明の精神および範囲から逸脱することなくこれらの例示的な実施形態に様々な修正および変形を行ってもよく、本発明の精神および範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図１】
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【図２】
2013504081.tif 000023
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013504081.tif 000028
【図８】
2013504081.tif 000029
【図９】
2013504081.tif 000030
【図１０】
2013504081.tif 000031
【図１１】
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【国際調査報告】
2013504081.tif 000033
2013504081.tif 000034