(57)【要約】エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路は、充電式のバッテリとエレクトロルミネッセントパネルを備えている。エレクトロルミネッセントパネルは、前面電極と後面電極とを備えている。この駆動回路は、バッテリとエレクトロルミネッセントパネルとに接続されており、エレクトロルミネッセントパネルに光を放出するように、前面電極と後面電極とを交互に充電するように構成されている。駆動回路は、前面電極と後面電極とを交互にバッテリに放電するように構成されている。これにより、バッテリを充電することができる。
2004513492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路であって、
充電式のバッテリと、
前面電極と後面電極とを有するエレクトロルミネッセントパネルとを備え、
前記回路は、前記バッテリと前記エレクトロルミネッセントパネルとに接続され、前記エレクトロルミネッセントパネルに光を放出させるように前記前面電極と前記後面電極とを充電するために構成され、前記前面電極と前記後面電極とを前記バッテリへ放電するために構成される、回路。
【請求項２】
前記回路は、前記前面電極と前記後面電極とを交互に充電及び放電するために構成される、
請求項１記載の回路。
【請求項３】
前記回路は、１次巻線と２次巻線とを有するトランスインダクタをさらに備え、前記トランスインダクタは、前記エレクトロルミネッセントパネルに接続される、
請求項２記載の回路。
【請求項４】
前記回路は、前記バッテリの正の電圧端子と、前記トランスインダクタを介して前記エレクトロルミネッセントパネルとに接続されるフルＨブリッジを備える、
請求項３記載の回路。
【請求項５】
前記フルＨブリッジは、４つのＭＯＳＦＥＴトランジスタを備える、
請求項４記載の回路。
【請求項６】
前記トランジスタは、低電圧トランジスタである、
請求項５記載の回路。
【請求項７】
前記トランジスタに接続され、前記トランジスタを動作するために構成されるシステムコントローラを備える、
請求項５記載の回路。
【請求項８】
前記エレクトロルミネッセントパネルの前記後面電極に接続され、前記エレクトロルミネッセントパネルの前記２次巻線への接続、及び前記エレクトロルミネッセントパネルの前記２次巻線からの接続解除を選択的に行うために構成される、対をなす高電圧ＭＯＳＦＥＴトランジスタをさらに備える、
請求項７記載の回路。
【請求項９】
前記対をなすトランジスタのそれぞれは、ダイオードを介して、前記エレクトロルミネッセントパネルの前記後面電極に接続される、
請求項８記載の回路。
【請求項１０】
前記回路は、前記フルＨブリッジの２つの前記トランジスタのソース端子に接続される１次巻線電流監視回路をさらに備え、前記１次巻線電流監視回路は、前記１次巻線における電流が所定量を超えたときに、前記システムコントローラへの信号を生成して送出するために構成される、
請求項４記載の回路。
【請求項１１】
前記１次巻線電流監視回路は、コンパレータを備える、
請求項１０記載の回路。
【請求項１２】
前記回路は、前記対をなす高電圧トランジスタのうちのそれぞれ１つのソース端子に接続される２次巻線充電電流監視回路をさらに備え、前記２次巻線充電電流監視回路は、前記エレクトロルミネッセントパネルを通して流れる電流が所定量以下であるときに、前記システムコントローラへの信号を生成して送出するために構成される、
請求項９記載の回路。
【請求項１３】
前記２次巻線充電電流監視回路は、対をなすコンパレータを備える、
請求項１２記載の回路。
【請求項１４】
前記回路は、前記対をなす高電圧トランジスタのうちのそれぞれ１つのソース端子に接続される２次巻線放電電流監視回路をさらに備え、前記２次巻線放電電流監視回路は、前記エレクトロルミネッセントパネルを通して流れる電流が所定量を超えるときに、前記システムコントローラへの信号を生成して送出するために構成される、
請求項９記載の回路。
【請求項１５】
前記２次巻線放電電流監視回路は、対をなすコンパレータを備える、
請求項１４記載の回路。
【請求項１６】
エレクトロルミネッセントパネルと、請求項１記載のエレクトロルミネッセントパネルの駆動回路とを備える表示装置。
【請求項１７】
前記エレクトロルミネッセントパネルは、有機エレクトロルミネッセント材料を備える、
請求項１６記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、一般にエレクトロルミネッセント照明に関し、より詳細には、大幅に効率を改善することができるエレクトロルミネッセントパネルのドライバに関する。
【０００２】
［発明の背景］
エレクトロルミネッセント照明は、ラップトップコンピュータ、ハンドヘルドデータ装置、時計及び無数の他の商業製品からなる表示パネルにおけるバックライトを提供するために一般に利用されている薄型プレーナ光源である。現在製造されている多くの製品は、大型のディスプレイパネルを有している。
【０００３】
図１は、典型的な従来のエレクトロルミネッセントパネル１０の断面図である。透明な前面保護カバー１２と後面保護カバー２２の間に配置されているのは、透明な前面電極１４、蛍光層１６、絶縁層１８及び後面電極２０である。動作の間、電圧供給源２４は、前面電極１４と後面電極２０の間に高い交流電圧を印加し、その結果、該電極１４，１６の間に電界が生じる。電界のために、蛍光層１６におけるリン原子が、高いエネルギー状態に励起される。電界が取り除かれたとき、該原子は、低いエネルギー状態に戻り、その過程において可視光として光子を放出する。
【０００４】
従来のエレクトロルミネッセントパネルにより受ける問題のうちの１つは、非能率的であることである。特に、バッテリ電源によるハンドヘルド装置について、エレクトロルミネッセントパネルのエネルギーの消費を最小にすることが望ましく、バッテリを充電するために必要な時間が最大となる。
【０００５】
従来の典型的なエレクトロルミネッセントパネルのドライバは、バッテリ、バッテリ電圧を直流の高電圧（たとえば、８０〜１５０Ｖ）に上昇する電源供給セクション、高電圧フルＨブリッジセクションを備えている。高電圧フルＨブリッジセクションは、はじめに第１の方向に、次いで第２の方向にエレクトロルミネッセントパネルを高電圧源間に接続する。かかる遷移のそれぞれの間にパネルを放電するために、パネル電極は短絡され、使用の間に電力の浪費となる。
したがって、本発明の目的は、バッテリ電源からのエネルギーを能率的に利用することができるエレクトロルミネッセントパネルのドライバを提供することにある。
【０００６】
［発明の概要］
結果として、本発明の第１の態様は、請求項１に記載されたようなエレクトロルミネッセントパネルの駆動回路を提供する。本発明の第２の態様は、請求項１６に記載されたような表示装置を提供する。好適な実施の形態は、独立な請求項において定義される。
【０００７】
１実施の形態によれば、本発明は、充電式のバッテリとエレクトロルミネッセントパネルとを備えるエレクトロルミネッセントパネルの駆動回路に向けられる。エレクトロルミネッセントパネルは、前面電極と後面電極とを備えている。本駆動回路は、バッテリとエレクトロルミネッセントパネルに接続されており、エレクトロルミネッセントパネルに光を放出させるように前面電極と後面電極とを交互に充電するように構成されている。
【０００８】
また、本駆動回路は、前面電極と後面電極とを交互にバッテリに放電するように構成されている。これにより、蓄積されたエネルギーが熱として消散されるかわりに、バッテリを充電することができる。
好ましくは、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路は、前面電極と後面電極を充電及び放電するために構成されている。
【０００９】
１実施の形態によれば、本駆動回路は、エレクトロルミネッセントパネルに接続され、１次巻線と２次巻線を有するトランスインダクタ、及びバッテリの正の電圧端子と、トランスインダクタを介してエレクトロルミネッセントパネルとに接続されるフルＨブリッジを備えている。好ましくは、フルＨブリッジは、システムコントローラに接続され、該システムコントローラにより制御される４つの低電圧ＭＯＳＦＥＴトランジスタを備えている。
【００１０】
また、本駆動回路は、エレクトロルミネッセントパネルの後面電極に接続され、エレクトロルミネッセントパネルの２次巻線への接続、及びエレクトロルミネッセントパネルの２次巻線からの接続解除を選択的に行うために構成される、対をなす高電圧ＭＯＳＦＥＴトランジスタを備えている場合がある。
【００１１】
また、本駆動回路は、フルＨブリッジの２つのトランジスタのソース端子に接続される、コンパレータのような１次巻線電流監視回路をさらに備えている場合がある。好ましくは、１次巻線電流監視回路は、１次巻線における電流が所定量を超えたときに、システムコントローラへの信号を生成して送出するために構成される。
【００１２】
また、本駆動回路は、対をなす高電圧トランジスタのうちのそれぞれ１つのソース端子に接続される２次巻線充電電流監視回路をさらに備えている場合がある。２次巻線充電電流監視回路は、エレクトロルミネッセントパネルを通して流れる電流が所定量以下であるときに、システムコントローラへの信号を生成して送出するために構成される。
【００１３】
さらに、本駆動回路は、対をなす高電圧トランジスタのうちのそれぞれ１つのソース端子に接続される２次巻線放電電流監視回路をさらに備えている場合がある。２次巻線放電電流監視回路は、エレクトロルミネッセントパネルを通して流れる電流が所定量を超えるときに、システムコントローラへの信号を生成して送出するために構成される。
【００１４】
代替的に、請求項１に請求項されたような駆動回路は、発光ポリマー ダイオード（ＰｏｌｙＬＥＤ又はＰＬＥＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような有機エレクトロルミネッセント発光ダイオードを駆動するために使用される場合がある。ＰＬＥＤ及びＯＬＥＤは、たとえばある種の高分子のような有機材料が発光ダイオードにおける半導体として使用される場合があるという事実に基づいた、かなり最近に発見された技術である。
【００１５】
かかる有機エレクトロルミネッセントＬＥＤの問題点は、それぞれのＬＥＤに関して、前面電極と後面電極との間の有機エレクトロルミネッセント材料からなる薄い層のために、比較的大きな関連するキャパシタンスが存在することである。ＰＬＥＤ又はＯＬＥＤがスイッチオンとなったとき、このキャパシタンスが充電され、ＰＬＥＤ又はＯＬＥＤがスイッチオフにされたとき、キャパシタンスは、たとえば、米国特許第５，７２３，９５０号に記載されているように、前面電極と後面電極とを短絡することにより放電される。
【００１６】
本発明の１実施の形態によれば、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路は、前面電極と後面電極を放電するように構成されており、蓄積されたエネルギーを熱として消散する代わりに、ＰＬＥＤ又はＯＬＥＤに関連するキャパシタをバッテリに放電する。
【００１７】
さらに、光源として使用しないときには、ＰＬＥＤ又はＯＬＥＤは、太陽電池として使用される場合があるように構成することができる。すなわち、ＰＬＥＤ又はＯＬＥＤに当たる光は、電気的なエネルギーに変換される。したがって、本発明の別の実施の形態は、エレクトロルミネッセントパネルにより生成された電気的エネルギーをバッテリに放電するように構成されるエレクトロルミネッセントパネルの駆動回路である。
【００１８】
［発明の実施の形態］
本発明は、添付図面を参照して、以下の記載から更に理解されるであろう。
本発明の実施の形態は、エネルギー回生型のエレクトロルミネッセントパネルの電力供給及び駆動回路に向けられている。
【００１９】
図２は、本発明の１実施の形態による、エネルギー回生型エレクトロルミネッセントパネルドライバ１００を説明する回路図である。本エレクトロルミネッセントパネルドライバ１００は、好ましくは電気的な直流電源であるバッテリ１０２を備えている。バッテリ１０２は、正の電圧端子１０４及び負の電圧端子１０６を有している。
【００２０】
パネルドライバ１００は、エレクトロルミネッセントパネル１２４を駆動する。先に説明したように、エレクトロルミネッセントパネル１２４は、キャパシタとして動作する。特に、エレクトロルミネッセントパネル１２４は、後面電極１２４ｂ及び前面電極１２４ａを有している。
【００２１】
図示される実施の形態では、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００は、エレクトロルミネッセントパネル１２４と並列に接続されているキャパシタ１２６も備えている。しかし、キャパシタ１２６は、エレクトロルミネッセントパネル１２４の直列抵抗が、１次巻線１２０に関する反射電圧のかなりのサージ電圧を生じさせるに十分に高い場合にのみ必要とされる。これは、エレクトロルミネッセントパネル１２４が高い抵抗値を有する透明電極を備えているときのケースである場合がある。
【００２２】
また、エレクトロルミネッセントパネル１２４は、前面保護カバー及び後面保護カバーのような図１に例示されているような追加の層、蛍光層及び絶縁要素を備えている。これらは、説明の簡単さのために更には説明されない。エレクトロルミネッセントパネル１２４の電極１２４ａ及び１２４ｂは、交互に充電及び放電され、光子は、交互に励起及び脱励起される。これにより、エレクトロルミネッセントパネル１２４から可視光が放出される。
【００２３】
また、エレクトロルミネッセントパネルドライバ１００は、トランスインダクタ１１９を備えており、第１の端子１１７及び第２の端子１１９を有する１次巻線１２０、及び第１の端子１２３及び第２の端子１１８を有する２次巻線１２２から構成されている。２次巻線１２２は、１次巻線１２０の巻き数のＮ倍である。
【００２４】
図示される実施の形態では、エレクトロルミネッセントパネルのドライバ１００は、フルＨブリッジ１０８も備えている。フルＨブリッジ１０８は、本実施の形態ではトランジスタ１１１，１１２，１１３及び１１４として示されている、好ましくは低電圧スイッチングトランジスタである４つの電流制御素子を備えている。
【００２５】
トランジスタ１１１〜１１４は、双方向に１次巻線１２０を駆動するために使用され、１次巻線１２０に蓄積された誘導性エネルギーをバッテリ１０２にフィードバックする。好適な実施の形態では、図示されるように、トランジスタ１１１及び１１２は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴであり、トランジスタ１１３及び１１４は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。
【００２６】
トランジスタ１１１のソース端子１１１ｂは、電圧供給１０２の正の電圧端子１０４に接続されている。トランジスタ１１１のドレイン端子１１１ｃは、端子１１７に接続されている。端子１１７は、以下に説明されるように、トランジスタ１１３に接続されている。
【００２７】
また、トランジスタ１１２のソース端子１１２ｂは、電圧供給源１０２の正の電圧端子１０４に接続されている。トランジスタ１１２のドレイン端子１１２ｃは端子１１８に接続されている。端子１１８は、以下に説明されるように、２次巻線１２２の第１の端子に接続されている。
【００２８】
トランジスタ１１３ｂの第２の端子１１３ｂは、１次巻線電流監視回路１４０に接続されており、以下に詳細に説明される。トランジスタ１１３のドレイン端子１１３ｃは、端子１１７に接続されている。また、端子１１７は、トランジスタ１１１のドレイン端子１１１ｃに接続されている。
【００２９】
また、トランジスタ１１４のソース端子１１４ｂは、１次巻線電流監視回路１４０に接続されている。トランジスタ１１４のドレイン端子１１４ｃは、端子１１８に接続されている。端子１１８は、トランジスタ１１２のドレイン端子１１２ｃに接続されている。
【００３０】
トランジスタ１１１〜１１４のそれぞれのゲート端子は、ゲート端子１１１ａ〜１１４ａとして示されており、システムコントローラ１５０に接続されている。システムコントローラは、トランジスタ１１１〜１１４がオン及びオフされるように制御し、トランジスタのオン及びオフを同期させる。さらに、システムコントローラ１５０は、更なるトランジスタ１１５及び１１６を制御し、そのコンフィギュレーション及び機能は以下に説明される。
【００３１】
図３〜図６のフローチャートでより詳細に説明されるように、トランジスタ１１１〜１１６は、エレクトロルミネッセントパネル１２４の電極に蓄積された容量のエネルギーが熱として消散されるよりはむしろ、バッテリ１０２を充電するために使用されることが保証されるように、システムコントローラ１５０により、特別の順序及び指定された回数でオン及びオフされる。
【００３２】
先に述べたように、エレクトロルミネッセントパネルのドライバ１００は、本実施の形態ではトランジスタ１１５及び１１６として示される、好ましくは高電圧スイッチングトランジスタである２つの電流制御素子を備えている。トランジスタ１１５及び１１６は、エレクトロルミネッセントパネル１２４及びキャパシタ１２６を、２次巻線１２２に接続、及び該２次巻線１２２から接続解除する順序で使用される。
【００３３】
好適な実施の形態では、図示されているように、トランジスタ１１６は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタであり、トランジスタ１１５は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタである。トランジスタ１１５及び１１６は、並列に互いに接続されており、エレクトロルミネッセントパネル１２４とは直列に接続されている。
【００３４】
特に、トランジスタ１１５のドレイン端子１１５は、ダイオード１２９を介して、エレクトロルミネッセントパネル１２４の後面電極１２４ｂに接続されており、トランジスタ１１６のドレイン端子１１６ｃは、ダイオード１２８を介して、エレクトロルミネッセントパネル１２４の後面電極１２４ｂに接続されている。トランジスタ１１５及び１１６のソース端子１１５ｂ及び１１６ｂのそれぞれは、互いに接続されており、以下に詳細に説明される２次巻線電流検出回路１３０に接続されている。
【００３５】
１次巻線電流監視回路１４０の中央のノード１４３は、トランジスタ１１３及び１１４のソース端子１１３ｂ及び１１４ｂにそれぞれ接続されている。１次巻線電流開始回路１４０は、バッテリ１０２の正の電圧端子の一端で接続されており、バッテリ１０２に負の電圧端子の他端に接続されている。
【００３６】
１次巻線電流監視回路１４０は、１次巻線１２０の充電を監視し、１次巻線１２０に関する変換が所定の最大許容量を超えたかに関する信号１６０（−ＩＰＳ）をシステムコントローラ１５０に出力する。また、１次巻線電流監視回路１４０は、本発明の実施の形態によれば、対を成すコンパレータ１４１及び１４２を備えている。コンパレータ１４１は、信号１６０をシステムコントローラに出力する。先に説明したように、信号１６０は、１次巻線１２０に関する変化が所定の最大許容量を越えたときを示す。
【００３７】
コンパレータ１４１は、２つの入力端子を有しており、その一方は、基準電圧源１４の正の電圧端子に接続されている。コンパレータ１４１の他の端子は、ノード端子１４３に接続されている。ノード端子１４３は、抵抗１４８を介してバッテリ１０２の負の電圧端子１０６に接続されており、トランジス他１１３及び１１４のソース端子１１３ｂ及び１１４ｂのそれぞれに接続されており、及び以下に説明されるコンパレータ１４２の反転端子に接続されている。
【００３８】
他方で、コンパレータ１４２は、信号１６２（−ＲｅＣｈｇ＿Ｅｎｄ）をシステムコントローラ１５０に出力する。信号１６２は、１次巻線１２０に関する充電が所定の最小量以下であるとき、又は、バッテリが十分に充電されたときを示す。コンパレータ１４２は、２つの入力端子を有しており、その一方は、基準電圧源１４６の負の電圧端子に接続されている。コンパレータ１４２の他の端子は、ノード端末１４３に接続されている。
【００３９】
なお、本発明の実施の形態によるコンパレータ１４２は、以下に説明されるように、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００に対して選択的である。さらに、本発明は、１次巻線電流監視回路１４０の範囲において限定されるものではなく、他の電流監視回路が利用される場合がある。
【００４０】
他方で、２次巻線電流監視回路は、コンパレータ１３２，１３４，１３６及び１３８として示されるように、４つのコンパレータを備えている。コンパレータ１３２及び１３４は、放電電流のカットアウトに関する検出回路１３０ａとして使用されている。
【００４１】
特に、以下に記載されるように、コンパレータ１３２及び１３４は、２次巻線１２２及びエレクトロルミネッセントパネル１２４を通して流れる電流が所望の最大量を超えるときを検出する。これにより、最大の磁気的エネルギーのストレージが２次巻線１２２に関して到達されることが示される。
【００４２】
同様に、コンパレータ１３６及び１３８は、充電電流のドロップアウトに関する検出回路１３０ｂとして使用される。以下に更に詳細に説明されるように、コンパレータ１３６及び１３８は、２次巻線１２２及びエレクトロルミネッセントパネル１２４を通して流れる電流が所望の最小量以下となるときを検出する。
これにより、エレクトロルミネッセントパネル１２４及びキャパシタ１２６を充電することで使用するために、２次巻線１２２に蓄積された顕著な量の磁気的なエネルギーがこれ以上存在しないことが示される。
【００４３】
コンパレータ１３２は、２つの入力端子を有しており、その一方は、トランジスタ１１５及び１１６のソース端子１１５ｂ及び１１６ｂに接続されており、他方は、基準電圧源１６０の負の電圧端子に接続されている。コンパレータ１３２は、２次巻線１２２を通して左に流れる電流が所望の最大量を超えることをコンパレータ１３２が検出したときに、出力信号１３３（ＥＬ＿Ｐ＿ＤＣＨＧ）をシステムコントローラ１５０に出力する。これにより、最大の磁気的なエネルギーのストレージがかかる２次巻線に関して到達されることが示される。
【００４４】
また、コンパレータ１３４は、２つの入力端子を有している。その一方は、トランジスタ１１５及び１１６のソース端子１１５ｂ及び１１６ｂに接続されており、その他方は、基準電圧源１６２の正の電圧端子に接続されている。コンパレータ１３４は、２次巻線１２２を通して右に流れる電流が所望の最大量を超えることをコンパレータ１３４が検出したときに、出力信号１３５（ＥＬ＿Ｎ＿ＤＣＨＧ）をシステムコントローラ１５０に発生する。これにより、最大の磁気的なエネルギーのストレージがかかる２次巻線に関して到達されたことが示される。
【００４５】
コンパレータ１３６は、２つの入力端子を有している。その一方は、トランジスタ１１５及び１１６のソース端子１１５ｂ及び１１６ｂに接続されており、他方は、基準電圧源１６０の負の電圧端子に接続されている。コンパレータ１３６は、２次巻線１２２及びエレクトロルミネッセントパネル１２４を通して左に流れる電流が所望の最小量以下であることをコンパレータが検出したときに、出力信号１３７（ＥＬ＿Ｎ＿ＣＨＧ＿ＳＴＯＰ）をシステムコントローラ１５０に発生する。これにより、２次巻線１２２に蓄積されている全ての有効な磁気的なエネルギーがエレクトロルミネッセントパネル１２４に伝達されることが示される。
【００４６】
また、コンパレータ１３８は、２つの入力端子を有している。その一方は、トランジスタ１１５及び１１６のソース端子１１５ｂ及び１１６ｂに接続されており、他方は、基準電圧源１６２の正の電圧端子に接続されている。コンパレータ１３８は、２次巻線１２２及びエレクトロルミネッセントパネル１２４を通して右に流れる電流が所望の最小量以下であることをコンパレータが検出したときに、出力信号１３９（ＥＬ＿Ｐ＿ＣＨＧ＿ＳＴＯＰ）をシステムコントローラ１５０に発生する。これにより、２次巻線に蓄積されている全ての有効な磁気的なエネルギーがエレクトロルミネッセントパネル１２４に伝達されることが示される。
【００４７】
先に示したように、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１１〜１１６を制御し、エレクトロルミネッセントパネル１２４を交互に充電及び放電するためのアルゴリズムを使用する。一般に、アルゴリズムは、エレクトロルミネッセントパネル１２４の前面電極１２４ａをはじめに充電し、次いで、前面電極１２４ａに蓄積されたエネルギーをバッテリ１０２に放電してバッテリ１０２を充電するために使用される。次いで、アルゴリズムは、エレクトロルミネッセントパネル１２４の後面電極１２４ｂを充電し、最後に後面電極１２４ｂに蓄積されたエネルギーをバッテリ１０２に放電して再びバッテリ１０２を充電する。
【００４８】
本発明によれば、システムコントローラ１５０は、８つの連続する状態を通して一巡することにより、これらのステップを実行する。これに関して、図３〜図６のフローチャートと共に更に詳細に説明する。特に、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００は、以下に図３において図示及び記載されるように、前面電極１２４ａを充電するときに、状態１及び状態２において動作する。
【００４９】
また、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００は、図４において図示及び記載されるように、前面電極１２４ａを放電するときに、状態３及び状態４において動作する。同様に、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００は、図５及び図６においてそれぞれ図示及び記載されるように、後面電極１２４ｂが充電されるときに、状態５及び状態６において動作し、該後面電極１２４ｂが放電されるときに、状態７及び状態８において動作する。
【００５０】
図３は、エレクトロルミネッセントパネル１２４の前面電極１２４ａを充電するために、システムコントローラ１５０により実行されるステップを説明するフローチャートである。このフローチャートにおいて説明されるステップは、先に説明した８つの状態サイクルのうちの状態１及び状態２におけるエレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００を動作するために実行されるステップである。システムコントローラ１５０は、ステップ３００で開始することにより、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００を状態１にし、次いでステップ３０５に進む。
【００５１】
ステップ３０５で、システムコントローラ１５０は、電流信号を導通するようにトランジスタ１１１及び１１４をオンにする。バッテリ１０２の正の電圧端子１０４からの電流信号は、トランジスタ１１１を通して流れ、１次巻線１２０を通して右に流れる。１次巻線１２０の電流が増加すると、コンパレータ１４１の負の入力端子での電圧信号レベルが基準電圧信号ＶＲｅｆ２よりも大きくなるまで、抵抗１４８の電圧は増加する。この状況が生じたとき、コンパレータ１４１は、信号１６０（‐ＩＰＳ）を発生し、該信号は、システムコントローラ１５０により受信される。これに応じて、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１１及び１１４をオフにする。
【００５２】
次いで、システムコントローラ１５０は、ステップ３１５に進むことにより、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００を状態２にする。ステップ３１５で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１３をオンにする。次に、ステップ３２０で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１５をオンにする。
【００５３】
次いで、状態１の間に１次巻線１２０に蓄積された電流は、トランジスタ１１３、１次巻線１２０、及び２次巻線１２２を通して、エレクトロルミネッセントパネル１２４及びキャパシタ１２６に流れる。さらに、電流は、ダイオード１２９及びトランジスタ１１５を通してグランドに流れ、及び抵抗１３１を通してグランドに流れ続ける。
【００５４】
ステップ３２５で、コンパレータ１３８の正の入力端子での電圧レベルがコンパレータ１３８の負の入力端子での電圧レベルよりも大きくなるまで、電流は、この経路において流れ続ける。この状況になったとき、実質的に全てのその蓄積された磁気的なエネルギーがエレクトロルミネッセントパネル１２４に伝達されたことを、システムコントローラに対して指示を提供するために、コンパレータ１３８により信号１３９が発生される。さらに、システムコントローラ１５０がこの信号を受信したときに、Ｈブリッジ１０８の左側に関する電圧とＨブリッジ１０８の右側に関する電圧との差であるＶＲ−ＶＬが測定される。
【００５５】
次いで、システムコントローラ１５０は、ステップ３３０に進む。ステップ３３０で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１５をオフにする。ステップ３３５で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１３をオフにする。ステップ３４０で、システムコントローラ１５０は、ステップ３２５で測定されたＶＲ−ＶＬがＶｏｕｔ（ｒｅｇ）／（Ｎ＋１）よりも大きいかを判定する。ここで、Ｖｏｕｔ（ｒｅｇ）は、予め決定された電圧の規制限界値に対応し、Ｎは、２次巻線１２２のターン数を１次巻線１２０のターン数で割ることにより定義される比に対応する。
【００５６】
このように、１次巻線１２０での電圧を監視することにより、システムコントローラ１５０は、エレクトロルミネッセントパネル１２４の前面電極１２４ａが所望の電圧レベルに充電されたかを判定する。ＶＲ−ＶＬが大きくないことをシステムコントローラ１５０が判定した場合、システムコントローラ１５０は、ステップ３００に戻り、ステップ３０５〜ステップ３４０を繰り返すことにより、再び状態１において動作する。
【００５７】
ステップ３４０で、ＶＲ−ＶＬがＶｏｕｔ（ｒｅｇ）／（Ｎ＋１）よりも大きいことをシステムコントローラ１５０が判定した場合、システムコントローラ１５０は、ステップ３４５に進み、図４のフローチャートに説明されるステップを実行する。
【００５８】
本発明の実施の形態によれば、システムコントローラ１５０は、図４におけるフローチャートのステップに即座に進み、エレクトロルミネッセントパネル１２４での電圧波形が三角形状を有することなる。しかし、本実施の形態によれば、システムコントローラ１５０は、短時間の遅延が経過された後に、図４におけるフローチャートのステップに進み、エレクトロルミネッセントパネル１２４での電圧波形は台形の形状を有することになる。
【００５９】
図４は、エレクトロルミネッセントパネル１２４の前面電極１２４ａに予め蓄積されたエネルギーを放電するために、システムコントローラ１５０により実行されるステップを説明するフローチャートである。先に述べたように、図４のフローチャートにおいて説明されるステップは、システムコントローラ１５０が図３のフローチャートのステップ３４５に到達したときに実行されることが好ましい。
【００６０】
図４のフローチャートに説明されるステップは、先に説明した８つの状態サイクルのうちの状態３及び状態４において、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００を動作するために実行されるステップである。システムコントローラ１５０は、ステップ４００で開始することにより、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００を状態３にし、次いでステップ４０５に進む。
【００６１】
ステップ４０５では、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１２をオンにする。ステップ４１０で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１４をオンにする。エレクトロルミネッセントパネル１２４に蓄積されているエネルギーは、２次巻線１２２を通して左に流れる。この電流により、負の電圧が抵抗１３１にかかる。２次巻線１２２を通して流れる電流が増加するにつれて、抵抗１３１間の負の電圧もまた増加する。
【００６２】
ステップ４１５で、コンパレータ１３２の正の入力端子での電圧レベルがコンパレータ１３２の負の入力端子での電圧レベルよりも小さいかが判定される。コンパレータ１３２の正の入力端子での電圧レベルがコンパレータ１３２の負の入力端子での電圧レベルよりも大きいことが判定された場合、システムコントローラ１５０は、ステップ４２０に進む。
【００６３】
ステップ４２０で、システムコントローラ１５０は、ステップ４１０が実行されてから、所定量の時間が経過されたかを問合せる。所定量の時間が経過されていない場合、システムコントローラ１５０は、ステップ４１５に戻り、コンパレータ１３２の正の入力端子に関する電圧レベルを負の入力端子に関する電圧レベルよりも小さくするために、抵抗１３１間の電圧レベルが十分に減少したかを判定する。
【００６４】
しかし、システムコントローラ１５０が、ステップ４２０で、所定量の時間が経過したと判定した場合、システムコントローラ１５０は、ステップ４２５に進み、トランジスタ１１６をオフにする。次いで、システムコントローラ１５０はステップ４３０を実行し、以下に詳細に説明される図５におけるフローチャートに進む。ステップ４２０でシステムコントローラ１５０により実行された問合せにより、エレクトロルミネッセントパネル１２４及びキャパシタ１２６に蓄積された電圧が本質的に極端に減少したかを、システムは判定することが可能となる。
【００６５】
ステップ４１５に戻り、コンパレータ１３２の正の入力端子での電圧レベルがコンパレータ１３２の負の入力端子での電圧レベルよりも小さいことが判定された場合、システムコントローラ１５０はステップ４３５に進む。ステップ４３５で、コンパレータ１３２は、信号１３３（ＥＬ＿Ｐ＿ＤＣＨＧ）を発生し、該信号は、システムコントローラ１５０により受信される。信号１３３の受信に応答して、システムコントローラ１５０は、ステップ４４０に進んでトランジスタ１１６をオフし、次いで、ステップ４４５に進んでトランジスタ１１２をオフにする。
【００６６】
次いで、コントローラ１５０は、ステップ４５０に進むことにより、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００を状態４にする。ステップ４５０では、システムコントローラは、トランジスタ１１４をオンにする。蓄積されたインダクタンス電流は、１次巻線１２０を通して左に流れ、トランジスタ１１４及び１１１を通して流れる。好適な実施の形態によれば、短い、予め決定された時間期間が経過する。
【００６７】
次に、システムコントローラ１５０は、ステップ４５５に進む。ステップ４５５で、ＶＬ−ＶＲがＶｂａｔｔｅｒｙ＋ＶＢｏｄｙｄｉｏｄｅ以下であるかを、システムコントローラ１５０は判定する。ここでＶＬは、端子１１７での電圧レベル（すなわち、１次巻線１２０の左側）、ＶＲは、端子１１８での電圧（すなわち、１次巻線１２０の右側）、Ｖｂａｔｔｅｒｙは、バッテリ１０２での電圧、ＶＢｏｄｙｄｉｏｄｅは、トランジスタ１１１での電圧である。ＶＬ−ＶＲがＶｂａｔｔｅｒｙ＋ＶＢｏｄｙｄｉｏｄｅ以下であることを、システムコントローラ１５０が判定するとき、１次巻線１２０において蓄積された誘導性のエネルギーはなくなり、トランジスタ１１４はオフにされる。
【００６８】
ステップ４４５では、システムコントローラ１５０は、ステップ４０５に戻り、ステップ４０５からステップ４５５を再度実行する。このように、システムコントローラ１５０は、エレクトロルミネッセントパネル１２４及びキャパシタ１２６において相当量のエネルギーが残されていない状態まで、状態３と状態４とで交互に動作する。状態３及び状態４では、エレクトロルミネッセントパネル１２４の前面電極１２４ａに予め蓄積されているエネルギーは、相当量のエネルギーが残されていない状態まで放電される。
【００６９】
図５は、エレクトロルミネッセントパネル１２４の後面電極１２４ｂを充電するためにシステムコントローラ１５０により実行されるステップを説明するフローチャートである。このフローチャートにおいて説明されるステップは、先に説明した８つの状態サイクルのうちの状態５及び状態６において、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００を動作させるために実行されるステップである。システムコントローラ１５０は、ステップ５００で開始することにより、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００を状態５にし、次いでステップ５０５に進む。
【００７０】
ステップ５０５で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１２をオンにする。ステップ５１０で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１３をオンにする。電流は、１次巻線１２０を通して左に流れる。１次巻線１２０に関する電流が増加するにつれて、抵抗１４８間の電圧は、ステップ５１５で、コンパレータ１４１の負の入力端子での電圧レベルがコンパレータ１４１の正の電圧端子での電圧レベルよりも大きくなるまで増加する。
【００７１】
この状況が生じたとき、コンパレータ１４１は、信号１６０（−ＩＰＳ）を発生し、該信号は、システムコントローラ１５０により受信される。これに応じて、システムコントローラ１５０は、ステップ５２０に進み、トランジスタ１１２をオフにし、次いで、ステップ５２５に進み、トランジスタ１１３をオフにする。
【００７２】
次いで、システムコントローラ１５０は、ステップ５３０に進むことにより、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００を状態６にする。ステップ５３０で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１４をオンにする。次に、ステップ５３５で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１６をオンにする。
【００７３】
蓄積された電流は、トランジスタ１１４及び２次巻線１２２を通してエレクトロルミネッセントパネル１２４及びキャパシタ１２６に流れる。さらに、電流は、ダイオード１２８及びトランジスタ１１６を通して流れ、及び抵抗を通してグランドに流れる。この経路において、コンパレータ１３２の正の入力端子での電圧レベルがコンパレータ１３２の負の入力端子の電圧レベルよりも大きくなるまで、電流は流れ続ける。この状況が生じるとき、信号１３７（ＥＬ＿Ｎ＿ＣＨＧ＿ＳＴＯＰ）は、コンパレータ１３６により発生される。
【００７４】
システムコントローラ１５０がこの信号を受けるとき、ステップ５４５に進み、先に述べたように、Ｈブリッジ１０８の左側（ノード端子１１７）に関する電圧と、Ｈブリッジ１０８の右側（ノード端子１１８）に関する電圧との差であるＶＬ−ＶＲが測定される。
【００７５】
次いで、システムコントローラ１５０は、ステップ５５０に進む。ステップ５５０で、システムコントローラ１５０は、ＶＬ−ＶＲがＶｏｕｔ（ｒｅｇ）／Ｎよりも大きいかを判定する。ここで、Ｖｏｕｔ（ｒｅｇ）は、所定の電圧規制限界値に対応し、Ｎは、２次巻線１２２の巻き数を１次巻線１２０の巻き数で割ったものにより定義される比に対応している。
【００７６】
このように、１次巻線１２０での電圧を監視することにより、システムコントローラ１５０は、エレクトロルミネッセントパネル１２４の後面電極１２４ｂが所望の電圧レベルに充電されたかを判定するＶＬ−ＶＲがＶｏｕｔ（ｒｅｇ）／Ｎよりも大きくないことをシステムコントローラ１５０が判定した場合、システムコントローラ１５０は、ステップ５５５に進み、トランジスタ１１６をオフにする。
【００７７】
次に、ステップ５６０で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１４をオフにする。次いで、システムコントローラ１５０は、ステップ５００に戻り、このフローチャートのステップを繰り返す。したがって、システムコントローラ１５０は、エレクトロルミネッセントパネル１２４の後面電極１２４ｂにおける電圧がエレクトロルミネッセントパネル１２４の前面電極１２４ａにおける電圧よりも所望の量だけ大きくなる状態まで、状態５と状態６において交互に動作する。
【００７８】
しかし、ＶＬ−ＶＲがＶｏｕｔ（ｒｅｇ）／Ｎよりも大きいことを、システムコントローラ１５０が判定した場合、ステップ５６５に進み、トランジスタ１１６をオフにする。次に、ステップ５７０で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１４をオフにする。次いで、システムコントローラ１５０は、ステップ５７５に進み、図６に示されるフローチャートのステップを実行する。
【００７９】
このように、エレクトロルミネッセントパネル１２４の後面電極１２４ｂにおける電圧がエレクトロルミネッセントパネル１２４の前面電極１２４ａにおける電圧よりも所望の量だけ大きいことをシステムコントローラ１５０が一旦判定すると、システムコントローラ１５０は、状態７及び状態８において動作することの準備が整う。
【００８０】
図３におけるフローチャートと共に説明したように、システムコントローラ１５０は、即座に進む場合には、エレクトロルミネッセントパネル１２４で三角形状の電圧波形が生じ、又は、短時間の遅延が経過された後に進む場合には、エレクトロルミネッセントパネル１２４で台形の形状の電圧波形が生じる。
【００８１】
図６は、エレクトロルミネッセントパネル１２４の後面電極１２４ｂにおいて予め蓄積されているエネルギーを放電するために、システムコントローラ１５０により実行されるステップを説明するフローチャートである。特に、図６のフローチャートにおいて説明されるステップは、システムコントローラ１５０が図５におけるフローチャートのステップ５７５に到達した時に実行されることが好ましい。
【００８２】
図６のフローチャートにおいて説明されるステップは、先に説明した８つの状態のサイクルのうちの状態７及び状態８において、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００を動作するために実行される動作である。システムコントローラ１５０は、ステップ６００で開始することにより、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路を状態７にし、次いで、ステップ６０５に進む。
【００８３】
ステップ６０５で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１３をオンにする。ステップ６１０で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１５をオンにする。エレクトロルミネッセントパネル１２４に蓄積された電流は、２次巻線１２２を通して右に流れる。この電流により、抵抗１３１間で電圧ドロップが生じる。２次巻線１２２を通しての電流が増加すると、抵抗１３１間の電圧もまた増加する。
【００８４】
ステップ６１５で、コンパレータ１３４の負の入力端子での電圧レベルがコンパレータ１３４の正の入力端子での電圧レベルよりも大きいかが判定される。コンパレータ１３４の負の入力端子での電圧レベルがコンパレータ１３４の正の入力端子での電圧レベルよりも大きくない場合、システムコントローラ１５０は、ステップ６２０に進む。
【００８５】
ステップ６２０で、システムコントローラ１５０は、ステップ６１０が実行されてから、所定量の時間が経過したかを問合せる。所定量の時間が経過していない場合、システムコントローラ１５０は、ステップ６１５に戻り、コンパレータ１３４の負の入力端子に関する電圧レベルを正の入力端子に関する電圧レベルよりも大きくするために、抵抗１３１の電圧が十分に増加したかを判定する。
【００８６】
しかし、ステップ６２０で、所定量の時間が経過したことをシステムコントローラ１５０が判定した場合、システムコントローラ１５０は、ステップ６２５を実行し、トランジスタ１１５をオフにする。ステップ６２０で、システムコントローラ１５０により実行される問合せにより、エレクトロルミネッセントパネル１２４及びキャパシタ１２６に蓄積された電圧が本質的に大きく減少したかを判定することがシステムは可能となる。
【００８７】
次いで、システムコントローラ１５０は、ステップ６３０を実行し、先に説明した図３におけるフローチャートのステップを実行するために進む。これにより、エレクトロルミネッセントパネル１２４の前面電極及び後面電極を充電及び放電するプロセスが繰り返されることになる。
【００８８】
ステップ６１５に戻り、コンパレータ１３４の負の入力端子での電圧レベルがコンパレータ１３４の正の入力端子での電圧よりも大きいことが判定された場合、システムコントローラ１５０は、ステップ６３５に進む。ステップ６３５で、コンパレータ１３４は、信号１３５を発生し、該信号は、システムコントローラ１５０により受信される。
【００８９】
次いで、システムコントローラ１５０は、ステップ６４０に進み、トランジスタ１１５をオフにする。これにより、状態７において、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００の動作を完了することになる。システムコントローラ１５０は、ステップ６４５を実行することにより、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００を状態８にする。
【００９０】
ステップ６４５で、システムコントローラ１５０は、トランジスタ１１３をオンにする。蓄積されたインダクタ電流は、１次巻線１２０を通して右に流れ、トランジスタ１１３及びトランジスタ１１２を通して流れる。好適な実施の形態によれば、短い、所定の時間期間が経過する。次に、システムコントローラ１５０は、ステップ６５０に進む。
【００９１】
ステップ６５０で、システムコントローラ１５０は、何時ＶＲ−ＶＬがＶｂａｔｔｅｒｙ＋ＶＢｏｄｙｄｉｏｄｅ以下となるかを判定する。ここで、ＶＬは、ノード端子１１７での電圧（すなわち、１次巻線１２０の左側）、ＶＲは、ノード端子１１８での電圧（すなわち、１次巻線１２０の右側）、Ｖｂａｔｔｅｒｙは、バッテリ１０２での電圧、及びＶＢｏｄｙｄｉｏｄｅは、トランジスタ１１２での電圧である。システムコントローラ１５０は、ＶＲ−ＶＬがＶｂａｔｔｅｒｙ＋ＶＢｏｄｙｄｉｏｄｅ以下であることを判定したとき、１次巻線１２０における蓄積された誘導性のエネルギーがなくなり、トランジスタ１１３はオフにされる。
【００９２】
ステップ６５０の後、システムコントローラ１５０は、ステップ６０５に戻る。したがって、システムコントローラ１０は、相当量のエネルギーがエレクトロルミネッセントパネル１２４及びキャパシタ１２６に残されていない状態まで、状態７及び状態８のステップを交互に実行する。
【００９３】
図３〜図６のフローチャートにおいて示されていないが、本発明の実施の形態により、選択的なコンパレータ１４２が使用され、相当量の電流がトランスインダクタにおいて蓄積されたままであるかを判定する場合がある。
【００９４】
たとえば、図３及び図５のそれぞれのステップ３２５及び５４５で説明されたように、ＶＬ−ＶＲ又はＶＲ−ＶＬをセンシングする代わりに、コンパレータ１４２は、その負の入力端子での電圧がその正の入力端子での電圧よりも大きくなるときに、信号１６２（‐ＲｅＣｈｇ＿Ｅｎｇ）を発生するために使用される場合がある。コンパレータ１４２の使用は、高い電力伝送を可能にして、インダクタ電流をゼロ、むしろ所定のレベルに下げる必要がない点である。さらに、回路は、バッテリ１０２の電圧にはもはや依存しない。
【００９５】
図７は、本発明の別の実施の形態による、エネルギー回生型エレクトロルミネッセントパネルドライバ２００を説明する回路図である。エレクトロルミネッセントパネルドライバ２００は、好ましくは電気的な直流電源であるバッテリ２０２を備えている。バッテリ２０２は、正の電圧端子２０４及び負の電圧端子２０６を有している。
【００９６】
パネルドライバ２００は、エレクトロルミネッセントパネル２２４を駆動する。先に説明したように、エレクトロルミネッセントパネル２２４は、キャパシタとして動作する。特に、エレクトロルミネッセントパネル２２４は、後面電極２２４ｂ及び前面電極２２４ａを有している。図示される実施の形態では、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路２００は、エレクトロルミネッセントパネル２２４と並列に接続されているキャパシタ２２６も備えている。
【００９７】
図２において示されるエレクトロルミネッセントパネルと同様に、エレクトロルミネッセントパネル２２４は、前面保護カバー及び後面保護カバーのような図１に例示されているような追加の層、蛍光層及び絶縁要素を備えている。これらは、説明の簡単さのために更には説明されない。エレクトロルミネッセントパネル２２４の電極２２４ａ及び２２４ｂは、交互に充電及び放電され、光子は、交互に励起及び脱励起される。これにより、エレクトロルミネッセントパネル２２４から可視光が放出される。
【００９８】
また、エレクトロルミネッセントパネルドライバ２００は、トランスインダクタ２１９を備えており、第１の端子２１７及び第２の端子２１９を有する１次巻線２２０、及び第１の端子２２３及び第２の端子２１８を有する２次巻線２２２から構成されている。２次巻線２２２は、１次巻線２２０の巻き数のＮ倍である。
【００９９】
図示される実施の形態では、エレクトロルミネッセントパネルのドライバ２００は、フルＨブリッジ２０８も備えている。先に説明されたブリッジ１０８と同様に、フルＨブリッジ２０８は、本実施の形態ではトランジスタ２１１，２１２，２１３及び２１４として示されている、好ましくは低電圧スイッチングトランジスタである４つの電流制御素子を備えている。トランジスタ２１１〜２１４は、双方向に１次巻線２２０を駆動するために使用され、１次巻線２２０に蓄積された誘導性エネルギーをバッテリ２０２にフィードバックする。
【０１００】
トランジスタ２１１のソース端子２１１ｂは、電圧供給源２０２の正の電圧端子２０４に接続されている。トランジスタ２１１のドレイン端子２１１ｃは、端子２１７に接続されている。端子２１７は、以下に説明されるように、トランジスタ２１３に接続されている。
【０１０１】
また、トランジスタ２１２のソース端子２１２ｂは、電圧供給源２０２の正の電圧端子２０４に接続されている。トランジスタ２１２のドレイン端子２１２ｃは端子２１８に接続されている。端子２１８は、２次巻線２２２の第１の端子及びトランジスタ２１４に接続されている。
【０１０２】
トランジスタ２１３の第２の端子２１３ｂは、１次巻線電流監視回路２４０に接続されており、トランジスタ２１３のドレイン端子２１３ｃは、端子２１７に接続されている。また、端子２１７は、トランジスタ２１１のドレイン端子２１１ｃに接続されている。
【０１０３】
最後に、トランジスタ２１４のソース端子２１４ｂは、１次巻線電流監視回路２４０に接続されている。トランジスタ２１４のドレイン端子２１４ｃは、端子２１８に接続されている。端子２１８は、トランジスタ２１２のドレイン端子２１２ｃに接続されている。
【０１０４】
トランジスタ２１１〜２１４のそれぞれのゲート端子は、ゲート端子２１１ａ〜２１４ａとして示されており、システムコントローラ２５０に接続されている。先に記載された実施の形態におけるように、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１１〜２１４がオン及びオフされるように制御し、トランジスタのオン及びオフを同期させる。さらに、システムコントローラ２５０は、更なるトランジスタ２１５及び２１６を制御し、そのコンフィギュレーション及び機能は以下に説明される。
【０１０５】
トランジスタ２１１〜２１６は、エレクトロルミネッセントパネル２２４の電極に蓄積された容量のエネルギーが熱として消散されるよりはむしろ、バッテリ２０２を充電するために使用されることが保証されるように、システムコントローラ２５０により、特別の順序及び指定された回数でオン及びオフされる。
【０１０６】
先に述べたように、エレクトロルミネッセントパネルのドライバ２００は、本実施の形態ではトランジスタ２１５及び２１６として示される２つの電流制御素子も備えている。トランジスタ２１５及び２１６は、エレクトロルミネッセントパネル２２４とは直列に互いに接続されている。
【０１０７】
特に、トランジスタ２１５のドレイン端子２１５ｃは、エレクトロルミネッセントパネル２２４の後面電極２２４ｂに接続されており、トランジスタ２１５のソース端子２１５ｂは、トランジスタ２１６のドレイン端子２１６ｃに接続されている。トランジスタ２１６のソース端子２１６ｂは、ノード２６９に接続されている。ノード２６９は、トランジスタ２３８のゲート端子２３８ａ、トランジスタ２３６のソース端子２３６ｂ（この両者は、以下に更に詳細に説明される）、及び抵抗２３１に接続される。
【０１０８】
システムコントローラに信号を発生するための各種コンパレータを備えた先に説明した実施の形態とは異なり、ドライバ２００は、同じ目的を達成するための様々なトランジスタを備えている。たとえば、トランジスタ２７０は、そのコレクタ端子２７０ｃが抵抗２６８を介してバッテリ２０２の正の端子２０４に接続され、そのエミッタ端子２７０ｂがバッテリ２０２の負の端子２０６に接続され、そのベース端子２７０ａが抵抗２６７及びフルＨブリッジ２０８に接続されるように構成されている。
【０１０９】
他方で、トランジスタ２３８は、そのコレクタ端子２３８ｃが抵抗２６４を介してバッテリ２０２の正の端子２０４に接続され、そのエミッタ端子２３８ｂがトランジスタ２３４のベース端子２３４ａに接続され、そのベース端子２３８ａがノード２６９に接続されるように構成されている。
【０１１０】
トランジスタ２３２は、そのコレクタ端子２３２ｃがバッテリ２０２の正の端子２０４に接続され、そのエミッタ端子２３２ｂが抵抗２６２に接続され、そのベース端子２３２ａがバッテリ２０２の負の端子２０６に接続される。トランジスタ２３６は、そのコレクタ端子２３６ｃが抵抗２６５を介してバッテリ２０２の正の端子２０４に接続され、そのエミッタ端子２３６ｂがノード２６９に接続され、そのベース端子２３６ａがトランジスタ２３２のエミッタ端子２３２ｂに接続されている。
【０１１１】
トランジスタ２３４は、そのコレクタ端子２３４ｃが抵抗２６６を介してバッテリ２０２の正の端子２０４に接続され、そのエミッタ端子２３４ｂがバッテリ２０２の負の端子２０６に接続され、そのベース端子２３４ａがトランジスタ２３８のエミッタ端子２３８ｂに接続されるように構成されている。抵抗２６１は、トランジスタ２１６、２３６及び２３８の間に接続されており、好ましくは、抵抗２６２よりも小さな抵抗値を有している。
【０１１２】
図２に図示及び記載されたエレクトロルミネッセントパネルドライバ１００と同様に、図７のエレクトロルミネッセントパネルドライバ２００は、システムコントローラ２５０を介してアルゴリズムを使用し、エレクトロルミネッセントパネル２２４の前面電極及び後面電極を交互に充電及び放電するために、８つの連続した状態を通して循環する。
【０１１３】
特に、エレクトロルミネッセントパネルドライバ２００は、状態１及び状態２において動作し、エレクトロルミネッセントパネル２２４の前面電極２２４ａ、及びキャパシタ２２６の左側電極を充電する。次いで、エレクトロルミネッセントパネルのドライバ２００は、状態３及び状態４において動作し、前面電極２２４ａ及びキャパシタ２２６を放電する。
【０１１４】
次に、エレクトロルミネッセントパネルドライバ２００は、状態５及び状態６において動作し、エレクトロルミネッセントパネル２２４の後面電極２２４ｂ及びキャパシタ２２６の右側電極を充電する。最後に、エレクトロルミネッセントドライバ２００は、状態７及び状態８において動作し、後面電極２２４ｂとキャパシタ２２６の右側電極を放電する。
【０１１５】
より詳細には、８つの状態サイクルのうちの状態１の間、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１１及び２１４をオンにし、１次巻線２２０を左から充電する。１次巻線２００に関する電流が所定量に上昇したとき、信号２６０（−ＩＰＳ）がトランジスタ２７０のコレクタ端子２７０ｃで発生され、トランジスタ２１１及び２１４がオフにされる。
【０１１６】
８つの状態サイクルのうちの状態２の間に、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１３及び２１５をオンにし、エレクトロルミネッセントパネル２２４の前面電極２２４及びキャパシタ２２６を充電する。１次巻線２２０を通して右に流れ、及びエレクトロルミネッセントパネル２２４を流れる電流が所望の最少量以下であるとき、信号２３９（−ＥＬ＿Ｐ＿ＣＨＧ＿ＳＴＯＰ）がトランジスタ２３８のコレクタ端子２３８ｃで発生される。これにより、２次巻線２２２において蓄積されたエネルギーが本質的に大きく減少することが示される。
【０１１７】
次いで、システムコントローラ２５０は、ＶＲ−ＶＬがＶｏｕｔ（ｒｅｇ）／（Ｎ＋１）よりも大きいかを判定する。ここで、Ｖｏｕｔ（ｒｅｇ）は、所定の電圧規制限界値であり、Ｎは、２次巻線２２２の巻き数を１次巻線２２０の巻き数で割ったものにより定義される比に対応する。ＶＲ−ＶＬがＶｏｕｔ（ｒｅｇ）／（Ｎ＋１）よりも大きい場合、トランジスタ２１５及び２１３をオフにし、状態３において動作するために進む。ＶＲ−ＶＬがＶｏｕｔ（ｒｅｇ）／（Ｎ＋１）よりも大きくない場合、ドライバ２００は、状態１において動作するために戻る。
【０１１８】
８つの状態サイクルのうちの状態３の間、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１２及び２１６をオンにし、エレクトロルミネッセントパネル２２４の前面電極２２４ａ及びキャパシタ２２６に予め蓄積されているエネルギーを放電する。２次巻線２２２を通して左に流れ、エレクトロルミネッセントパネル２２４に流れる増加する電流が所望の量を超えるとき、信号２３３（−ＥＬ＿Ｐ＿ＤＣＨＧ）がトランジスタ２３２のコレクタ端子２３２ｃで発生される。これにより、２次巻線２２２がその最大電流の容量に充電される。
【０１１９】
次いで、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１６及び２１２をオフにし、状態４に進む。しかし、信号２３３（−ＥＬ＿Ｐ＿ＤＣＨＧ）が状態３における所定時間後にアサートされていない場合、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１６をオフにし、状態５に進む。
【０１２０】
次いで、エレクトロルミネッセントパネルドライバ２００は、トランジスタ２１４をオンにすることにより、８つの状態サイクルのうちの状態４において動作する。１次巻線２２０に蓄積された誘導性のエネルギーがなくなったことが判定されたとき（すなわち、電圧レベル差ＶＬ−ＶＲがＶｂａｔｔｅｒｙ＋ＶＢｏｄｙｄｉｏｄｅ以下である）、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１４をオフにし、状態３において動作するために戻り、前面電極２２４ａ及びキャパシタ２２６からのエネルギーの放電を完了する。
【０１２１】
状態５では、システムコントローラは、トランジスタ２１２及び２１３をオンにし、１次巻線２２０を充電する。１次巻線２２０の電流信号レベルが所望量に上昇したとき、信号２６０（−ＩＰＳ）がトランジスタ２７０のコレクタ端子２７０ｃで再び発生される。これに応じて、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１２及び２１３をオフにする。
【０１２２】
８つの状態サイクルのうちの状態６の間、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１４及び２１６をオンにし、エレクトロルミネッセントパネル２２４の後面電極２２４ｂ及びキャパシタ２２６の右側電極を充電する。２次巻線２２２を通して左に流れ、エレクトロルミネッセントパネル２２４に流れる電流が所望の最小量以下であるとき、信号２３７（−ＥＬ＿Ｎ＿ＣＨＧ＿ＳＴＯＰ）がトランジスタ２３６のコレクタ端子２３６ｃで発生される。これにより、２次巻線２２２に蓄積されたエネルギーが本質的に大きく減少したことが示される。
【０１２３】
次いで、システムコントローラ２５０は、ＶＬ−ＶＲがＶｏｕｔ（ｒｅｇ）／（Ｎ＋１）よりも大きいかを判定する。ＶＬ−ＶＲがＶｏｕｔ（ｒｅｇ）／（Ｎ＋１）よりも大きいと判定された場合、トランジスタ２１６及び２１４をオフにして状態７において動作するために進み、ＶＬ−ＶＲがＶｏｕｔ（ｒｅｇ）／（Ｎ＋１）よりも大きくないと判定された場合、ドライバ２００は、状態５において動作するために戻る。
【０１２４】
８つの状態サイクルのうちの状態７の間に、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１３及び２１５をオンにし、エレクトロルミネッセントパネル２２４の後面電極２２４ｂ及びキャパシタ２２６を放電する。２次巻線２２２を通して右に流れ、エレクトロルミネッセントパネル２２４を流れる増加する電流が所望の最大値を超えるとき、信号２３５（−ＥＬ＿Ｎ＿ＤＣＨＧ）がトランジスタのコレクタ端子２３４ｃで発生される。これにより、２次巻線２２２がその最大電流の容量に充電されていることが示される。
【０１２５】
システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１５をオフにし、状態８において動作するために進む。電流が所定の時間の後に所望の最大値を越える場合、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１３をオフにし、状態１において動作するために戻る。
【０１２６】
最後に、８つの状態サイクルのうちも状態８では、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１３をオンにする。１次巻線２２０に蓄積された誘導性のエネルギーがなくなった（すなわち、電圧レベル差ＶＲ−ＶＬがＶｂａｔｔｅｒｙ＋ＶＢｏｄｙｄｉｏｄｅ以下である）場合、システムコントローラ２５０は、トランジスタ２１３をオフにし、状態７において動作するために戻る。
【０１２７】
また、本発明は、充電式（たとえば、２次）バッテリと共に記載されたが、本発明は１実施の形態によれば、従来の使い捨て電池を代わりに使用する場合がある。エレクトロルミネッセントパネルの充電及び放電サイクルは、非常に僅かな量のエネルギーを使用するために、使い捨て電池は、前のサイクルの間に取得される小さな量のエネルギーを再度受け入れることが可能である。
【０１２８】
各種実施の形態による本発明は、従来のエレクトロルミネッセントパネルドライバを超えて重要な利点を有している。たとえば、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００は、従来の駆動回路に比べて、バッテリ電力の消費を大幅に減少することができる。
【０１２９】
エレクトロルミネッセントパネル１２４により消費されるバッテリ電力は、典型的なエレクトロルミネッセントパネルにより消費されるバッテリ電力の約１／３から１／５である。これは、エレクトロルミネッセントパネル１２４の充電が放電されるときはいつでも、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００がバッテリを充電するように構成されているという事実のためである。
【０１３０】
さらに、エレクトロルミネッセントパネル１２４の徐々の充電及び放電は、パネルにより生じる可聴の雑音を最小にすると共に、パネル寿命を増加させる。エレクトロルミネッセントパネルにより発生される可聴の雑音に関する全体的な説明は、参照番号第７０００５０３号を有する本出願人による係属中出願に含まれている。この出願は、その全体が示されるように参照により本実施の形態に組込まれる。
【０１３１】
また、本発明のエレクトロルミネッセントパネルの駆動回路は、２つのみの高電圧トランジスタ、すなわち高電圧トランジスタ１１５及び１１６を有するという利点を有している。対照的に、従来のエレクトロルミネッセントパネルの駆動回路は、４つの高電圧トランジスタを有している。４個から２個への高電圧トランジスタの数の減少は、大幅なコストの低減となる。
【０１３２】
さらに、低電圧トランジスタは、少ないＥＭＣ放出の実現及び発生が容易であり、低電圧デジタルＶＬＳＩチップ内に集積することができ、洗練された回路制御の簡単な実現が可能となる。高電圧トランジスタは、本発明の実施の形態によれば、小さな寸法の個別の４ピンパッケージに配置することができる。
【０１３３】
さらに、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路１００は、センシングのために非常に小さな電力損失を受ける。これは、トランスインダクタの低電圧側である、高電圧側の電圧フィードバックが１次巻線１２０を通して行われるために続く。対照的に、従来の回路は、高電圧側のセンシングを実行する。ここでは、小さな量の電流ドレインは、顕著な電力の減少に推移する。
【０１３４】
本発明の特定の実施の形態が図示及び記載されてきたが、本発明から逸脱することなしに、変形及び変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。したがって、特許請求の範囲は、本発明の精神及び範囲にあたる全てのかかる変形及び変更をカバーするために理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術による、典型的なエレクトロルミネッセントパネルを説明する断面図である。
【図２】
本発明の１実施の形態による、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路を説明する回路図である。
【図３】
前面電極と後面電極を交互に充電及び放電するために実行されるステップを説明するフローチャートである。
【図４】
前面電極と後面電極を交互に充電及び放電するために実行されるステップを説明するフローチャートである。
【図５】
前面電極と後面電極を交互に充電及び放電するために実行されるステップを説明するフローチャートである。
【図６】
前面電極と後面電極を交互に充電及び放電するために実行されるステップを説明するフローチャートである。
【図７】
本発明の別の実施の形態による、エレクトロルミネッセントパネルの駆動回路を説明する回路図である。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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