(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源が接続された発振器と、該発振器の周波数を適宜分周する分周器と、該分周器の周波数で間欠的に駆動されるスイッチング回路と、該スイッチング回路によってスイッチングされる、インダクタ素子とＥＬ素子  （エレクトロルミネッセンス）である負荷容量を直列に接続した駆動回路とで構成され、前記インダクタ素子に蓄えられた電磁エネルギーを、間欠的にＥＬ素子である負荷容量に充電して正負に蓄積して駆動し、電気エネルギーを光のエネルギーに変換するＥＬ素子駆動回路において、前記インダクタ素子を１次、２次巻線からなる変成器で構成し、前記１次巻線を前記インダクタ素子として前記ＥＬ素子に直列に接続し、前記２次巻線を前記直流電源側に配設したコンデンサに接続し  、前記２次巻線の電圧を整流して前記コンデンサに蓄えるように構成したことを特徴とするＥＬ素子の駆動回路。
【請求項２】
前記変成器の前記２次巻線の両端に複数個の整流ダイオードの極性が同一となるように前記コンデンサの一端に接続したことを特徴とする請求項１に記載のＥＬ素子の駆動回路。
【請求項３】
前記変成器の前記１次巻線、２次巻線の比を、１：０．３〜１：３としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＥＬ素子の駆動回路。
【請求項４】
前記変成器の前記２次巻線による前記コンデンサに蓄えられる整流電圧の大きさが、直流電源電圧の最小値より大きくなるように構成したことを特徴とする請求項１、２または請求項３に記載のＥＬ素子の駆動回路。
【請求項５】
前記変成器の前記２次巻線による前記コンデンサに蓄えられる整流電圧の大きさが、直流電源電圧の最小値より大きくまた略一定値になるように構成したことを特徴とする請求項１、２または請求項３に記載のＥＬ素子の駆動回路。
【請求項６】
前記変成器の磁性材料をフエライトまたは積層珪素鋼板またはフエライトと積層珪素鋼板の組み合わせで構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のＥＬ素子の駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯機器であるＰＤＡ、携帯電話、ＰＨＳ及びペジャーに用いられている液晶表示装置のバックライトとなるＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を駆動する駆動回路に関し、特に低入力電源電圧で機能する駆動回路の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯機器であるＰＤＡ、携帯電話、ＰＨＳ及びペジャーには、表示を見やすくするために透過型の液晶表示装置が用いられることが多く、その場合は液晶表示装置の裏側にバックライトが用いられる。そして、前述のバックライトには、蛍光管やＥＬ素子が使用されることがあるが、最近では軽薄短小と厳しいコスト要求に答えるために、フィルムに印刷技術で製造された約０．５mm以下の厚みに形成できる有機ＥＬ素子が普及してきている。前記ＥＬ素子は、駆動回路の負荷としては容量負荷であり、搭載される機器によっては輝度約２０Ｃｄ／ｍ2 が必要であり、且つＥＬ素子の駆動の直流分による劣化を避けて更に輝度を得るには、片振幅で約８０〜９０Ｖの３００Ｈｚ前後の交流電圧での駆動が必要である。また、前記機器には、電池が用いられており、ＥＬ素子を駆動するためにはＤＣーＡＣコンバータが必要となる。前述のＥＬ素子を駆動するＤＣーＡＣコンバータの従来例としては、商品番号ＳＰ４４２８（米国・Ｓｉｐｅｘ社製）の駆動IC  （以下駆動回路Ａと称す）を挙げることができる。
【０００３】
図２は、駆動回路Ａを示す１００の構成概略図で、直流入力電源（この場合は電池）は電源端子１１４（ＶDD）、１１２（ＶDD）、１１５（ＶSS）に接続され、同じ電源に接続された発振器１０１は、前記発振器１０１の発振周波数を適宜分周する分周器１０２、１０３と接続され、前記分周器１０２、１０３は前記携帯機器のメインボード（図示せず）からの指示によってＥＬ素子の点灯をオンオフするメインスィッチ１１３に接続される。駆動スィッチングトランジスタ  （以下スィッチングトランジスタ）１０５のベースには前記メインスィッチ１１３に接続されているナンド回路１１６ａの出力端子が接続され、スィッチングトランジスタ１０５の負荷としてマグネットワイヤが巻回されて形成されたインダクタ１０４が接続される。ＥＬ素子１１０は等価負荷容量１１１として、前記スィッチングトランジスタ１０５のコレクタと電源間に接続されると同時に、サイリスタ１０６、１０７を経由してＥＬ駆動トランジスタ１０８、１０９のコレクタに接続され、前記ＥＬ駆動トランジスタ１０８、１０９のコレクタには等価負荷容量１１１を有するＥＬ素子１１０が接続されている。また、前記ＥＬ駆動トランジスタ１０８、１０９のベースには、前記メインスィッチ１１３に接続されているナンド回路１１６ｂ、１１６ｃの出力端子が夫々接続されている。
【０００４】
図２において、今、携帯機器のメインボードからの指示で前記メインスィッチ１１３が閉じると、前記発振器１０１の発振周波数を適宜分周する分周器１０２、１０３を経由して、ナンド回路１１６ａの出力が前記スィッチングトランジスタ１０５のベースに加わり、前記スィッチングトランジスタ１０５はオンとなる。このオンになる周期は、数１０ｋＨｚでありその約９４％のデューテイで駆動されて、前記インダクタ１０４には電磁エネルギーが蓄えられる。前記周波数の残りの約６％のデューテイで、前記スィッチングトランジスタ１０５はオフとなり、ＥＬ素子１１０の印加されている電圧の極性に応じてナンド回路１１６ｂまたは１１６ｃの出力が夫々ベースに印加されてＥＬ駆動トランジスタ１０８または１０９はオンとなり、ＥＬ素子１１０には電荷が蓄積されて電圧が上昇し、ＥＬ素子１１０は３００Ｈｚ前後の駆動周波数で交互に駆動されて、電気エネルギーを変換して発光するのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、駆動回路Ａでは、入力電源電圧が１．５Ｖ以下では機能せず、１．５Ｖの電池駆動が前提のペジャーでは電池電圧が０．９Ｖ付近まで降下するので液晶表示装置のバックライトとしてＥＬを直接駆動できず、また最近のように軽薄短小と低消費電力が求められている状況では、低電圧駆動が強く要求されており、その要求に答えられない。
【０００６】
また、電池電圧が１．５Ｖ以下でも機能するように図３に示す商品番号ＳＰ４４３０（米国・Ｓｉｐｅｘ社製）の駆動IC１２０（以下駆動回路Ｂと称す）が発表されている。この駆動回路Ｂは０．８Ｖまで機能することは確認されているが図２との相違点を中心に図２と共通の符号を用いて説明すれば、駆動回路Ｂは、駆動回路Ａに対してＤＣーＤＣコンバータ１２１が電源端子１１２とメインスィッチ１１３との間に追加されたものである。入力電源電圧を予め前記ＤＣーＤＣコンバータ１２１によって昇圧しておくものであり、ＩＣが大きくなりまたコストも高くなるという欠点を有していた。本発明の目的は、前述の欠点を除去して、低い入力電源電圧でも駆動できて且つ前記入力電源電圧が低下してもＥＬ駆動回路が機能できるような簡単化した回路構成を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するためになされた本発明のＥＬ駆動回路の構成は、直流電源が接続された発振器と、該発振器の周波数を適宜分周する分周器と、該分周器の周波数で間欠的に駆動されるスイッチング回路と、該スイッチング回路によってスイッチングされる、インダクタ素子とＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス）である負荷容量を直列に接続した駆動回路とで構成され、前記インダクタ素子に蓄えられた電磁エネルギーを、間欠的にＥＬ素子である負荷容量に充電して正負に蓄積して駆動し、電気エネルギーを光のエネルギーに変換するＥＬ素子駆動回路において、前記インダクタ素子を１次、２次巻線からなる変成器で構成し、前記１次巻線を前記インダクタ素子として前記ＥＬ素子に直列に接続して、前記２次巻線を前記直流電源側に配設したコンデンサに接続し、前記２次巻線の電圧を前記コンデンサに整流して蓄えるように構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、課題を解決するためになされた本発明のＥＬ駆動回路の構成は、前記変成器の前記２次巻線の両端に複数個の整流ダイオードの極性が同一となるように前記コンデンサの一端に接続したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、課題を解決するためになされた本発明のＥＬ駆動回路の構成は、前記変成器の前記１次巻線、２次巻線の比を昇圧または降圧に応じて１：０．３〜１：３としたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、課題を解決するためになされた本発明のＥＬ駆動回路の構成は、前記変成器の前記２次巻線による前記コンデンサに蓄えられる整流電圧の大きさが、直流電源電圧の最小値より大きくなるようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、課題を解決するためになされた本発明のＥＬ駆動回路の構成は、前記変成器の前記２次巻線による前記コンデンサに蓄えられる整流電圧の大きさが、直流電源電圧の最小値より大きくまた略一定となるようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
更にまた、課題を解決するためになされた本発明のＥＬ駆動回路の構成は、前記変成器の磁性材料をフエライトまたは積層珪素鋼板またはフエライトと積層珪素鋼板の組み合わせで構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。従来例の説明との重複を避けるために相違点を中心に述べる。図１において、点線で囲った領域１７は本発明の回路構成を示すものであり、入力電源電圧（実施例では１．５Ｖ電池１本）は電源端子１５（ＶDD）、１６（ＶSS）に接続される。図２及び図３のインダクタ１０４に代わって、変成器１１が用いられ、磁性材料から形成された鉄芯を有し、前記鉄芯には１次巻線１１ａ及び２次巻線１１ｂが巻回されている。前記磁性材料から形成された鉄芯は、フエライトまたは積層された珪素鋼板またはフエライトと積層された珪素鋼板との組み合わせで形成されてもよい。前記変成器１１の１次巻線１１ａは、スィッチングトランジスタ１０５のコレクタと電源端子１５（ＶDD）に接続されている。また、前記変成器１１の１次巻線１１ａの一端は電源端子１５（ＶDD）に接続されると同時に、前記変成器１１の２次巻線１１ｂの両端は整流ダイオード１２、１３の極性が同一になるように結線されて入力側コンデンサ１４に接続される。
【００１４】
本発明の回路によれば、携帯機器のメインボードからの指示で前記メインスィッチ１１３が閉じると、前記発振器１０１の発振周波数を適宜分周する分周器１０２、１０３を経由して、ナンド回路１１６ａの出力が前記スィッチングトランジスタ１０５のベースに加わり、前記スィッチングトランジスタ１０５はオンとなる。このオンになる周期は、数１０ｋＨｚでありその約９４％のデューテイで駆動されて、前記変成器１１の１次巻線１１ａには電磁エネルギーが蓄えられる。前記周波数の残りの約６％のデューテイで、前記スィッチングトランジスタ１０５はオフとなり、ＥＬ素子１１０の印加されている電圧の極性に応じてナンド回路１１６ｂまたは１１６ｃの出力が夫々ベースに印加されてＥＬ駆動トランジスタ１０８または１０９はオンとなり、ＥＬ素子１１０には電荷が蓄積されて電圧が上昇し、ＥＬ素子１１０は３００Ｈｚ前後の周波数で交互に駆動されて、電気エネルギーを変換して発光するのである。それと同時に、前記変成器１１の１次巻線１１ａに蓄えられた電磁エネルギーの一部が、２次巻線１１ｂに誘導されて２次誘導電圧となり、前記２次誘導電圧が整流ダイオード１２、１３によって整流されて、入力側コンデンサ１４に蓄えられるのである。
【００１５】
そして、前記変成器１１の１次巻線１１ａと２次巻線１１ｂとの巻線比は、実験によれば１：０．３〜１：３が望ましく、入力側容量１４が２μＦのとき、入力側コンデンサ電圧と入力電源電圧との関係が、表１に示されている。即ち、１．５Ｖの電池電圧が１．１Ｖまで降下しても、前記電源と並列に配設された入力側容量１４に蓄えられた電圧は、１．７Ｖから１．５Ｖまでの変化に止まっており、これは十分に前記ＩＣ（商品番号ＳＰ４４２８）を駆動することができる良好な結果であることが分かる。
【００１６】
【表１】
0003957236.tif 000002
【００１７】
また、本発明実施例では、前記変成器の磁性材料をフエライトまたは積層珪素鋼板またはフエライトと積層珪素鋼板の組み合わせで構成しても同様の効果を得ることができた。
【００１８】
また、本発明実施例では、ＥＬ駆動回路として商品番号ＳＰ４４２８を用いているが、同様の機能があればよく、前記駆動回路に限定されるものではない。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、変成器の２次巻線によるコンデンサに蓄えられる整流電圧の大きさを直流電源電圧の最小値より大きく、また略一定にすることができる。この結果、入力電源電圧を最小の大きさにでき、例えばペジャー等においては１．５Ｖ電池にできるので、電池スペースも小さくて済み機器の軽薄短小、低消費電力化に貢献することができる。
【００２０】
また、本発明によれば、低電圧でのＥＬ駆動回路が簡単な回路構成で得られのでコスト／パホーマンスが改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＥＬ素子駆動回路である。
【図２】従来例のＥＬ素子駆動回路である。
【図３】従来例のＥＬ素子駆動回路である。
【符号の説明】
１０、１００、１２０  ＥＬドライバ
１１  変成器
１１ａ  １次巻線
１１ｂ  ２次巻線
１２，１３  整流ダイオード
１４  入力側コンデンサ
１５  電源端子（ＶDD）
１６  電源端子（ＶSS）
１７  本実施例部分
１０１  発振器
１０２、１０３  分周器
１０４  インダクタ
１０５  スィッチングトランジスタ
１０６、１０７  ＥＬ駆動回路
１０８、１０９  駆動スィッチングトランジスタ
１１０  ＥＬ素子
１１１  ＥＬ等価負荷容量
【図１】
0003957236.tif 000003
【図２】
0003957236.tif 000004
【図３】
0003957236.tif 000005