容量性負荷駆動回路
ディスプレイの電場発光（ＥＬ）セグメントおよび高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）セグメントを駆動するための駆動回路。ＡＣ出力電圧を発生するためのフライバックコンバータ（１１）、前記ＥＬセグメントに選択的に出力電圧を接続するための第１スイッチング回路（１２）、および前記ＰＤＬＣセグメントに選択的に出力電圧を接続するための第２スイッチング回路（１３）を含む。所定の周波数で前記ＥＬセグメントおよびＰＤＬＣセグメントを駆動するために、ＥＬセグメントに関して出力電圧の極性が交換される周波数より低い周波数でＰＤＬＣセグメントに印加される出力電圧の極性が交換される。このようにして、ＥＬとＰＤＬＣの両方のセグメントを駆動するために単一の高電圧電源のみが必要とされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、必ずしも限定されるものではないが、電場発光（ＥＬ）ディスプレイで使用されるような、容量性負荷の駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
消費財に応用される２つの薄型フレキシブルディスプレイ技術が開発されている。すなわち、プリント電場発光（ＥＬ）ディスプレイおよび高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）ディスプレイである。
【０００３】
電界が電場発光物質を横切って生成されると、電場発光物質は発光し、輝く。最初に知られた電場発光物質は硫化亜鉛のような無機微粒子物質であったが、より最近に発見された電場発光物質としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）として知られる多数の小分子有機エミッタおよび、発光ポリマー（ＬＥＰ）として知られるいくつかのプラスチック(合成有機ポリマー物質)が挙げられる。ドープされ封止された形態の無機微粒子は、特にバインダーと混合され、比較的厚い層として基板表面に塗布される場合に、今なお使用されている。ＬＥＰは、バインダーマトリックス中の微粒子材料として、また、いくつかの利点があって、それ自体で比較的薄い連続薄膜としての両方で使用することができる。
【０００４】
この電場発光効果は、ディスプレイの製造に利用されている。これらのいくつかのタイプでは、広面積の電場発光（ＥＬ）物質（一般にこの場合蛍光体と呼ばれる)がバックライトを形成するため提供され、このバックライトはディスプレイが表示するどのような文字も形成するマスクを通して見られる。他のタイプでは、代わりに、ＥＬ物質の個別の小区画を多数有するものがある。これらのディスプレイには多くの用途があり、例としては、単純なデジタル日時ディスプレイ(腕時計または置時計で使用される)、携帯電話ディスプレイ、家庭用装置（皿洗い機または洗濯機など）のコントロールパネル、および手に持てるリモートコントローラ（テレビ、ビデオまたはＤＶＤプレーヤー、デジボックス、ステレオまたはオーディオセット、あるいは同様のエンタテインメント装置用）がある。
【０００５】
高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）は、十分に透過性のある「オン」状態のフィールドと、吸収、反射および/または散乱プロセスによる、光学的透過性のない「オフ」状態の基本フィールドとの間での、無偏光子の高コントラスト電気光学的シャッター動作を、ディスプレイに与える装置を形成するために使用できる。キラルネマチック物質が特に適切であると思われ、今説明するように、キラルネマチック物質は、本発明の実施形態によく適している特別な性質を有する。したがって、液晶技術の比較的最近の進展は、光学シャッター（ある状態では、前記物質は入射光を吸収し、別の状態では入射光を透過する）として作用できる物質（ＮＣＡＰまたは染色キラルネマチック（Ｄｙｅ Ｃｈｉｒａｌ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶という商品名でレイケム（Ｒａｙｃｈｅｍ）により製造されているようなネマチック曲線配向相（Ｎｅｍａｔｉｃ Ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｐｈａｓｅ）液晶など)を作り出した。
【０００６】
全ての光源レベルで可視のディスプレイを製造するために同一の製品中で上記２つの技術を一緒に使用することは可能であり、製品はハイブリッド技術に依存すると考えられる。この種のセグメント化されたディスプレイは、装置の動作モードによって異なるキーを表示するためにキーパッドなどを再設定することができる携帯電話のような装置にとって望ましい。そのようなディスプレイは特許文献１に開示されている。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００５／１２１８７８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このハイブリッド技術の重大な弱点は、異なる性質の２つの容量性負荷であるＥＬディスプレイおよびＰＤＬＣディスプレイは、通常異なるＡＣ電圧および周波数で動作するということである。ＥＬは、一般に約１００Ｖのピークおよび４００Ｈｚで（バックライト目的では）駆動されるが、より高い容量のＰＤＬＣは約４２Ｖのピークおよび６０Ｈｚで駆動されるべきである。これまで、２つの別個の高電圧電源およびアレイドライバを上記２つの技術のために使用する必要があると考えられてきた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、使用時に、第１出力ノードにおいて第１容量性負荷用の第１ＡＣ信号を、第２出力ノードにおいて第２容量性負荷用の第２ＡＣ信号を供給するように構成され、前記第１及び第２ＡＣ信号は電圧および周波数が異なる容量性負荷駆動回路が提供され、前記駆動回路は、電流源と、前記電流源および前記第１出力ノードに接続され、前記第１ＡＣ信号を発生するための第１スイッチング回路と、前記第２ＡＣ信号を発生するための第２スイッチング回路と備え、前記第１及び第２スイッチング回路の各々は、対応する出力ノードが電流源に接続される極性を制御可能にスイッチングするように構成され、使用時に、前記第１及び第２スイッチング回路が異なる周波数で極性をスイッチングするように構成される。
【０００９】
そのような構成は、異なる周波数でスイッチングされた容量性負荷は異なるレートで充電され、従って異なる電圧に充電される（これは、第１及び第２負荷の容量の相対値に依存する）ということを利用する。これにより、異なる周波数および異なる電圧信号を発生するために、１つの共通の電流源(すなわち、１つの電流源のみが要求される)の使用が可能になる。
【００１０】
好ましくは、電流源は電圧変換器を含む。電圧変換器は、低電圧、典型的にはＤＣの電流の入力、および高電圧（入力と比較した場合）、典型的にはＤＣの電流の出力を含み、これらは第１および第２の両方のスイッチング回路に提供される。典型的には、電圧変換器はコンバータスイッチを含み、コンバータスイッチの繰り返しのスイッチングにより前記高圧電流を発生させる。電圧変換器はフライバックコンバータを含んでもよい。従って、２つの容量性負荷はフライバックコンバータなどの単一の電圧変換器から駆動されてもよい。
【００１１】
フライバックコンバータは、直列に配列されたインダクタおよびコンバータスイッチを含んでもよい。コンバータスイッチは、使用時に、第１状態と第２状態を順に交代させるように構成されており、これによって、第１状態では、インダクタおよびコンバータスイッチを通して電流通路が提供され、コンバータスイッチが第１状態から第２状態に変化する場合、インダクタは高圧電流電圧を発生するように前記電流通路は第２状態で遮断される。
【００１２】
インダクタは前記形態、あるいは単純なインダクタまたはコイル、あるいは変圧器のような他のどのような誘導素子であってもよい。
【００１３】
フライバックコンバータはまた、コンバータスイッチが第１状態である間、フライバックコンバータに電流が還流することを防ぐように構成された出力ダイオードを含んでもよい。
【００１４】
出力ダイオードは、駆動回路の動作電圧の範囲で電流が実質的に一方向にのみ流れることを可能にするどのような適切な装置でもよい。例えば、ダイオードの実施形態としては、トランジスタ内の接合により提供されてもよい。出力ダイオードの役割は、容量性負荷からインダクタ方向への電流が還流することなく、容量性負荷上にＤＣ電源電圧より高い電圧が蓄えさせるものと考えられてよい。
【００１５】
コンバータスイッチはどのような適切なスイッチング装置であってもよく、一般に、トランジスタである。好ましい構成では、コンバータスイッチは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。特に好ましい構成では、コンバータスイッチはｎ−チャネルＦＥＴである。しかしながら、バイポーラトランジスタ、スイッチなどのような他のスイッチング手段が使用されてもよいことが考えられる。
【００１６】
電圧変換器は、使用時に、「電流源」周波数のＡＣ成分を有する高電圧ＤＣ信号を発生するように構成されてもよい。駆動回路は、使用時に、第１スイッチング回路がＡＣ成分の１サイクル毎に極性を１度スイッチングするように構成されてもよく、したがって、第１スイッチング回路は電流源周波数の周波数の半分のところでスイッチングしてもよい。駆動回路は、第１スイッチング回路の半サイクル毎に１度、従ってＡＣ成分の１サイクル毎に１度、第１容量性負荷を放電させるように構成されてもよい。
【００１７】
第１スイッチング回路が、使用時に、スイッチングする周波数は、第２スイッチング回路が使用時にスイッチングする周波数の整数倍であってもよい。これは、第２スイッチング回路がスイッチングする場合、第１スイッチング回路は同時、または実質的に同時にスイッチングすることを保証する。両方のスイッチング回路が同時、または実質的に同時にスイッチングする場合、第１及び第２容量性負荷は同時にまたは実質的に同時に放電し得る。
【００１８】
抵抗器が、一方または両方のスイッチング回路と、対応する出力ノードとの間に配置されてもよい。そのような抵抗器は、それぞれの出力ノードでの電圧出力、およびそれぞれの出力ノードに接続された負荷が放電する速度の両方を制御するために使用されてもよい。好ましい実施形態であり、上述されるように、電流源からの電流のＡＣ成分の１サイクルを超えるサイクルが容量性負荷の１つに印加された場合（ここでは、低周波数負荷）、低周波数負荷に印加された電圧が、ソース電流と比較して、平滑化されるように、低周波数負荷に印加されるＡＣ信号をフィルタリングすることが有用である。したがって、抵抗器は低周波数負荷のスイッチング回路に接続されてもよい。
【００１９】
抵抗器Ｒおよび低周波数容量性負荷の容量により形成されるＲＣフィルタの特性周波数が、使用中に２つの容量性負荷の極性がスイッチングされる周波数の中間になるように、低周波数負荷に関連する抵抗器Ｒの抵抗を選択してもよい。これは、ＰＤＬＣ素子に印加される信号の所望でない高周波成分を排除する一方、有用な低周波数成分が拒絶されないことを保証する。低周波数容量性負荷の全容量をＣとし、抵抗器Ｒの抵抗をＲとすると、特性周波数は（１／２πＲＣ）であってもよい。
【００２０】
加えて、または他の態様では、回路は、いずれか一方または両方のスイッチング回路および対応する出力ノード間に接続されるフィルタキャパシタをさらに含んでもよい。好ましくは、フィルタキャパシタは低周波数負荷に接続される。フィルタキャパシタは上述の抵抗器に加えて提供されてもよく、その抵抗器と直列または並列であってもよい。上述の特性周波数の「Ｃ」の値は、したがってフィルタキャパシタおよび関連する容量性負荷の全容量であってもよい。
【００２１】
第１及び第２容量性負荷の各々は、複数のセグメントを含んでもよく、駆動回路は各セグメントにＡＣ信号を供給するように構成されている。各セグメントはセグメント電極を含んでいてもよく、第１または第２容量性負荷はさらに、セグメント間で共有される共通電極を含む。
【００２２】
このような場合は、各セグメントを選択的に駆動することが望ましい。従って、各スイッチング回路は、セグメント電極を電流源に対してスイッチングするようにそれぞれが制御可能である複数のセグメントスイッチセットを含んでもよく、また共通電極を電流源に対してスイッチングするように制御可能な共通電極スイッチセット含んでもよい。各スイッチセットは、電流源とグラウンドなどの基準電圧との間で、対応する電極を選択的にスイッチングしてもよい。典型的には、各スイッチセットは、電極と電流源の間に接続されているトップスイッチ、および電極と基準電圧の間に接続されているボトムスイッチを含むハーフＨブリッジを含む。
【００２３】
ＡＣ信号が供給されるセグメント電極に対応するセグメントスイッチングセットが共通してスイッチングされ、そのスイッチング回路の共通スイッチングセットの反対にスイッチングされるように、駆動回路が構成されてもよい。従って、使用時に、電流源は、ＡＣ信号が供給されるセグメント電極または共通電極に接続され、他方の電極または一連の電極が、基準電圧に接続される。これは、明るくされるセグメント電極が電流源に接続され、共通電極が基準電圧に接続される第１状態、およびセグメント電極が基準電圧に接続され共通電極が電流源に接続される第２状態を有する、スイッチングセットにより表わされてもよい。
【００２４】
さらに、スイッチングセットは、セグメント電極および共通電極の両方の対応する電極が電流源および基準電位の両方から切断されている第３状態を有してもよい。このような場合は、容量性負荷の電位差は一般に一定のままであるが、どちらの電極の電圧も変動できる。これは、使用時に、高周波数負荷のスイッチングセットが第１状態から第２状態に切り替わる時、第３状態を経て切り替わるように回路が構成されてもよい高周波数負荷で特に有用である。これは、電流源からの電圧が高周波数負荷のスイッチング全体を通して高いままであることを可能にし、したがって、低周波数負荷から電荷がより失われにくい。
【００２５】
さらなる態様では、第１及び第２容量性負荷の共通電極は、典型的には伝導性のバックプレーンの形態の、第１及び第２容量性負荷間で共有される共通の共通電極を含んでもよい。そのような場合、共通の共通電極は、使用時に、高周波数で極性がスイッチングされている第１または第２出力ノードのどちらに接続されてもよい(好ましい実施形態では、第１出力ノード)。これは、共通電極が、適用されるサイクルの半分で他の出力ノードに接続されたセグメント電極と同一の極性になることをもたらし、従って、さらなる、そして有用であり得る、第２容量性負荷に印加される電圧の削減をもたらす。
【００２６】
好ましくは、第１容量性負荷は電場発光（ＥＬ）ディスプレイである。好ましくは、第２容量性負荷は高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）ディスプレイである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施形態の一例について記述する。
【００２８】
図１は従来の駆動回路を示す。
【００２９】
図２は、図１の駆動回路で使用するドライブ信号を示す。
【００３０】
図３は本発明の一実施形態による駆動回路を示す。
【００３１】
図４は、図３の駆動回路で使用するドライブ信号を示す。
【００３２】
図５は本発明の他の実施形態による回路を示す。
【００３３】
図１は、任意のある１つの時点に１つだけの電圧および周波数のＡＣ信号を生成することができる、典型的な従来の駆動回路を示す。容量性負荷(典型的には、ＥＬまたはＰＤＬＣディスプレイ)はキャパシタＣLa、ＣLbなどとして示される。このディスプレイは、典型的には別々に活性化されるいくつかのセグメントを含み、各セグメントは第１セグメント電極を含むが、他のセグメントと第２共通バックプレーン電極５を共有する。これは、各々の図示されたキャパシタの第２電極が、並列に接続されていることにより示されている。
【００３４】
駆動回路は、ＶDCのＤＣ入力をもち、ポイント２で高電圧変動ＤＣ信号ＶＰＰを出力するように構成された電圧変換器１を備えた電流源を備える。電圧変換器１はコンバータスイッチ（ＳＷ１）、インダクタ（Ｌ）、ダイオード（Ｄ）、平滑キャパシタ（ＣS）および放電スイッチ（ＳＷ２）を含む。
【００３５】
高電圧信号（ＶＰＰ）は、ハーフＨ−ブリッジスイッチ３ａ(スイッチＳＷ３、ＳＷ４を含む)、３ｂなどによりディスプレイの様々なセグメント（ＣLa、ＣLb...）に分配され、そしてハーフＨ−ブリッジスイッチ４(スイッチＳＷ５、ＳＷ６を含む)により共通バックプレーン電極に分配される。これらのハーフＨ−ブリッジは、セグメント電極であれ共通電極であれ、ＶＰＰとグラウンドの間で各電極を切り替えるように構成され、ＶＰＰに電極を選択的に接続する第１の「トップ」スイッチＳＷ３、ＳＷ５、およびグラウンドに電極を選択的に接続する第２の「ボトム」スイッチ（ＳＷ４、ＳＷ６）を含む。ハーフＨ−ブリッジは、典型的に単一の高電圧アレイドライバＩＣへ統合されてもよい。この実施形態では、グラウンドは基準電位と見なすことができる。
【００３６】
図２は、この回路の動作を示す。セグメントが電力を受け取るには、一方のハーフＨ−ブリッジはＶＰＰにスイッチングされなければならず、他方のハーフＨ−ブリッジはグラウンドにスイッチングされなければならない。図２に示される例では、ＳＷ３はセグメント電極をＶＰＰに接続し、ＳＷ６がバックプレーンをグラウンドに接続する。
【００３７】
コンバータスイッチＳＷ１は、ＳＷ１が開くとダイオード（Ｄ）を通して平滑キャパシタ（ＣS）を通り、更にスイッチＳＷ３を通って負荷キャパシタ（ディスプレイ素子、ＣLaなど）へディスチャージするようにインダクタ（Ｌ）に電流を発生させるために、パルス駆動される。これにより、ノードＶＰＰの電圧を上昇させ、また負荷（ＶＬ）の両端間の電圧を上昇させる。
【００３８】
十分な電圧が達成された場合、コンバータスイッチＳＷ１はパルス化を止め、ＳＷ２は負荷と平滑容量が電荷を放出するためオン状態になる。一実施形態では、ＳＷ２を流れる電流は、抵抗器または他の手段(図示せず)を設けることにより制限されてもよい。これは、負荷の過度に速い電荷の放出を防ぐ。
【００３９】
一旦電圧がグラウンド近くに放出されたならば、Ｈ−ブリッジスイッチの状態が反転される。この場合、スイッチＳＷ３およびＳＷ６が開かれ、ＳＷ４とＳＷ５が閉じられる。そして、ＳＷ１のパルシングが再開し、ＶＰＰが再び上昇するが、Ｈ−ブリッジスイッチの極性の変化により、負荷キャパシタ（ＣＬ）の電圧は今度は負ピークまで落ちる。このように、ディスプレイセグメントを横切って１つの単一電圧および周波数のＡＣ駆動信号が生成される。
【００４０】
多数の電圧および周波数の供給が所望される場合は、これまでは、上述のような、複数のそのような回路が必要であった。しかしながら、本発明者は、これが必要でない可能性があることを認識した。
【００４１】
図３は本発明の一実施形態による駆動回路を示し、この駆動回路は単一の電源供給要素と単一の電圧変換器を使用して、２つの異なるディスプレイ装置に２つの異なるピーク電圧および周波数を供給することができる。２つのＥＬセグメントＣL1aおよびＣL1bならびに２つのＰＤＬＣセグメントＣL2aおよびＣL2bが示されているが、このような回路には任意数のセグメントを接続可能であると考えられる。
【００４２】
電圧変換器１１は図１に関して上述された通りであり、対応する要素には同一の参照符号が付されている。第１スイッチング回路１２は、第１容量性負荷（ＥＬセグメントＣL1a、ＣL1bなど)を電流源電圧変換器からの出力ＶＰＰに選択的に接続し、第２スイッチング回路１３は、第２容量性負荷（ＰＤＬＣセグメントＣL2a、ＣL2bなど）を同一の電圧変換器出力ＶＰＰに選択的に接続する。
【００４３】
スイッチング回路内では、ハーフＨ−ブリッジスイッチセットＳＷ５およびＳＷ６が、共通ＥＬバックプレーン電極１４にＶＰＰまたはグラウンド（この実施形態では基準電圧)への選択接続を提供する。ＳＷ３およびＳＷ４などの複数のハーフＨ−ブリッジスイッチセットは、各ＥＬセグメント電極にグラウンドまたはＶＰＰへの選択接続を提供する。多数のセグメントスイッチセットＳＷ３およびＳＷ４が、単一のバックプレーン接続と共に使用することができる。同様に、ハーフＨ−ブリッジスイッチセットＳＷ５およびＳＷ６は、共通ＰＤＬＣバックプレーン電極１５にＶＰＰまたはグラウンドへの選択接続を提供する。ＳＷ３およびＳＷ４などの複数のハーフＨ−ブリッジスイッチセットは、各ＰＤＬＣセグメント電極にグラウンドまたはＶＰＰへの選択接続を提供する。多数のセグメントスイッチセットＳＷ３およびＳＷ４が、単一のバックプレーン接続と共に使用することができる。
【００４４】
電圧変換器要素（ＳＷ１、Ｌ、Ｄ、ＣSおよびＳＷ２）の動作は、従来技術に関して記述されたものと同一である（図２参照）。ＥＬスイッチセット（ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５およびＳＷ６）の動作も、従来技術に関して記述されたものと同一である（図２参照）。
【００４５】
ＰＤＬＣスイッチセット（ＳＷ７〜ＳＷ１０）の動作は図４に記載されている。本質的には、これらは、容量性負荷に印加される電圧の極性が電圧変換器１１が動作するよりも低い周波数で交換されるということを除いて従来技術と同様に動作する。この低周波数は図４に示され、そこではＰＤＬＣスイッチセット（ＳＷ７〜ＳＷ１０）は、スイッチＳＷ２（すなわち電圧変換器１１の周期）の周波数より低い周波数でスイッチングし、これは複数のＶＰＰパルスがＰＤＬＣスイッチセット（ＳＷ７〜ＳＷ１０）のいずれかの単一周期の間に発生するということに表れる。ＰＤＬＣスイッチセットの各期間に整数のＶＰＰパルス数があること、および示されている実施形態中では、ＰＤＬＣスイッチセット期間ごとに８つのＶＰＰパルスがあることがわかる。
【００４６】
他の実施形態では、異なった数のＶＰＰパルスが十分にありえる。例えば、ＰＤＬＣ期間毎に、およそ２、３、４、５、６、７、９、１０、１５または２０以上のＶＰＰパルスがあってもよい。
【００４７】
これにより、多数の高周波数半サイクルが、正極性、それから負極性で、ＰＤＬＣに印加されることになる。これは、図４中のＶＢＰ２およびＶＳ２のグラフに示される。当然のことながら、スイッチＳＷ７およびＳＷ１０が電流を通過させる場合（ならびにＳＷ９およびＳＷ８が開回路である場合）、ＶＳ２は周期波形を示す。さらに、スイッチＳＷ８およびＳＷ９が電流を通過させる場合（ならびにＳＷ７およびＳＷ１０が開回路である場合）、ＶＢＰ２は周期波形を示す。したがって、ＶＳ２−ＶＢＰ２のグラフからわかるように、これにより、セグメントおよび共通バックプレーン電極スイッチセットの出力の電圧差である電圧が形成される。
【００４８】
各ＰＤＬＣ素子（ＣL2aなど）と直列に抵抗器Ｒを設けることによって、この印加される信号がフィルタリングされ、ＰＤＬＣ素子（ＶＬ２）上に低電圧、低周波数信号をもたらす。抵抗器Ｒの効果は、ＰＤＬＣ素子（ＣL2aなど）の電荷の放出のための時定数が増加されるということであり、これにより、ＰＤＬＣ素子（ＣL2aなど）はＶＰＰ期間内に電荷放出しない。これは（ＶＬ２のグラフからわかるように）、正負両方に伸び、その上にＡＣリップルが重畳された方形波に近似する結果になる。この波形はＰＤＬＣ素子を駆動するのに適している。
【００４９】
抵抗器Ｒおよび容量性負荷（ここではＰＤＬＣ素子）の容量により形成されるＲＣフィルタの特性周波数が、ＥＬの極性がスイッチングされる周波数とＰＤＬＣ素子の極性がスイッチングされる周波数の間になるように、抵抗器Ｒのサイズが選択されるべきである。これは、ＰＤＬＣ素子に印加される信号の所望でない高周波成分が排除され、有用なより低周波数成分が遮断されないことを保証する。ＰＤＬＣ素子の全容量をＣとし、抵抗器Ｒの抵抗をＲとすると、特性周波数は（１／２πＲＣ）である。
【００５０】
他の実施形態(図示せず)では、回路は、さらに抵抗器Ｒに並列または直列に接続したフィルタキャパシタを含む。上に示す特性周波数の「Ｃ」の値は、したがって、フィルタキャパシタおよび関連する容量性負荷の全容量であってもよい。
【００５１】
図２に示されるＶＬの周波数を参照すると、それがＶＰＰと同一の周波数を有していることがわかる。図４に示されるＶＬ２の周波数を参照すると、それがＶＰＰより低い周波数を有し、したがって、ＶＬ２はＶＬより低い周波数を有していることがわかる。
【００５２】
他の実施形態である、添付の図面の図５に示される回路のように、上記２つの装置に対して１つの共通バックプレーン駆動を使用して構成することも可能である。この場合、共通（ＥＬおよびＰＤＬＣ）バックプレーン２０は高（ＥＬ）周波数、すなわちＶＰＰの周波数でスイッチングされる。これは、先の共通ＥＬおよびＰＤＬＣバックプレーン電極１４および１５を１つの電極２０に統合した回路で示される。先のスイッチの符号を再利用すれば、先のスイッチペアＳＷ３およびＳＷ４、ＳＷ５およびＳＷ６、ならびにＳＷ７およびＳＷ８はそのままであるが、スイッチＳＷ９およびＳＷ１０は、共通の共通電極２０がスイッチペアＳＷ５およびＳＷ６によりスイッチングされるので省かれる。スイッチペアの各々は図２および図４のようにスイッチングされ、ＳＷ９およびＳＷ１０のスイッチングは省かれる。ＰＤＬＣセグメントに生じる電圧差は、印加される半サイクルの半分の間に高電圧においてのみであり、したがって、生じるＰＤＬＣ電圧は減少する。
【００５３】
好ましい構成では、上で言及されたどのようなスイッチも電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。しかしながら、バイポーラトランジスタ、スイッチなど他のスイッチング手段が使用されてもよい。
【００５４】
他の実施形態では、ＥＬスイッチセットはセグメント電極および共通電極の両方電極が電流源とグラウンドの両方から切断されている第３状態を介して負荷の極性をスイッチングする。このような場合は、容量性負荷の電位差は一般に一定のままであるが、どちらの電極の電圧もフロート状態にできる。これは、電流源からの電圧がＥＬセグメントのスイッチング全体を通じて高いままであることを可能にし、したがって、ＰＤＬＣセグメントから電荷がより失われにくい（ＶＬ２上のリップルが減少する）。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は従来の駆動回路を示す。
【図２】図２は、図１の駆動回路で使用するドライブ信号を示す。
【図３】図３は本発明の一実施形態による駆動回路を示す。
【図４】図４は、図３の駆動回路で使用するドライブ信号を示す。
【図５】図５は本発明の他の実施形態による回路を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、必ずしも限定されるものではないが、電場発光（ＥＬ）ディスプレイで使用されるような、容量性負荷の駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
消費財に応用される２つの薄型フレキシブルディスプレイ技術が開発されている。すなわち、プリント電場発光（ＥＬ）ディスプレイおよび高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）ディスプレイである。
【０００３】
電界が電場発光物質を横切って生成されると、電場発光物質は発光し、輝く。最初に知られた電場発光物質は硫化亜鉛のような無機微粒子物質であったが、より最近に発見された電場発光物質としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）として知られる多数の小分子有機エミッタおよび、発光ポリマー（ＬＥＰ）として知られるいくつかのプラスチック(合成有機ポリマー物質)が挙げられる。ドープされ封止された形態の無機微粒子は、特にバインダーと混合され、比較的厚い層として基板表面に塗布される場合に、今なお使用されている。ＬＥＰは、バインダーマトリックス中の微粒子材料として、また、いくつかの利点があって、それ自体で比較的薄い連続薄膜としての両方で使用することができる。
【０００４】
この電場発光効果は、ディスプレイの製造に利用されている。これらのいくつかのタイプでは、広面積の電場発光（ＥＬ）物質（一般にこの場合蛍光体と呼ばれる)がバックライトを形成するため提供され、このバックライトはディスプレイが表示するどのような文字も形成するマスクを通して見られる。他のタイプでは、代わりに、ＥＬ物質の個別の小区画を多数有するものがある。これらのディスプレイには多くの用途があり、例としては、単純なデジタル日時ディスプレイ(腕時計または置時計で使用される)、携帯電話ディスプレイ、家庭用装置（皿洗い機または洗濯機など）のコントロールパネル、および手に持てるリモートコントローラ（テレビ、ビデオまたはＤＶＤプレーヤー、デジボックス、ステレオまたはオーディオセット、あるいは同様のエンタテインメント装置用）がある。
【０００５】
高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）は、十分に透過性のある「オン」状態のフィールドと、吸収、反射および/または散乱プロセスによる、光学的透過性のない「オフ」状態の基本フィールドとの間での、無偏光子の高コントラスト電気光学的シャッター動作を、ディスプレイに与える装置を形成するために使用できる。キラルネマチック物質が特に適切であると思われ、今説明するように、キラルネマチック物質は、本発明の実施形態によく適している特別な性質を有する。したがって、液晶技術の比較的最近の進展は、光学シャッター（ある状態では、前記物質は入射光を吸収し、別の状態では入射光を透過する）として作用できる物質（ＮＣＡＰまたは染色キラルネマチック（Ｄｙｅ Ｃｈｉｒａｌ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶という商品名でレイケム（Ｒａｙｃｈｅｍ）により製造されているようなネマチック曲線配向相（Ｎｅｍａｔｉｃ Ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｐｈａｓｅ）液晶など)を作り出した。
【０００６】
全ての光源レベルで可視のディスプレイを製造するために同一の製品中で上記２つの技術を一緒に使用することは可能であり、製品はハイブリッド技術に依存すると考えられる。この種のセグメント化されたディスプレイは、装置の動作モードによって異なるキーを表示するためにキーパッドなどを再設定することができる携帯電話のような装置にとって望ましい。そのようなディスプレイは特許文献１に開示されている。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００５／１２１８７８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このハイブリッド技術の重大な弱点は、異なる性質の２つの容量性負荷であるＥＬディスプレイおよびＰＤＬＣディスプレイは、通常異なるＡＣ電圧および周波数で動作するということである。ＥＬは、一般に約１００Ｖのピークおよび４００Ｈｚで（バックライト目的では）駆動されるが、より高い容量のＰＤＬＣは約４２Ｖのピークおよび６０Ｈｚで駆動されるべきである。これまで、２つの別個の高電圧電源およびアレイドライバを上記２つの技術のために使用する必要があると考えられてきた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、使用時に、第１出力ノードにおいて第１容量性負荷用の第１ＡＣ信号を、第２出力ノードにおいて第２容量性負荷用の第２ＡＣ信号を供給するように構成され、前記第１及び第２ＡＣ信号は電圧および周波数が異なる容量性負荷駆動回路が提供され、前記駆動回路は、電流源と、前記電流源および前記第１出力ノードに接続され、前記第１ＡＣ信号を発生するための第１スイッチング回路と、前記第２ＡＣ信号を発生するための第２スイッチング回路と備え、前記第１及び第２スイッチング回路の各々は、対応する出力ノードが電流源に接続される極性を制御可能にスイッチングするように構成され、使用時に、前記第１及び第２スイッチング回路が異なる周波数で極性をスイッチングするように構成される。
【０００９】
そのような構成は、異なる周波数でスイッチングされた容量性負荷は異なるレートで充電され、従って異なる電圧に充電される（これは、第１及び第２負荷の容量の相対値に依存する）ということを利用する。これにより、異なる周波数および異なる電圧信号を発生するために、１つの共通の電流源(すなわち、１つの電流源のみが要求される)の使用が可能になる。
【００１０】
好ましくは、電流源は電圧変換器を含む。電圧変換器は、低電圧、典型的にはＤＣの電流の入力、および高電圧（入力と比較した場合）、典型的にはＤＣの電流の出力を含み、これらは第１および第２の両方のスイッチング回路に提供される。典型的には、電圧変換器はコンバータスイッチを含み、コンバータスイッチの繰り返しのスイッチングにより前記高圧電流を発生させる。電圧変換器はフライバックコンバータを含んでもよい。従って、２つの容量性負荷はフライバックコンバータなどの単一の電圧変換器から駆動されてもよい。
【００１１】
フライバックコンバータは、直列に配列されたインダクタおよびコンバータスイッチを含んでもよい。コンバータスイッチは、使用時に、第１状態と第２状態を順に交代させるように構成されており、これによって、第１状態では、インダクタおよびコンバータスイッチを通して電流通路が提供され、コンバータスイッチが第１状態から第２状態に変化する場合、インダクタは高圧電流電圧を発生するように前記電流通路は第２状態で遮断される。
【００１２】
インダクタは前記形態、あるいは単純なインダクタまたはコイル、あるいは変圧器のような他のどのような誘導素子であってもよい。
【００１３】
フライバックコンバータはまた、コンバータスイッチが第１状態である間、フライバックコンバータに電流が還流することを防ぐように構成された出力ダイオードを含んでもよい。
【００１４】
出力ダイオードは、駆動回路の動作電圧の範囲で電流が実質的に一方向にのみ流れることを可能にするどのような適切な装置でもよい。例えば、ダイオードの実施形態としては、トランジスタ内の接合により提供されてもよい。出力ダイオードの役割は、容量性負荷からインダクタ方向への電流が還流することなく、容量性負荷上にＤＣ電源電圧より高い電圧が蓄えさせるものと考えられてよい。
【００１５】
コンバータスイッチはどのような適切なスイッチング装置であってもよく、一般に、トランジスタである。好ましい構成では、コンバータスイッチは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。特に好ましい構成では、コンバータスイッチはｎ−チャネルＦＥＴである。しかしながら、バイポーラトランジスタ、スイッチなどのような他のスイッチング手段が使用されてもよいことが考えられる。
【００１６】
電圧変換器は、使用時に、「電流源」周波数のＡＣ成分を有する高電圧ＤＣ信号を発生するように構成されてもよい。駆動回路は、使用時に、第１スイッチング回路がＡＣ成分の１サイクル毎に極性を１度スイッチングするように構成されてもよく、したがって、第１スイッチング回路は電流源周波数の周波数の半分のところでスイッチングしてもよい。駆動回路は、第１スイッチング回路の半サイクル毎に１度、従ってＡＣ成分の１サイクル毎に１度、第１容量性負荷を放電させるように構成されてもよい。
【００１７】
第１スイッチング回路が、使用時に、スイッチングする周波数は、第２スイッチング回路が使用時にスイッチングする周波数の整数倍であってもよい。これは、第２スイッチング回路がスイッチングする場合、第１スイッチング回路は同時、または実質的に同時にスイッチングすることを保証する。両方のスイッチング回路が同時、または実質的に同時にスイッチングする場合、第１及び第２容量性負荷は同時にまたは実質的に同時に放電し得る。
【００１８】
抵抗器が、一方または両方のスイッチング回路と、対応する出力ノードとの間に配置されてもよい。そのような抵抗器は、それぞれの出力ノードでの電圧出力、およびそれぞれの出力ノードに接続された負荷が放電する速度の両方を制御するために使用されてもよい。好ましい実施形態であり、上述されるように、電流源からの電流のＡＣ成分の１サイクルを超えるサイクルが容量性負荷の１つに印加された場合（ここでは、低周波数負荷）、低周波数負荷に印加された電圧が、ソース電流と比較して、平滑化されるように、低周波数負荷に印加されるＡＣ信号をフィルタリングすることが有用である。したがって、抵抗器は低周波数負荷のスイッチング回路に接続されてもよい。
【００１９】
抵抗器Ｒおよび低周波数容量性負荷の容量により形成されるＲＣフィルタの特性周波数が、使用中に２つの容量性負荷の極性がスイッチングされる周波数の中間になるように、低周波数負荷に関連する抵抗器Ｒの抵抗を選択してもよい。これは、ＰＤＬＣ素子に印加される信号の所望でない高周波成分を排除する一方、有用な低周波数成分が拒絶されないことを保証する。低周波数容量性負荷の全容量をＣとし、抵抗器Ｒの抵抗をＲとすると、特性周波数は（１／２πＲＣ）であってもよい。
【００２０】
加えて、または他の態様では、回路は、いずれか一方または両方のスイッチング回路および対応する出力ノード間に接続されるフィルタキャパシタをさらに含んでもよい。好ましくは、フィルタキャパシタは低周波数負荷に接続される。フィルタキャパシタは上述の抵抗器に加えて提供されてもよく、その抵抗器と直列または並列であってもよい。上述の特性周波数の「Ｃ」の値は、したがってフィルタキャパシタおよび関連する容量性負荷の全容量であってもよい。
【００２１】
第１及び第２容量性負荷の各々は、複数のセグメントを含んでもよく、駆動回路は各セグメントにＡＣ信号を供給するように構成されている。各セグメントはセグメント電極を含んでいてもよく、第１または第２容量性負荷はさらに、セグメント間で共有される共通電極を含む。
【００２２】
このような場合は、各セグメントを選択的に駆動することが望ましい。従って、各スイッチング回路は、セグメント電極を電流源に対してスイッチングするようにそれぞれが制御可能である複数のセグメントスイッチセットを含んでもよく、また共通電極を電流源に対してスイッチングするように制御可能な共通電極スイッチセット含んでもよい。各スイッチセットは、電流源とグラウンドなどの基準電圧との間で、対応する電極を選択的にスイッチングしてもよい。典型的には、各スイッチセットは、電極と電流源の間に接続されているトップスイッチ、および電極と基準電圧の間に接続されているボトムスイッチを含むハーフＨブリッジを含む。
【００２３】
ＡＣ信号が供給されるセグメント電極に対応するセグメントスイッチングセットが共通してスイッチングされ、そのスイッチング回路の共通スイッチングセットの反対にスイッチングされるように、駆動回路が構成されてもよい。従って、使用時に、電流源は、ＡＣ信号が供給されるセグメント電極または共通電極に接続され、他方の電極または一連の電極が、基準電圧に接続される。これは、明るくされるセグメント電極が電流源に接続され、共通電極が基準電圧に接続される第１状態、およびセグメント電極が基準電圧に接続され共通電極が電流源に接続される第２状態を有する、スイッチングセットにより表わされてもよい。
【００２４】
さらに、スイッチングセットは、セグメント電極および共通電極の両方の対応する電極が電流源および基準電位の両方から切断されている第３状態を有してもよい。このような場合は、容量性負荷の電位差は一般に一定のままであるが、どちらの電極の電圧も変動できる。これは、使用時に、高周波数負荷のスイッチングセットが第１状態から第２状態に切り替わる時、第３状態を経て切り替わるように回路が構成されてもよい高周波数負荷で特に有用である。これは、電流源からの電圧が高周波数負荷のスイッチング全体を通して高いままであることを可能にし、したがって、低周波数負荷から電荷がより失われにくい。
【００２５】
さらなる態様では、第１及び第２容量性負荷の共通電極は、典型的には伝導性のバックプレーンの形態の、第１及び第２容量性負荷間で共有される共通の共通電極を含んでもよい。そのような場合、共通の共通電極は、使用時に、高周波数で極性がスイッチングされている第１または第２出力ノードのどちらに接続されてもよい(好ましい実施形態では、第１出力ノード)。これは、共通電極が、適用されるサイクルの半分で他の出力ノードに接続されたセグメント電極と同一の極性になることをもたらし、従って、さらなる、そして有用であり得る、第２容量性負荷に印加される電圧の削減をもたらす。
【００２６】
好ましくは、第１容量性負荷は電場発光（ＥＬ）ディスプレイである。好ましくは、第２容量性負荷は高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）ディスプレイである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施形態の一例について記述する。
【００２８】
図１は従来の駆動回路を示す。
【００２９】
図２は、図１の駆動回路で使用するドライブ信号を示す。
【００３０】
図３は本発明の一実施形態による駆動回路を示す。
【００３１】
図４は、図３の駆動回路で使用するドライブ信号を示す。
【００３２】
図５は本発明の他の実施形態による回路を示す。
【００３３】
図１は、任意のある１つの時点に１つだけの電圧および周波数のＡＣ信号を生成することができる、典型的な従来の駆動回路を示す。容量性負荷(典型的には、ＥＬまたはＰＤＬＣディスプレイ)はキャパシタＣLa、ＣLbなどとして示される。このディスプレイは、典型的には別々に活性化されるいくつかのセグメントを含み、各セグメントは第１セグメント電極を含むが、他のセグメントと第２共通バックプレーン電極５を共有する。これは、各々の図示されたキャパシタの第２電極が、並列に接続されていることにより示されている。
【００３４】
駆動回路は、ＶDCのＤＣ入力をもち、ポイント２で高電圧変動ＤＣ信号ＶＰＰを出力するように構成された電圧変換器１を備えた電流源を備える。電圧変換器１はコンバータスイッチ（ＳＷ１）、インダクタ（Ｌ）、ダイオード（Ｄ）、平滑キャパシタ（ＣS）および放電スイッチ（ＳＷ２）を含む。
【００３５】
高電圧信号（ＶＰＰ）は、ハーフＨ−ブリッジスイッチ３ａ(スイッチＳＷ３、ＳＷ４を含む)、３ｂなどによりディスプレイの様々なセグメント（ＣLa、ＣLb...）に分配され、そしてハーフＨ−ブリッジスイッチ４(スイッチＳＷ５、ＳＷ６を含む)により共通バックプレーン電極に分配される。これらのハーフＨ−ブリッジは、セグメント電極であれ共通電極であれ、ＶＰＰとグラウンドの間で各電極を切り替えるように構成され、ＶＰＰに電極を選択的に接続する第１の「トップ」スイッチＳＷ３、ＳＷ５、およびグラウンドに電極を選択的に接続する第２の「ボトム」スイッチ（ＳＷ４、ＳＷ６）を含む。ハーフＨ−ブリッジは、典型的に単一の高電圧アレイドライバＩＣへ統合されてもよい。この実施形態では、グラウンドは基準電位と見なすことができる。
【００３６】
図２は、この回路の動作を示す。セグメントが電力を受け取るには、一方のハーフＨ−ブリッジはＶＰＰにスイッチングされなければならず、他方のハーフＨ−ブリッジはグラウンドにスイッチングされなければならない。図２に示される例では、ＳＷ３はセグメント電極をＶＰＰに接続し、ＳＷ６がバックプレーンをグラウンドに接続する。
【００３７】
コンバータスイッチＳＷ１は、ＳＷ１が開くとダイオード（Ｄ）を通して平滑キャパシタ（ＣS）を通り、更にスイッチＳＷ３を通って負荷キャパシタ（ディスプレイ素子、ＣLaなど）へディスチャージするようにインダクタ（Ｌ）に電流を発生させるために、パルス駆動される。これにより、ノードＶＰＰの電圧を上昇させ、また負荷（ＶＬ）の両端間の電圧を上昇させる。
【００３８】
十分な電圧が達成された場合、コンバータスイッチＳＷ１はパルス化を止め、ＳＷ２は負荷と平滑容量が電荷を放出するためオン状態になる。一実施形態では、ＳＷ２を流れる電流は、抵抗器または他の手段(図示せず)を設けることにより制限されてもよい。これは、負荷の過度に速い電荷の放出を防ぐ。
【００３９】
一旦電圧がグラウンド近くに放出されたならば、Ｈ−ブリッジスイッチの状態が反転される。この場合、スイッチＳＷ３およびＳＷ６が開かれ、ＳＷ４とＳＷ５が閉じられる。そして、ＳＷ１のパルシングが再開し、ＶＰＰが再び上昇するが、Ｈ−ブリッジスイッチの極性の変化により、負荷キャパシタ（ＣＬ）の電圧は今度は負ピークまで落ちる。このように、ディスプレイセグメントを横切って１つの単一電圧および周波数のＡＣ駆動信号が生成される。
【００４０】
多数の電圧および周波数の供給が所望される場合は、これまでは、上述のような、複数のそのような回路が必要であった。しかしながら、本発明者は、これが必要でない可能性があることを認識した。
【００４１】
図３は本発明の一実施形態による駆動回路を示し、この駆動回路は単一の電源供給要素と単一の電圧変換器を使用して、２つの異なるディスプレイ装置に２つの異なるピーク電圧および周波数を供給することができる。２つのＥＬセグメントＣL1aおよびＣL1bならびに２つのＰＤＬＣセグメントＣL2aおよびＣL2bが示されているが、このような回路には任意数のセグメントを接続可能であると考えられる。
【００４２】
電圧変換器１１は図１に関して上述された通りであり、対応する要素には同一の参照符号が付されている。第１スイッチング回路１２は、第１容量性負荷（ＥＬセグメントＣL1a、ＣL1bなど)を電流源電圧変換器からの出力ＶＰＰに選択的に接続し、第２スイッチング回路１３は、第２容量性負荷（ＰＤＬＣセグメントＣL2a、ＣL2bなど）を同一の電圧変換器出力ＶＰＰに選択的に接続する。
【００４３】
スイッチング回路内では、ハーフＨ−ブリッジスイッチセットＳＷ５およびＳＷ６が、共通ＥＬバックプレーン電極１４にＶＰＰまたはグラウンド（この実施形態では基準電圧)への選択接続を提供する。ＳＷ３およびＳＷ４などの複数のハーフＨ−ブリッジスイッチセットは、各ＥＬセグメント電極にグラウンドまたはＶＰＰへの選択接続を提供する。多数のセグメントスイッチセットＳＷ３およびＳＷ４が、単一のバックプレーン接続と共に使用することができる。同様に、ハーフＨ−ブリッジスイッチセットＳＷ５およびＳＷ６は、共通ＰＤＬＣバックプレーン電極１５にＶＰＰまたはグラウンドへの選択接続を提供する。ＳＷ３およびＳＷ４などの複数のハーフＨ−ブリッジスイッチセットは、各ＰＤＬＣセグメント電極にグラウンドまたはＶＰＰへの選択接続を提供する。多数のセグメントスイッチセットＳＷ３およびＳＷ４が、単一のバックプレーン接続と共に使用することができる。
【００４４】
電圧変換器要素（ＳＷ１、Ｌ、Ｄ、ＣSおよびＳＷ２）の動作は、従来技術に関して記述されたものと同一である（図２参照）。ＥＬスイッチセット（ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５およびＳＷ６）の動作も、従来技術に関して記述されたものと同一である（図２参照）。
【００４５】
ＰＤＬＣスイッチセット（ＳＷ７〜ＳＷ１０）の動作は図４に記載されている。本質的には、これらは、容量性負荷に印加される電圧の極性が電圧変換器１１が動作するよりも低い周波数で交換されるということを除いて従来技術と同様に動作する。この低周波数は図４に示され、そこではＰＤＬＣスイッチセット（ＳＷ７〜ＳＷ１０）は、スイッチＳＷ２（すなわち電圧変換器１１の周期）の周波数より低い周波数でスイッチングし、これは複数のＶＰＰパルスがＰＤＬＣスイッチセット（ＳＷ７〜ＳＷ１０）のいずれかの単一周期の間に発生するということに表れる。ＰＤＬＣスイッチセットの各期間に整数のＶＰＰパルス数があること、および示されている実施形態中では、ＰＤＬＣスイッチセット期間ごとに８つのＶＰＰパルスがあることがわかる。
【００４６】
他の実施形態では、異なった数のＶＰＰパルスが十分にありえる。例えば、ＰＤＬＣ期間毎に、およそ２、３、４、５、６、７、９、１０、１５または２０以上のＶＰＰパルスがあってもよい。
【００４７】
これにより、多数の高周波数半サイクルが、正極性、それから負極性で、ＰＤＬＣに印加されることになる。これは、図４中のＶＢＰ２およびＶＳ２のグラフに示される。当然のことながら、スイッチＳＷ７およびＳＷ１０が電流を通過させる場合（ならびにＳＷ９およびＳＷ８が開回路である場合）、ＶＳ２は周期波形を示す。さらに、スイッチＳＷ８およびＳＷ９が電流を通過させる場合（ならびにＳＷ７およびＳＷ１０が開回路である場合）、ＶＢＰ２は周期波形を示す。したがって、ＶＳ２−ＶＢＰ２のグラフからわかるように、これにより、セグメントおよび共通バックプレーン電極スイッチセットの出力の電圧差である電圧が形成される。
【００４８】
各ＰＤＬＣ素子（ＣL2aなど）と直列に抵抗器Ｒを設けることによって、この印加される信号がフィルタリングされ、ＰＤＬＣ素子（ＶＬ２）上に低電圧、低周波数信号をもたらす。抵抗器Ｒの効果は、ＰＤＬＣ素子（ＣL2aなど）の電荷の放出のための時定数が増加されるということであり、これにより、ＰＤＬＣ素子（ＣL2aなど）はＶＰＰ期間内に電荷放出しない。これは（ＶＬ２のグラフからわかるように）、正負両方に伸び、その上にＡＣリップルが重畳された方形波に近似する結果になる。この波形はＰＤＬＣ素子を駆動するのに適している。
【００４９】
抵抗器Ｒおよび容量性負荷（ここではＰＤＬＣ素子）の容量により形成されるＲＣフィルタの特性周波数が、ＥＬの極性がスイッチングされる周波数とＰＤＬＣ素子の極性がスイッチングされる周波数の間になるように、抵抗器Ｒのサイズが選択されるべきである。これは、ＰＤＬＣ素子に印加される信号の所望でない高周波成分が排除され、有用なより低周波数成分が遮断されないことを保証する。ＰＤＬＣ素子の全容量をＣとし、抵抗器Ｒの抵抗をＲとすると、特性周波数は（１／２πＲＣ）である。
【００５０】
他の実施形態(図示せず)では、回路は、さらに抵抗器Ｒに並列または直列に接続したフィルタキャパシタを含む。上に示す特性周波数の「Ｃ」の値は、したがって、フィルタキャパシタおよび関連する容量性負荷の全容量であってもよい。
【００５１】
図２に示されるＶＬの周波数を参照すると、それがＶＰＰと同一の周波数を有していることがわかる。図４に示されるＶＬ２の周波数を参照すると、それがＶＰＰより低い周波数を有し、したがって、ＶＬ２はＶＬより低い周波数を有していることがわかる。
【００５２】
他の実施形態である、添付の図面の図５に示される回路のように、上記２つの装置に対して１つの共通バックプレーン駆動を使用して構成することも可能である。この場合、共通（ＥＬおよびＰＤＬＣ）バックプレーン２０は高（ＥＬ）周波数、すなわちＶＰＰの周波数でスイッチングされる。これは、先の共通ＥＬおよびＰＤＬＣバックプレーン電極１４および１５を１つの電極２０に統合した回路で示される。先のスイッチの符号を再利用すれば、先のスイッチペアＳＷ３およびＳＷ４、ＳＷ５およびＳＷ６、ならびにＳＷ７およびＳＷ８はそのままであるが、スイッチＳＷ９およびＳＷ１０は、共通の共通電極２０がスイッチペアＳＷ５およびＳＷ６によりスイッチングされるので省かれる。スイッチペアの各々は図２および図４のようにスイッチングされ、ＳＷ９およびＳＷ１０のスイッチングは省かれる。ＰＤＬＣセグメントに生じる電圧差は、印加される半サイクルの半分の間に高電圧においてのみであり、したがって、生じるＰＤＬＣ電圧は減少する。
【００５３】
好ましい構成では、上で言及されたどのようなスイッチも電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。しかしながら、バイポーラトランジスタ、スイッチなど他のスイッチング手段が使用されてもよい。
【００５４】
他の実施形態では、ＥＬスイッチセットはセグメント電極および共通電極の両方電極が電流源とグラウンドの両方から切断されている第３状態を介して負荷の極性をスイッチングする。このような場合は、容量性負荷の電位差は一般に一定のままであるが、どちらの電極の電圧もフロート状態にできる。これは、電流源からの電圧がＥＬセグメントのスイッチング全体を通じて高いままであることを可能にし、したがって、ＰＤＬＣセグメントから電荷がより失われにくい（ＶＬ２上のリップルが減少する）。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は従来の駆動回路を示す。
【図２】図２は、図１の駆動回路で使用するドライブ信号を示す。
【図３】図３は本発明の一実施形態による駆動回路を示す。
【図４】図４は、図３の駆動回路で使用するドライブ信号を示す。
【図５】図５は本発明の他の実施形態による回路を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に、第１出力ノードにおいて第１容量性負荷用の第１ＡＣ信号を、第２出力ノードにおいて第２容量性負荷用の第２ＡＣ信号を供給するように構成され、前記第１及び第２ＡＣ信号は電圧および周波数が異なる容量性負荷駆動回路であって、
電流源と、
前記電流源および前記第１出力ノードに接続され、前記第１ＡＣ信号を発生するための第１スイッチング回路と、
前記電流源および前記第２出力ノードに接続され、前記第２ＡＣ信号を発生するための第２スイッチング回路と備え、
前記第１及び第２スイッチング回路の各々は、対応する出力ノードが電流源に接続される極性を制御可能にスイッチングするように構成され、
使用時に、前記第１及び第２スイッチング回路が異なる周波数で極性をスイッチングするように構成された容量性負荷駆動回路。
【請求項２】
前記電流源が電圧変換器を含む、請求項１に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項３】
前記電圧変換器が、低電圧ＤＣ電流の入力と、前記第１および第２スイッチング回路の双方に供給される高電圧ＤＣ電流の出力を含む、請求項２に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項４】
前記電圧変換器はコンバータスイッチを含み、前記コンバータスイッチの繰り返しのスイッチングにより前記高圧電流を発生させる、請求項３に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項５】
前記電圧変換器がフライバックコンバータを含む、請求項２〜４のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項６】
前記電圧変換器が、使用時に、「電流源」周波数のＡＣ成分を有する高電圧ＤＣ信号を発生するように構成された、請求項２〜５のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項７】
使用時に、前記第１スイッチング回路がＡＣ成分の１サイクル毎に極性を１度スイッチングするように構成された、請求項６に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項８】
前記第１スイッチング回路の半サイクル毎に１度、従って前記ＡＣ成分の１サイクル毎に１度、前記第１容量性負荷を放電させるように構成された、請求項７に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項９】
前記第１スイッチング回路が、使用時に、スイッチングする周波数は、第２スイッチング回路が使用時にスイッチングする周波数の整数倍である、請求項６〜８のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１０】
前記第２スイッチング回路がスイッチングする場合、前記第１スイッチング回路は同時、または実質的に同時にスイッチングする、請求項９に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１１】
使用時に両方のスイッチング回路が同時、または実質的に同時にスイッチングする場合、第１及び第２容量性負荷は同時、または実質的に同時に放電する、請求項１０に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１２】
抵抗器が、一方または両方のスイッチング回路と、対応する出力ノードとの間に配置された、請求項１〜１１のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１３】
抵抗器が前記第２出力ノードのスイッチング回路に接続された、請求項９〜１１のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１４】
前記抵抗器Ｒの抵抗は、前記抵抗器Ｒおよび前記第２出力ノードに接続された負荷の容量により形成されるＲＣフィルタの特性周波数が、前記２つの容量性負荷の極性が使用中にスイッチングされる周波数の中間に設定された、請求項１３に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１５】
いずれか一方または両方のスイッチング回路と、対応する前記出力ノード間に接続されたフィルタキャパシタをさらに含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１６】
請求項９に従属する場合、前記フィルタキャパシタが前記第２出力ノードに接続された、請求項１５に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１７】
前記第１及び第２容量性負荷の各々が複数のセグメントを含み、各セグメントはセグメント電極を有し、
各負荷の共通電極に対して相対的なＡＣ信号を各セグメントに供給するように構成され、
各前記スイッチング回路は、前記セグメント電極を前記電流源に対してスイッチングするように制御可能である複数のセグメントスイッチセット、および前記共通電極を前記電流源に対してスイッチングするように制御可能な共通電極スイッチセットを含む、請求項１〜１６のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１８】
前記スイッチセットが前記電流源と基準電圧との間で対応する電極をスイッチングするように構成された、請求項１７に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１９】
各スイッチセットが、前記電極と前記電流源との間に接続されたトップスイッチ、および前記電極と前記基準電圧との間に接続されたボトムスイッチを含むハーフＨブリッジを備えた、請求項１８に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項２０】
使用時に、ＡＣ信号が供給される前記セグメント電極に対応するセグメントスイッチングセットが共通してスイッチングされ、かつ、そのスイッチング回路の共通スイッチングセットの反対にスイッチングされるように構成された、請求項１７〜１９のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項２１】
前記スイッチングセットは、明るくされる前記セグメント電極が前記電流源に接続され、共通電極が基準電圧に接続される第１状態と、前記セグメント電極が前記基準電圧に接続され前記共通電極が前記電流源に接続される第２状態を有し、さらに前記スイッチングセットが、前記セグメント電極および前記共通電極の両方の対応する電極が前記電流源および前記基準電位の両方から切断されている第３状態を有する、請求項１７〜２０のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項２２】
請求項９に従属する場合、使用時に、前記第２容量性負荷のスイッチングセットが第１状態から第２状態にスイッチングする際、第３状態を経てスイッチングするように構成された、請求項２１に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項２３】
前記第１及び第２容量性負荷の共通電極が、第１及び第２容量性負荷間で共有される共通の共通電極を含み、前記共通の共通電極は、使用時に、高周波数で極性がスイッチングされている前記第１または第２出力のどちらにでも接続される、請求項１７〜２２のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項２４】
電場発光（ＥＬ）ディスプレイを含む第１容量性負荷、および高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）ディスプレイを含む第２容量性負荷との組み合わせである、請求項１〜２３ののいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１】
使用時に、第１出力ノードにおいて第１容量性負荷用の第１ＡＣ信号を、第２出力ノードにおいて第２容量性負荷用の第２ＡＣ信号を供給するように構成され、前記第１及び第２ＡＣ信号は電圧および周波数が異なる容量性負荷駆動回路であって、
電流源と、
前記電流源および前記第１出力ノードに接続され、前記第１ＡＣ信号を発生するための第１スイッチング回路と、
前記電流源および前記第２出力ノードに接続され、前記第２ＡＣ信号を発生するための第２スイッチング回路と備え、
前記第１及び第２スイッチング回路の各々は、対応する出力ノードが電流源に接続される極性を制御可能にスイッチングするように構成され、
使用時に、前記第１及び第２スイッチング回路が異なる周波数で極性をスイッチングするように構成された容量性負荷駆動回路。
【請求項２】
前記電流源が電圧変換器を含む、請求項１に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項３】
前記電圧変換器が、低電圧ＤＣ電流の入力と、前記第１および第２スイッチング回路の双方に供給される高電圧ＤＣ電流の出力を含む、請求項２に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項４】
前記電圧変換器はコンバータスイッチを含み、前記コンバータスイッチの繰り返しのスイッチングにより前記高圧電流を発生させる、請求項３に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項５】
前記電圧変換器がフライバックコンバータを含む、請求項２〜４のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項６】
前記電圧変換器が、使用時に、「電流源」周波数のＡＣ成分を有する高電圧ＤＣ信号を発生するように構成された、請求項２〜５のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項７】
使用時に、前記第１スイッチング回路がＡＣ成分の１サイクル毎に極性を１度スイッチングするように構成された、請求項６に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項８】
前記第１スイッチング回路の半サイクル毎に１度、従って前記ＡＣ成分の１サイクル毎に１度、前記第１容量性負荷を放電させるように構成された、請求項７に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項９】
前記第１スイッチング回路が、使用時に、スイッチングする周波数は、第２スイッチング回路が使用時にスイッチングする周波数の整数倍である、請求項６〜８のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１０】
前記第２スイッチング回路がスイッチングする場合、前記第１スイッチング回路は同時、または実質的に同時にスイッチングする、請求項９に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１１】
使用時に両方のスイッチング回路が同時、または実質的に同時にスイッチングする場合、第１及び第２容量性負荷は同時、または実質的に同時に放電する、請求項１０に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１２】
抵抗器が、一方または両方のスイッチング回路と、対応する出力ノードとの間に配置された、請求項１〜１１のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１３】
抵抗器が前記第２出力ノードのスイッチング回路に接続された、請求項９〜１１のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１４】
前記抵抗器Ｒの抵抗は、前記抵抗器Ｒおよび前記第２出力ノードに接続された負荷の容量により形成されるＲＣフィルタの特性周波数が、前記２つの容量性負荷の極性が使用中にスイッチングされる周波数の中間に設定された、請求項１３に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１５】
いずれか一方または両方のスイッチング回路と、対応する前記出力ノード間に接続されたフィルタキャパシタをさらに含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１６】
請求項９に従属する場合、前記フィルタキャパシタが前記第２出力ノードに接続された、請求項１５に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１７】
前記第１及び第２容量性負荷の各々が複数のセグメントを含み、各セグメントはセグメント電極を有し、
各負荷の共通電極に対して相対的なＡＣ信号を各セグメントに供給するように構成され、
各前記スイッチング回路は、前記セグメント電極を前記電流源に対してスイッチングするように制御可能である複数のセグメントスイッチセット、および前記共通電極を前記電流源に対してスイッチングするように制御可能な共通電極スイッチセットを含む、請求項１〜１６のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１８】
前記スイッチセットが前記電流源と基準電圧との間で対応する電極をスイッチングするように構成された、請求項１７に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項１９】
各スイッチセットが、前記電極と前記電流源との間に接続されたトップスイッチ、および前記電極と前記基準電圧との間に接続されたボトムスイッチを含むハーフＨブリッジを備えた、請求項１８に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項２０】
使用時に、ＡＣ信号が供給される前記セグメント電極に対応するセグメントスイッチングセットが共通してスイッチングされ、かつ、そのスイッチング回路の共通スイッチングセットの反対にスイッチングされるように構成された、請求項１７〜１９のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項２１】
前記スイッチングセットは、明るくされる前記セグメント電極が前記電流源に接続され、共通電極が基準電圧に接続される第１状態と、前記セグメント電極が前記基準電圧に接続され前記共通電極が前記電流源に接続される第２状態を有し、さらに前記スイッチングセットが、前記セグメント電極および前記共通電極の両方の対応する電極が前記電流源および前記基準電位の両方から切断されている第３状態を有する、請求項１７〜２０のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項２２】
請求項９に従属する場合、使用時に、前記第２容量性負荷のスイッチングセットが第１状態から第２状態にスイッチングする際、第３状態を経てスイッチングするように構成された、請求項２１に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項２３】
前記第１及び第２容量性負荷の共通電極が、第１及び第２容量性負荷間で共有される共通の共通電極を含み、前記共通の共通電極は、使用時に、高周波数で極性がスイッチングされている前記第１または第２出力のどちらにでも接続される、請求項１７〜２２のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項２４】
電場発光（ＥＬ）ディスプレイを含む第１容量性負荷、および高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）ディスプレイを含む第２容量性負荷との組み合わせである、請求項１〜２３ののいずれかに記載の容量性負荷駆動回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００９−５２６２５５（Ｐ２００９−５２６２５５Ａ）
【公表日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５３８１６（Ｐ２００８−５５３８１６）
【出願日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００７／０００２５２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０９１０２０
【国際公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【出願人】（５０３１８３６４０）ペリコン リミテッド (16)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００７／０００２５２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０９１０２０
【国際公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【出願人】（５０３１８３６４０）ペリコン リミテッド (16)
【Ｆターム（参考）】
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