專利名稱：發(fā)光元件驅(qū)動裝置、包含該裝置的顯示模塊以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動使用高壓驅(qū)動LED(發(fā)光二極管)等發(fā)光元件的發(fā)光元件驅(qū)動裝置、使用該發(fā)光元件驅(qū)動裝置的顯示模塊以及具備該顯示模塊的移動電話機(jī)、PDA、數(shù)碼相機(jī)等電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
LED等發(fā)光元件，其本身被作為顯示元件使用以外，還被作為LCD(液晶顯示裝置)的背光等使用。其使用個數(shù)決定于顯示形式、所需光量等。
圖8A及圖8B表示作為發(fā)光元件使用LED的電子設(shè)備一例的折疊式移動電話機(jī)的外觀圖。圖8A所示為移動電話機(jī)的打開狀態(tài)、圖8B所示為閉合狀態(tài)。
在圖8A及圖8B中，1為天線、2為顯示面積大的主顯示部分、3為操作部分。另外，4為閉合狀態(tài)時顯示電話的來電、郵件收信、日期·時間等的副顯示部分。該副顯示部分4為小面積顯示即可。這些顯示部分2、4由LCD構(gòu)成，作為其背光，例如使用白色、紅色、藍(lán)色、綠色的LED。根據(jù)LCD2、4的顯示面積作背光用的LED個數(shù)不同。
圖9表示驅(qū)動圖8A及圖8B移動電話機(jī)等的LED的、現(xiàn)有技術(shù)的顯示模塊的結(jié)構(gòu)，由驅(qū)動器件50和顯示器件60構(gòu)成。
顯示器件60具有為副顯示部分4設(shè)置的由兩個LED61、LED62串聯(lián)連接的第1系統(tǒng)的發(fā)光元件組、和為需要更多光量的主顯示部分2設(shè)置的由四個LED63、LED64、LED65、LED66串聯(lián)連接的第2系統(tǒng)的發(fā)光元件組。
另一方面，在驅(qū)動器件50將鋰電池等3.6V的電源電壓Vcc經(jīng)升壓型開關(guān)電源電路51升壓至高電壓Vhh。由于使白色、藍(lán)色的LED發(fā)光平均每個LED必須要用4V左右的電壓，因此該高電壓Vhh為18V。該高電壓Vhh施加到LED61～LED66。另外，通常驅(qū)動器52及驅(qū)動器53為恒流驅(qū)動器。驅(qū)動器52與串聯(lián)的LED的個數(shù)無關(guān)，在導(dǎo)通狀態(tài)時流過恒定的電流、截止?fàn)顟B(tài)時隔斷電流。因此，對應(yīng)顯示指令信號各驅(qū)動器被驅(qū)動為導(dǎo)通或截止，控制LED61～LED66的發(fā)光。
另外，還提出了將這些第1系統(tǒng)的發(fā)光元件組和第2系統(tǒng)的發(fā)光元件組構(gòu)成為個別導(dǎo)通或截止、或者這些發(fā)光元件組串聯(lián)連接以同時導(dǎo)通、截止的方案(參照專利文獻(xiàn)1)。
但是，這些現(xiàn)有的如圖9的LED驅(qū)動裝置中，為驅(qū)動發(fā)光元件個數(shù)多的第2系統(tǒng)的發(fā)光元件組，必須對應(yīng)該發(fā)光元件個數(shù)來產(chǎn)生高電壓Vhh(該情況下為18V)。因此，電源電路51必須要有較高的升壓率。
另外，在同時驅(qū)動第1系統(tǒng)和第2系統(tǒng)的發(fā)光元件組的情況下，由于也給元件數(shù)少的第1系統(tǒng)的發(fā)光元件組施加高電壓Vhh，在恒流驅(qū)動器52導(dǎo)致發(fā)生很大損失。即，如設(shè)定每發(fā)光元件的電壓為Vf、電流為If，則圖9的例子中第1系統(tǒng)的恒流驅(qū)動器52將發(fā)生If×(Vhh-2×Vf)的損失。由此，導(dǎo)致降低了該移動電話機(jī)等電子設(shè)備的功率效率的問題。
再有，如專利文獻(xiàn)1所示，通過將第1系統(tǒng)及第2系統(tǒng)的發(fā)光元件組個別或者串聯(lián)連接同時導(dǎo)通、截止的方式，可以抑制損失的增加。但是，為使多系統(tǒng)的發(fā)光元件組串聯(lián)連接并發(fā)光，與現(xiàn)有的高電壓Vhh相比，將必須產(chǎn)生更高的電壓(如26V(-4V×6個+α)左右)。因此，所存在的問題是，必須有更高升壓率的電源電路，并且，驅(qū)動器件和顯示器件也必須能耐更高電壓。
專利文獻(xiàn)1特開2003-274646號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用低電壓來驅(qū)動發(fā)光所需電壓不同的多系統(tǒng)的發(fā)光元件組，同時能降低損失提高效率的發(fā)光元件驅(qū)動裝置。本發(fā)明的另一目的在于提供一種含有該發(fā)光元件驅(qū)動裝置的顯示模塊及具有該顯示模塊的電子設(shè)備。
本發(fā)明之一，提供一種發(fā)光元件驅(qū)動裝置，所具有的特征是，包括升壓電路，其對電源電壓升壓后從第1極性電壓輸出端輸出規(guī)定第1極性電壓；反相電壓產(chǎn)生電路，其輸入上述第1極性電壓，從第2極性電壓輸出端輸出將該第1極性電壓進(jìn)行極性反相后的第2極性電壓；第1驅(qū)動器，其被設(shè)置在上述第1極性電壓輸出端與基準(zhǔn)電壓點之間，與第1發(fā)光元件組串聯(lián)連接，并根據(jù)第1指令信號導(dǎo)通、截止；和第2驅(qū)動器，其被設(shè)置在上述第1極性電壓輸出端與上述第2極性電壓輸出端之間，與產(chǎn)生的壓降比上述第1發(fā)光元件組壓降大的第2發(fā)光元件組串聯(lián)連接，并根據(jù)第2指令信號導(dǎo)通、截止。
本發(fā)明之二，是在本發(fā)明之一所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置中，所具有的特征是，上述第1驅(qū)動器及第2驅(qū)動器為在導(dǎo)通時流過規(guī)定恒定電流的恒流驅(qū)動器。
本發(fā)明之三，是在本發(fā)明之一或之二所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置中，所具有的特征是，上述升壓電路為開關(guān)型升壓電壓，上述反相電壓產(chǎn)生電路為充電泵型反相電壓產(chǎn)生電路。
本發(fā)明之四，是在本發(fā)明之一或之二所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置中，所具有的特征是，上述升壓電路為充電泵型升壓電路，上述反相電壓產(chǎn)生電路為充電泵型反相電壓產(chǎn)生電路。
本發(fā)明之五，是在本發(fā)明之一或之二所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置中，所具有的特征是，上述第1發(fā)光元件組及上述第2發(fā)光元件組的發(fā)光元件為同一色的發(fā)光二極管。
本發(fā)明之六，是在本發(fā)明之一或之二所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置中，所具有的特征是，上述第1發(fā)光元件組的發(fā)光元件為紅色發(fā)光二極管，上述第2發(fā)光元件組的發(fā)光元件為綠色和/或藍(lán)色發(fā)光二極管。
本發(fā)明之七，提供一種顯示模塊，所具有的特征是，包括第1發(fā)光元件組；第2發(fā)光元件組，其所產(chǎn)生的壓降比上述第1發(fā)光元件組壓降大；升壓電路，其對電源電壓升壓后從第1極性電壓輸出端輸出規(guī)定第1極性電壓；反相電壓產(chǎn)生電路，其輸入上述第1極性電壓，從第2極性電壓輸出端輸出將該第1極性電壓進(jìn)行極性反相后的第2極性電壓；第1驅(qū)動器，其被設(shè)置在上述第1極性電壓輸出端與基準(zhǔn)電壓點之間，與第1發(fā)光元件組串聯(lián)連接，并根據(jù)第1指令信號導(dǎo)通、截止；和第2驅(qū)動器，其被設(shè)置在上述第1極性電壓輸出端與上述第2極性電壓輸出端之間，與產(chǎn)生的壓降比上述第1發(fā)光元件組壓降大的第2發(fā)光元件組串聯(lián)連接，并根據(jù)第2指令信號導(dǎo)通、截止。
本發(fā)明之八，是在本發(fā)明之七所述的顯示模塊中，所具有的特征是，上述第1驅(qū)動器及第2驅(qū)動器為在導(dǎo)通時流過規(guī)定恒定電流的恒流驅(qū)動器。
本發(fā)明之九，是在本發(fā)明之七或者之八所述的顯示模塊中，所具有的特征是，上述反相電壓產(chǎn)生電路為充電泵型反相電壓產(chǎn)生電路。
本發(fā)明之十，是在本發(fā)明之七或者之八所述的顯示模塊中，所具有的特征是，上述第1發(fā)光元件組及上述第2發(fā)光元件組的發(fā)光元件為同一色的發(fā)光二極管。
本發(fā)明之十一，是在本發(fā)明之七或者之八所述的顯示模塊中，所具有的特征是，上述第1發(fā)光元件組的發(fā)光元件為紅色發(fā)光二極管，上述第2發(fā)光元件組的發(fā)光元件為綠色和/或藍(lán)色發(fā)光二極管。
本發(fā)明之十二，提供一種電子設(shè)備，所具有的特征是，具備本發(fā)明之七～之十一中任一項所述的顯示模塊。
利用本發(fā)明，使用升壓電路將電源電壓升壓為規(guī)定的第1極性電壓(正電壓)、使用反相電壓產(chǎn)生電路使第1極性電壓的極性反相而生成第2極性電壓(負(fù)電壓)。使用該正電壓和基準(zhǔn)電壓(地電壓)來使所需電壓低的第1發(fā)光元件組(第1發(fā)光二極管組)發(fā)光，另一方面使用正電壓和負(fù)電壓來使所需電壓高的第2發(fā)光元件組(第2發(fā)光二極管組)發(fā)光。
由此，可以用低電壓驅(qū)動發(fā)光所需電壓不同的多系統(tǒng)的發(fā)光元件組。因此，可以降低升壓電路的升壓率(升壓電壓/電源電壓)。還有，可以使發(fā)光元件驅(qū)動裝置和使用該裝置的顯示模塊耐壓值為低值。
另外，可以實現(xiàn)使用低電壓驅(qū)動所需電壓低的第1發(fā)光元件組(第1發(fā)光二極管組)，使用高電壓驅(qū)動所需電壓高的第2發(fā)光元件組(第2發(fā)光二極管組)，因此，可以降低損失、提高效率。


圖1表示有關(guān)本發(fā)明第1實施例的具有包含多系統(tǒng)發(fā)光元件組的顯示部分的電子設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖2A表示本發(fā)明使用的反相電壓產(chǎn)生電路的組成圖。
圖2B表示圖2A的反相電壓產(chǎn)生電路的工作過程說明圖。
圖3表示本發(fā)明使用的恒流驅(qū)動器的組成圖。
圖4表示有關(guān)本發(fā)明第2實施例的具有包含多系統(tǒng)發(fā)光元件組的顯示部分的電子設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖5表示本發(fā)明使用的恒流驅(qū)動器的另一組成圖。
圖6表示有關(guān)本發(fā)明第3實施例的具有包含多系統(tǒng)發(fā)光元件組的顯示部分的電子設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖7A表示本發(fā)明使用的、采用升壓用充電泵電路的升壓電路。
圖7B表示圖7A的升壓用充電泵電路的工作過程說明圖。
圖8A表示應(yīng)用本發(fā)明的移動電話機(jī)在打開狀態(tài)時的外觀示意圖。
圖8B表示應(yīng)用本發(fā)明的移動電話機(jī)在折疊狀態(tài)時的外觀示意圖。
圖9表示現(xiàn)有技術(shù)的、驅(qū)動移動電話機(jī)等的LED用顯示模塊的組成圖。
圖中Lo-線圈，Qo-開關(guān)，Do-整流用二極管，Co-平滑用電容，10、10A、20-控制用IC，11、22-控制電路，12、13-分壓電阻，14、23-極性反相用充電泵電路，21-升壓用充電泵電路，15、24-跨接電容，16、25-負(fù)電壓輸出用電容，17、18、17A、18A、26～28-恒流驅(qū)動器，19、29-反相電壓產(chǎn)生電路，100、200-顯示部分，110、120、210～230-發(fā)光元件組，111～234-發(fā)光二極管，Vcc-電源電壓，Vp-正電壓，Vn-負(fù)電壓，S1～S3-指令信號，1-天線，2-主顯示部分，3-操作部分，4-副顯示部分。
具體實施例方式
下面，參照附圖，說明使用LED作為發(fā)光元件的本發(fā)明的電子設(shè)備的實施方式。
圖1表示有關(guān)本發(fā)明第1實施例的、驅(qū)動發(fā)光所要電壓不同的多系統(tǒng)發(fā)光元件組的發(fā)光元件驅(qū)動裝置和具有包含該發(fā)光元件組的顯示部分的電子設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)圖。另外，本發(fā)明也構(gòu)成具備該發(fā)光元件驅(qū)動裝置及顯示部分的模塊。
在圖1中，該電子設(shè)備具備顯示部分100、由控制用IC10及IC外設(shè)部件構(gòu)成的發(fā)光元件驅(qū)動裝置。
顯示部分100設(shè)置有由兩個LED111、112串聯(lián)連接的第1發(fā)光元件組110和由四個LED121～124串聯(lián)連接的第2發(fā)光元件組120。例如，使用這些第1發(fā)光元件組110的LED111、112作為圖8B中LCD4的背光、第2發(fā)光元件組120的LED121～124作為圖8A中的LCD2的背光。該第1發(fā)光元件組110及第2發(fā)光元件組120存在個別點亮的時候，也存在同時點亮的時候。
這些LED111～124中，為得到規(guī)定的發(fā)光量，要流過規(guī)定的電流If。此時，施加給各LED111～124的電壓Vf，視各LED有所散差。白色LED或者藍(lán)色LED的情況下，平均每個LED，比如大多在3.4V～4.0V的范圍內(nèi)散差。
給使用兩個該LED串聯(lián)的第1發(fā)光元件組110，必須施加偏差上限為8V左右的高電壓、另外，給使用四個該LED串聯(lián)的第2發(fā)光元件組120必須施加更高的電壓(偏差上限為16V左右)。
發(fā)光元件驅(qū)動裝置，在產(chǎn)生施加給第1、第2發(fā)光元件組110、120電壓的同時，控制第1、第2發(fā)光元件組的點燈。
升壓電源電壓Vcc(＝3.6V)，得到供給LED的、規(guī)定的第1極性電壓(以下稱正電壓)Vp(＝9V)。另外，電壓在沒有特別聲明的情況下，表示與地之間的電壓。在該正電壓Vp與電源電壓Vcc的電源之間，連接有線圈Lo和作為控制開關(guān)的N型MOS晶體管Qo。從該線圈Lo和開關(guān)Qo的連接點，通過整流用二極管Do、給平滑用電容Co在正電壓Vp充電。整流用二極管Do最好為管壓降小的肖特基二極管。
為保持該正電壓Vp為一定值，將經(jīng)電阻12和電阻13分壓正電壓Vp得到的低檢測電壓Vdet，反饋給控制電路11。控制電路11用誤差放大器將檢測電壓Vdet與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并將該比較結(jié)果作為誤差信號、和三角波信號在PWM比較器進(jìn)行比較。該PWM比較器得到的比較結(jié)果，為對應(yīng)檢測電壓Vdet與基準(zhǔn)電壓之差的占空比的PWM脈沖信號。將該PWM脈沖信號作為開關(guān)控制信號Cont施加給開關(guān)Qo的柵極，控制開關(guān)Qo的導(dǎo)通、截止。如這樣，使用由線圈Lo、開關(guān)Qo、整流用二極管Do、平滑用電容Co、電阻12、13、控制電路11等構(gòu)成的開關(guān)型升壓電路，來產(chǎn)生維持在規(guī)定電壓的正電壓Vp。
向反相電壓產(chǎn)生電路19輸入正電壓Vp，輸出極性反相的第2極性電壓Vn(以下稱負(fù)電壓)。
反相電壓產(chǎn)生電路19，如圖2A、圖2B所示，由極性反相用充電泵電路(-1.0CP)14、跨接電容15和負(fù)電壓輸出用電容16構(gòu)成。極性反相用充電泵電路14，具有由第1時鐘Φ1驅(qū)動的第1切換開關(guān)SWA、由與第1時鐘Φ1互補的第2時鐘Φ2驅(qū)動的第2切換開關(guān)SWB。第1切換開關(guān)SWA的第1切換端子1與正電壓Vp連接，第2切換開關(guān)SWB的第1切換端子1與負(fù)電壓Vn連接，第1切換開關(guān)SWA及第2切換開關(guān)SWB各自的共同端子C分別與跨接電容15的各端連接，第1切換開關(guān)SWA及第2切換開關(guān)SWB的第2端子與地連接。
這樣，當(dāng)?shù)?時鐘Φ1為高(H)電平、第2時鐘Φ2為低(L)電平時，第1及第2切換開關(guān)SWA、SWB如圖2A所示那樣交替切換。這種狀態(tài)下，跨接電容15在正電壓Vp被充電。相反，當(dāng)?shù)?時鐘Φ1為低電平、第2時鐘Φ2為高電平時，第1及第2切換開關(guān)SWA、SWB進(jìn)行與圖2A所示相反的交替切換。這種狀態(tài)下，通過跨接電容15的電荷，向著負(fù)電壓Vn，給負(fù)電壓輸出用電容16充電。通過反復(fù)進(jìn)行該動作，負(fù)電壓輸出用電容16在負(fù)電壓Vn，也即反相正電壓Vp極性的電壓(-9V)得到充電。
再次參照圖1。第1發(fā)光元件組110和第1驅(qū)動器17串聯(lián)連接在正電壓Vp的輸出端和作為基準(zhǔn)電壓點的地之間。當(dāng)由控制電路11給該第1驅(qū)動器17施加第1指令信號S1時，第1驅(qū)動器導(dǎo)通，電流流過第1發(fā)光元件組110。當(dāng)停止施加第1指令信號S1時，截止。
另外，第2發(fā)光元件組120和第2驅(qū)動器18串聯(lián)連接在正電壓Vp的輸出端和負(fù)電壓Vn的輸出端之間。當(dāng)由控制電路11給該第2驅(qū)動器18施加第2指令信號S2時，第2驅(qū)動器導(dǎo)通，電流流過第2發(fā)光元件組120。當(dāng)停止施加第2指令信號S2時，截止。由于正電壓Vp的輸出端和負(fù)電壓Vn的輸出端之間的電壓為正電壓Vp的兩倍(≈18V)，是足夠驅(qū)動第2發(fā)光元件組120的、四個串聯(lián)的LED121～124的高電壓值。
第1驅(qū)動器17及第2驅(qū)動器18優(yōu)選是當(dāng)被施加第1、第2指令信號S1、S2時導(dǎo)通并流過恒定電流的恒流驅(qū)動器。另外，優(yōu)選該恒定電流的大小可以任意調(diào)節(jié)。
圖3所示的是該第1驅(qū)動器17的構(gòu)成例。在圖3中，N型MOS晶體管(以下稱NMOS)31和檢測電阻32串聯(lián)連接在第1發(fā)光元件組110和地之間。檢測電阻32的壓降R·If與基準(zhǔn)電壓源33的基準(zhǔn)電壓Vref間的差經(jīng)誤差放大器34放大，并用該輸出結(jié)果控制NMOS31的柵極電壓。通過用指令信號S1控制誤差放大器34的工作電源，使恒流驅(qū)動器17導(dǎo)通或者截止。流過該恒流驅(qū)動器17的恒定電流If的大小，能通過調(diào)整基準(zhǔn)電壓Vref，設(shè)定為任意值。
使用圖3的恒流驅(qū)動器作為第2發(fā)光元件組120的恒流驅(qū)動器18的情況下，只要將該恒流驅(qū)動器連接于第2發(fā)光元件組120和負(fù)電壓Vn的輸出端之間即可。
通過以上的說明可以判斷出控制電路11具有控制升壓電路的工作、向反相電壓產(chǎn)生電路提供第1、第2時鐘Φ1、Φ2、提供第1、第2指令信號S1、S2等控制本發(fā)明的電子設(shè)備工作的功能。
另外，前面就第1發(fā)光元件組LED的串聯(lián)個數(shù)為2個、第2發(fā)光元件組LED的串聯(lián)個數(shù)為4個的情況進(jìn)行了說明，但并不局限于這些數(shù)字，3個和6個、1個和2個等的組合也可以。另外，第1發(fā)光元件組LED的串聯(lián)個數(shù)與第2發(fā)光元件組LED的串聯(lián)個數(shù)的比例雖已就1比2的情況進(jìn)行了說明，但也并不局限于該比例，其他如2比5、3比5等比例都可以。就該點，對于其他實施例也同樣。
下面說明如上述構(gòu)成的本發(fā)明的工作過程。接通電子設(shè)備的電源，升壓電路工作并產(chǎn)生正電壓Vp(+9V)，反相電壓產(chǎn)生電路19接收該正電壓Vp并工作、產(chǎn)生負(fù)電壓Vn(-9V)。產(chǎn)生該正電壓Vp及負(fù)電壓Vn，與第1、第2指令信號S1、S2并無關(guān)系。
當(dāng)?shù)?驅(qū)動器17、第2驅(qū)動器18都沒被提供給第1、第2指令信號的時候，第1發(fā)光元件組110及第2發(fā)光元件組120同時為熄滅狀態(tài)。
如提供第1指令信號S1，第1驅(qū)動器17導(dǎo)通，根據(jù)基準(zhǔn)電壓Vref設(shè)定的規(guī)定恒定電流If流過第1發(fā)光元件組110。第1發(fā)光元件組110的各LED111、112以對應(yīng)于恒定電流If的強(qiáng)度發(fā)光。
如提供第2指令信號S2，第2驅(qū)動器18導(dǎo)通，根據(jù)基準(zhǔn)電壓Vref設(shè)定的規(guī)定恒定電流If流過第2發(fā)光元件組120。第2發(fā)光元件組120的各LED121～124以對應(yīng)于恒定電流If的強(qiáng)度發(fā)光。
如同時提供第1指令信號S1及第2指令信號S2，第1發(fā)光元件組110及第2發(fā)光元件組120將同時點亮。
如這樣，與是否提供第1、第2指令信號S1、S2，或者提供其中之一、或者提供兩者都無關(guān)，只要升壓電路和反相電壓產(chǎn)生電路19始終恒定工作即可。由于升壓電路的升壓率可以始終保持恒定，因此可以按照能以最高效率工作的工作點設(shè)計升壓電路的各構(gòu)成要素。
另外，能實現(xiàn)用共同的低電壓(9V)來驅(qū)動發(fā)光所需電壓不同的多系統(tǒng)的發(fā)光元件組110、120。因此，也能降低升壓電路的升壓率(升壓電壓Vp/電源電壓Vcc)。還有，還可以實現(xiàn)將發(fā)光元件驅(qū)動裝置和使用該裝置的顯示模塊的耐壓值設(shè)定為低值。
再有，實現(xiàn)了用低電壓Vp驅(qū)動所需電壓低的第1發(fā)光元件組(第1發(fā)光二極管組)和用高電壓Vp+Vn驅(qū)動所需電壓高的第2發(fā)光元件組(第2發(fā)光二極管組)。因此，由于第1、第2驅(qū)動器17、18的壓降同時減小的緣故，能減小功率損失、提高效率。
圖4表示有關(guān)本發(fā)明的第2實施例的具有包含發(fā)光元件組顯示部分的電子設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)圖。
在圖4的第2實施例中，第1驅(qū)動器17A連接于正電壓Vp的輸出端和第1發(fā)光元件組110的一個端子之間，第1發(fā)光元件組110的另一個端子與地相連。另外，第2驅(qū)動器18A連接于正電壓Vp的輸出端和第2發(fā)光元件組120的一個端子之間，第2發(fā)光元件組120的另一端子與負(fù)電壓Vn的輸出端相連。因此，根據(jù)這種連接方式，第1驅(qū)動器17A及第2驅(qū)動器18A采用如圖5所示的結(jié)構(gòu)。
圖5的恒流驅(qū)動器17A，使用于在正電壓Vp的輸出端和第1發(fā)光元件組110之間設(shè)置恒流驅(qū)動器的情況。該圖5中的恒流驅(qū)動器17A中，檢測電阻35和P型MOS晶體管(以下稱PMOS)36串聯(lián)連接于正電壓Vp的輸出端與第1發(fā)光元件組110之間。檢測電阻35的壓降R·If與基準(zhǔn)電壓源37的基準(zhǔn)電壓Vref間的誤差經(jīng)誤差放大器38放大，并用該輸出控制PMOS36的柵極電壓。通過用指令信號S1控制誤差放大器36的工作電源，恒流驅(qū)動器17A導(dǎo)通或截止。流經(jīng)該恒流驅(qū)動器17A的恒定電流If的大小，能通過調(diào)整基準(zhǔn)電壓Vref設(shè)定為任意值。
圖5的恒流驅(qū)動器作為第2發(fā)光元件組120的恒流驅(qū)動器18A使用的情況下，只要將該恒流驅(qū)動器18A串聯(lián)連接于正電壓Vp的輸出端和第2發(fā)光元件組120的一個端子之間就可以。
關(guān)于圖4的第2實施例的其他方面，與圖1的第1實施例相同，同一部件使用同一或者相應(yīng)符號。該第2實施例中，除可以得到與第1實施例相同的效果之外，還可以將提供電流給不同發(fā)光元件組的第1驅(qū)動器17A和第2驅(qū)動器18A，使用相同的結(jié)構(gòu)。因此，裝置結(jié)構(gòu)更簡單。
圖6表示有關(guān)本發(fā)明第3實施例的具有包含發(fā)光元件組的顯示部分的電子設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)圖。在該第3實施例中，為達(dá)到彩色發(fā)光目的，設(shè)置第1發(fā)光元件組由紅色(R)發(fā)光二極管組成、第2發(fā)光元件組由綠色(G)發(fā)光二極管組成、第3發(fā)光元件組由藍(lán)色(B)發(fā)光二極管組成的多系統(tǒng)發(fā)光元件組，各發(fā)光元件組發(fā)光所需的電壓不同。另外，本發(fā)明也構(gòu)成該發(fā)光元件驅(qū)動裝置及具有該顯示部分的顯示模塊。
圖6中，該電子設(shè)備具備顯示部分200和由控制用IC20及IC外設(shè)部件構(gòu)成的發(fā)光元件驅(qū)動裝置。
顯示部分200設(shè)置有由四個紅色LED211～214串聯(lián)連接的第1發(fā)光元件組210、由四個綠色LED221～224串聯(lián)連接的第2發(fā)光元件組220和由四個藍(lán)色LED231～234串聯(lián)連接的第3發(fā)光元件組230。這些第1～第3發(fā)光元件組210～230的LED211～214、221～224、231～234，例如用作LCD的背光。該第1～第3發(fā)光元件組210～230基本上是同時點亮，通過調(diào)整流過其的電流值來發(fā)出規(guī)定的光。不用說，其各自分別點亮的時候也有。
這些LED211～214、221～224、231～234中，為得到所需的發(fā)光量要流過各自的規(guī)定電流Ir、Ig、Ib。這些彩色LED，施加在各LED上的電壓與白色LED一樣，視各LED、也多少都有所散差，然而根據(jù)發(fā)光顏色、施加在各LED上的電壓就有很大不同。施加在紅色LED的電壓，平均每個約2.0V；施加在綠色LED和藍(lán)色LED的電壓，平均每個約3.5V。
在由這樣的四個紅色LED211～214串聯(lián)連接的第1發(fā)光元件組210上必須施加8V左右的高電壓，另外，由四個綠色LED221～224串聯(lián)連接的第2發(fā)光元件組220及由四個藍(lán)色LED231～234串聯(lián)連接的第3發(fā)光元件組230上，必須施加14V左右的高電壓。
該發(fā)光元件驅(qū)動裝置，產(chǎn)生施加給第1～第3發(fā)光元件組210～230的電壓，控制第1～第3發(fā)光元件組210～230的點燈。
為達(dá)到升壓電源電壓Vcc(＝3.6V)以得到供給LED的規(guī)定正電壓Vp(＝9V)的目的，在該實施例中具有包含升壓用充電泵電路21和外設(shè)的充電泵用電容21-1、21-2及平滑用電容Co的升壓電路。
圖7A和圖7B表示使用升壓用充電泵電路21的升壓電路的組成圖及其工作過程說明圖。在圖7A中，PMOS晶體管Q21-1～Q21-3串聯(lián)連接，在其輸入端一側(cè)施加電源電壓Vcc。在這些MOS晶體管Q21-1～Q21-3的輸出端一側(cè)，連接電容21-1、21-2、Co的一個端子。電容21-1、21-2的另一端子提供給雙相時鐘Φ23、Φ24。因此，電容Co在正電壓Vp被充電。
時鐘發(fā)生器CG1輸入從控制電路22來的控制信號Cont和電源電壓Vcc，當(dāng)被供給控制信號Cont、將如圖7B所示那樣同時輸出第1～第4時鐘Φ21～Φ24。第1時鐘Φ21與第2時鐘Φ22是互補型雙相時鐘，在地電壓Vgnd和正電壓Vp之間變化。該第1時鐘Φ21提供給第奇數(shù)個MOS晶體管Q21-1、Q21-3的柵極、第2時鐘Φ22提供給第偶數(shù)個MOS晶體管Q21-2的柵極，控制這些晶體管的導(dǎo)通、截止。
另外，第3時鐘Φ23與第4時鐘Φ24也當(dāng)然是互補型雙相時鐘，在地電壓Vgnd和正電壓Vp之間變化。該第3時鐘Φ23提供給電容C21-1的另一端、第4時鐘Φ24提供給電容C21-2的另一端。該第3、第4時鐘Φ23、Φ24的振幅(Vcc-Vgnd)成為各充電泵單元的升壓電壓。
由于該升壓電路僅能分兩段充電泵升壓，該正電壓Vp僅能輸出由3×Vcc去除MOS晶體管Q21-1～Q21-3壓降以下的電壓。
為輸出適當(dāng)大小的正電壓Vp，在該升壓電路最好進(jìn)行恒壓控制工作。由于正電壓Vp作為反饋電壓被輸入，該正電壓Vp經(jīng)電阻分壓形成檢測電壓。另一方面，比如用帶隙(bandgap)型恒壓電路形成參考電壓。用比較器比較該檢測電壓與參考電壓，當(dāng)檢測電壓超出參考電壓時，停止產(chǎn)生時鐘發(fā)生器CG1的時鐘Φ21～Φ24。由于該時鐘Φ21～Φ24的停止，升壓電路的升壓工作也停止。另外，當(dāng)檢測電壓比參考電壓低時，時鐘發(fā)生器CG1再度開始產(chǎn)生時鐘，升壓工作進(jìn)行。由于使該比較器具有遲滯特性，可進(jìn)行穩(wěn)定的升壓工作。
當(dāng)正電壓Vp輸入到反相電壓產(chǎn)生電路29，將輸出極性反相的第2極性電壓(以下稱負(fù)電壓)Vn。
反相電壓產(chǎn)生電路29含有極性反相用充電泵電路23、跨接電容24、負(fù)電壓輸出用電容25，與圖1的反相電壓產(chǎn)生電路19相同。由此，負(fù)電壓輸出用電容25在負(fù)電壓Vn，即正電壓極性反相后的電壓(-9V)被充電。
第1驅(qū)動器26和第1發(fā)光元件組210串聯(lián)連接于正電壓Vp的輸出端和作為基準(zhǔn)電壓點的地之間。當(dāng)被施加由控制電路22來的指令信號S1時，該第1驅(qū)動器26導(dǎo)通，第1發(fā)光元件組210中流過電流。當(dāng)停止施加第1指令信號S1時，截止。
另外，第2驅(qū)動器27和第2發(fā)光元件組220串聯(lián)連接于正電壓Vp的輸出端和負(fù)電壓Vn的輸出端之間。當(dāng)被施加由控制電路22來的指令信號S2時，該第2驅(qū)動器27導(dǎo)通，第2發(fā)光元件組220中流過電流。當(dāng)停止施加第2指令信號S2時，截止。
再有，第3驅(qū)動器件28和第3發(fā)光元件組230串聯(lián)連接于正電壓Vp的輸出端和負(fù)電壓Vn的輸出端之間。當(dāng)被施加由控制電路22來的指令信號S3時，該第3驅(qū)動器件28導(dǎo)通，第3發(fā)光元件組230中流過電流。當(dāng)停止施加第3指令信號S3時，截止。
由于正電壓Vp的輸出端與負(fù)電壓Vn的輸出端之間的電壓為正電壓Vp的兩倍(≈18V)，是足夠驅(qū)動第2發(fā)光元件組220及第3發(fā)光元件組230的四個串聯(lián)連接的LED221～224、LED231～234的電壓值。
另外，第1～第3驅(qū)動器件26～28最好為當(dāng)被供給第1～第3指令信號S1～S3時導(dǎo)通并流過恒定電流的恒流驅(qū)動器。還有，最好該恒定電流的大小可以任意調(diào)節(jié)。該第1～第3驅(qū)動器件26～28能使用圖5所示的恒流驅(qū)動器。
通過以上的說明表明，控制電路22具有控制升壓電路的工作、向反相電壓產(chǎn)生電路提供第1、第2時鐘、提供第1～第3指令信號S1～S3等控制本發(fā)明的電子設(shè)備工作的功能。
下面說明如上述構(gòu)成的本發(fā)明的工作過程。接通電子設(shè)備的電源，升壓電路工作并產(chǎn)生正電壓Vp(+9V)，反相電壓產(chǎn)生電路29接收該正電壓Vp并工作、產(chǎn)生負(fù)電壓Vn(-9V)。產(chǎn)生該正電壓Vp及負(fù)電壓Vn，與第1～第3指令信號S1～S3并無關(guān)系。
當(dāng)?shù)?～第3驅(qū)動器件26～28都沒被提供給第1～第3指令信號S1～S3的時候，第1～第3發(fā)光元件組210～230同時為熄滅狀態(tài)。
如提供第1～第3指令信號S1～S3，第1～第3驅(qū)動器件26～28導(dǎo)通，根據(jù)基準(zhǔn)電壓Vref設(shè)定的規(guī)定恒定電流Ir、Ig、Ib流過第1～第3發(fā)光元件組210～230。第1～第3發(fā)光元件組210～230的各LED以對應(yīng)恒定電流Ir、Ig、Ib的強(qiáng)度發(fā)光。
不論是否提供第1～第3指令信號S1～S3，以及提供其中之一還是全部都提供，只要升壓電路和反相電壓產(chǎn)生電路29始終恒定工作即可。由于升壓電路的升壓率可以始終保持恒定，因此可以按照能以最高效率工作的工作點設(shè)計升壓電路的各構(gòu)成要素。
另外，與第1、第2實施例一樣，可以實現(xiàn)降低升壓率，還可以實現(xiàn)將發(fā)光元件驅(qū)動裝置和使用該裝置的顯示模塊的耐壓值設(shè)定為低值，減小功率損失，提高效率。
另外，不論哪個實施例，作為升壓電路都可以使用采用了圖1的開關(guān)型升壓電路和圖6的充電泵電路的升壓電路。
以上的實施方式是以應(yīng)用于折疊式移動電話機(jī)的例子來說明的，但本發(fā)明并不局限于此，還可以應(yīng)用于用低電壓驅(qū)動、發(fā)光所需電壓不同的多系統(tǒng)發(fā)光元件組的顯示模塊和使用該模塊的電子設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，包括升壓電路，其對電源電壓升壓后從第1極性電壓輸出端輸出規(guī)定第1極性電壓；反相電壓產(chǎn)生電路，其輸入所述第1極性電壓，從第2極性電壓輸出端輸出將該第1極性電壓進(jìn)行極性反相后的第2極性電壓；第1驅(qū)動器，其被設(shè)置在所述第1極性電壓輸出端與基準(zhǔn)電壓點之間，與第1發(fā)光元件組串聯(lián)連接，并根據(jù)第1指令信號導(dǎo)通、截止；和第2驅(qū)動器，其被設(shè)置在所述第1極性電壓輸出端與所述第2極性電壓輸出端之間，與產(chǎn)生的壓降比所述第1發(fā)光元件組壓降大的第2發(fā)光元件組串聯(lián)連接，并根據(jù)第2指令信號導(dǎo)通、截止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第1驅(qū)動器及第2驅(qū)動器為在導(dǎo)通時流過規(guī)定恒定電流的恒流驅(qū)動器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，所述升壓電路為開關(guān)型升壓電壓，所述反相電壓產(chǎn)生電路為充電泵型反相電壓產(chǎn)生電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，所述升壓電路為充電泵型升壓電路，所述反相電壓產(chǎn)生電路為充電泵型反相電壓產(chǎn)生電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第1發(fā)光元件組及所述第2發(fā)光元件組的發(fā)光元件為同一色的發(fā)光二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第1發(fā)光元件組的發(fā)光元件為紅色發(fā)光二極管，所述第2發(fā)光元件組的發(fā)光元件為綠色和/或藍(lán)色發(fā)光二極管。
7.一種顯示模塊，其特征在于，包括第1發(fā)光元件組；第2發(fā)光元件組，其所產(chǎn)生的壓降比所述第1發(fā)光元件組壓降大；升壓電路，其對電源電壓升壓后從第1極性電壓輸出端輸出規(guī)定第1極性電壓；反相電壓產(chǎn)生電路，其輸入所述第1極性電壓，從第2極性電壓輸出端輸出將該第1極性電壓進(jìn)行極性反相后的第2極性電壓；第1驅(qū)動器，其被設(shè)置在所述第1極性電壓輸出端與基準(zhǔn)電壓點之間，與第1發(fā)光元件組串聯(lián)連接，并根據(jù)第1指令信號導(dǎo)通、截止；和第2驅(qū)動器，其被設(shè)置在所述第1極性電壓輸出端與所述第2極性電壓輸出端之間，與產(chǎn)生的壓降比所述第1發(fā)光元件組壓降大的第2發(fā)光元件組串聯(lián)連接，并根據(jù)第2指令信號導(dǎo)通、截止。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示模塊，其特征在于，所述第1驅(qū)動器及第2驅(qū)動器為在導(dǎo)通時流過規(guī)定恒定電流的恒流驅(qū)動器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的顯示模塊，其特征在于，所述反相電壓產(chǎn)生電路為充電泵型反相電壓產(chǎn)生電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的顯示模塊，其特征在于，所述第1發(fā)光元件組及所述第2發(fā)光元件組的發(fā)光元件為同一色的發(fā)光二極管。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的發(fā)光元件驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第1發(fā)光元件組的發(fā)光元件為紅色發(fā)光二極管，所述第2發(fā)光元件組的發(fā)光元件為綠色和/或藍(lán)色發(fā)光二極管。
12.一種電子設(shè)備，其特征在于，具備權(quán)利要求7～11中任一項所述的顯示模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光元件驅(qū)動裝置。使用升壓電路將電源電壓(Vcc)升壓生成為規(guī)定的正電壓(Vp)，使用反相電壓產(chǎn)生電路將正電壓的極性反相成為負(fù)電壓。利用正電壓和地電壓使所需電壓低的第1發(fā)光元件組、即第1發(fā)光二極管組發(fā)光，同時利用正電壓和負(fù)電壓使所需電壓高的第2發(fā)光元件組、即第2發(fā)光二極管組發(fā)光。這樣，能用低電壓驅(qū)動發(fā)光所需電壓不同的多系統(tǒng)發(fā)光元件組，并減小損失提高效率。
文檔編號H01L33/00GK1617195SQ20041008966
公開日2005年5月18日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者山本勛, 伊藤智將 申請人:羅姆股份有限公司