JP2007086631A - 定電流駆動回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】 消費電力を低減することが可能な定電流駆動回路
【解決手段】 ＯＬＥＤ２を駆動するメインの駆動用ＴＦＴ３と、該駆動用ＴＦＴ３よりも電流能力の小さい電流検出用センスＴＦＴ４とを相互に並列接続する。センスＴＦＴ４に接続したセンス抵抗５を流れる分流電流の電圧降下と駆動用ＴＦＴ３に所定の電流を流すのに必要なセンス抵抗５での電圧降下に対応した基準電圧ＶＲとをコンパレータ６により比較する。コンパレータ６からのフィードバック出力により駆動用ＴＦＴ３及びセンスＴＦＴ４のゲート電圧を制御し、ＯＬＥＤ２を定電流駆動する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、定電流駆動回路に関する。
近年の技術の発展に伴い、アクティブマトリクス型有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子（有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ））のような発光素子を用いた表示装置が実用化されている。
有機ＥＬ素子は、発光の強さと流れる電流値とに相関があるため、輝度をコントロールするためには定電流駆動する必要がある。
アクティブマトリクス型有機ＥＬ素子の定電流駆動回路の例が、例えば、特許文献１の図３に記載されている。
図２は特許文献１の図３に記載された従来のＯＬＥＤ用定電流回路１０００を示す回路図である。
図２に示すように、特許文献１に開示されたＯＬＥＤ用定電流回路１０００は、電源入力端子１００１と、有機ＥＬ素子１００２と、ＦＥＴ１００４により構成された電源制御回路１００３と、抵抗１００６により構成された電流検出回路１００５と、差動増幅回路１００７と、サンプルホールド回路１０１２と、サンプルホールドパルス入力端子１０１５と、電圧入力端子１０１６と、を備えて構成されている。
差動増幅回路１００７はＦＥＴ１００８、１００９と、負荷抵抗１０１０と、電流制限抵抗１０１１と、を備えて構成されている。
サンプルホールド回路１０１２は、ＦＥＴ１０１３と、コンデンサ１０１４と、を備えて構成されている。
電源入力端子１００１は有機ＥＬ素子１００２のアノード端子に接続されている。
有機ＥＬ素子１００２のカソード端子は、ＦＥＴ１００４のドレイン端子に接続されている。
ＦＥＴ１００４のソース端子には抵抗１００６の一端が接続され、該抵抗１００６の他端は接地されている。
抵抗１００６とＦＥＴ１００４との接続点は、ＦＥＴ１００９のゲート端子に接続されている。このため、電流検出回路１００５の電圧降下はＦＥＴ１００９のゲート端子に入力される。
ＦＥＴ１００９のドレイン端子と電源入力端子１００１との間には負荷抵抗１０１０が接続され、該負荷抵抗１０１０とＦＥＴ１００９のドレイン端子との接続点はＦＥＴ１００４のゲート端子に接続されている。
ＦＥＴ１００８のドレイン端子は負荷抵抗１０１０と電源入力端子１００１との接続点に接続されている。
ＦＥＴ１００８，１００９のソース端子は電流制限抵抗１０１１の一端に接続され、該電流制限抵抗１０１１の他端は接地されている。
ＦＥＴ１００８のゲート端子はコンデンサ１０１４の一端に接続され、該コンデンサ１０１４の他端は接地されている。
コンデンサ１０１４とＦＥＴ１００８との接続点には、ＦＥＴ１０１３のソース端子が接続され、該ＦＥＴ１０１３のドレイン端子には電圧入力端子１０１６が接続され、該ＦＥＴ１０１３のゲート端子にはサンプルホールドパルス入力端子１０１５が接続されている。
電圧入力端子１０１６からは、有機ＥＬ素子１００２に流すべき電流が電流検出回路１００５で起こす電圧降下に対応した電圧が入力される。
電圧入力端子１０１６の電圧は、サンプルホールド回路１０１２のＦＥＴ１０１３のドレインに供給されており、サンプルホールドパルス入力端子１０１５によってＦＥＴ１０１３がオンすると、コンデンサ１０１４に電圧入力端子１０１６の電圧がホールドされる。
このホールドされた電圧（電圧入力端子１０１６の電圧）は差動増幅回路１００７のＦＥＴ１００８のゲートに入力される。
電流検出回路１００５により検出された電圧降下が電圧入力端子１０１６の電圧よりも小さい場合は、ＦＥＴ１００９はオフ状態となり電流制御回路１００３のゲート電圧はハイレベルとなり、電流を多く流すことにより電流検出回路１００５の電圧と電圧入力端子１０１６の電圧とを近づけようとする。
他方、電流検出回路１００５により検出された電圧降下が電圧入力端子１０１６の電圧よりも大きい場合は、ＦＥＴ１００９はオン状態となり、ＦＥＴ１００９のドレイン電圧はローレベルとなり、電流制御回路１００３はオフ状態となり電流を減らそうとし、電流検出回路１００５の電圧と電圧入力端子１０１６の電圧が同じになるようにして有機ＥＬ素子１００２を定電流駆動する。
特開２００２−９１３７７号公報（第５頁、図３）
しかしながら、図２に示す従来の定電流駆動回路１０００は、有機ＥＬ素子１００２に直列に接続された電流検出回路１００５の電圧降下を利用するため、消費電流が大きいという問題点があった。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、消費電力を低減可能な定電流駆動回路を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の定電流駆動回路は、駆動する負荷に直列接続された駆動用ＴＦＴと、前記負荷に直列接続され、かつ、前記駆動用ＴＦＴと並列接続された分流用ＴＦＴと、前記分流用ＴＦＴに直列接続された負荷抵抗と、を有することを特徴としている。
本発明の定電流駆動回路においては、前記負荷抵抗の電圧降下と基準電圧とを比較し、両者が等しくなるように前記駆動用ＴＦＴのゲートを制御する制御回路をさらに有することが好ましい。
本発明の定電流駆動回路においては、前記制御回路がコンパレータ回路からなることが好ましい。
本発明の定電流駆動回路においては、前記基準電圧は前記駆動用ＴＦＴに所定の電流を流すための電圧に等しいことが好ましい。
本発明の定電流駆動回路においては、前記駆動する負荷が有機ＬＥＤであることが好ましい。
本発明の定電流駆動回路においては、前記駆動する負荷が無機ＬＥＤであることが好ましい。
本発明によれば、定電流駆動回路における消費電力を低減させることが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係るＯＬＥＤ用定電流駆動回路１００を示す回路図である。
図１に示すように、本実施形態に係るＯＬＥＤ用定電流駆動回路１００は、電源入力端子１と、この電源入力端子１にアノード端子が接続されたＯＬＥＤ（駆動する負荷、有機ＬＥＤ）２と、このＯＬＥＤ２のカソード端子に各々のドレイン端子が接続された駆動用ＴＦＴ３及びセンスＴＦＴ（分流用ＴＦＴ）４と、センスＴＦＴ４のソース端子に一端が接続され他端が接地されたセンス抵抗（負荷抵抗）５と、センス抵抗５とセンスＴＦＴ４との接続点に反転入力端子が接続されたコンパレータ（制御回路、コンパレータ回路）６と、このコンパレータ６の正転入力端子に接続された基準電圧入力端子７と、を備えて構成されている。
なお、センスＴＦＴ４は、電流検出用のものであり、駆動用ＴＦＴ３よりも電流能力が小さい。
駆動用ＴＦＴ３のソース端子は直接接地され、センスＴＦＴ４のソース端子はセンス抵抗５を介して接地されている。つまり、駆動用ＴＦＴ３及びセンスＴＦＴ４は、相互に並列となってＯＬＥＤ２に対して接続されている。
センス抵抗５の電圧降下と駆動用ＴＦＴ３を流れる電流との関係はＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｇｒｏｕｐ、Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）などにより予め測定され、その測定値は基準電圧ＶＲとして記憶されている。この記憶された基準電圧ＶＲが、基準電圧入力端子７からコンパレータ６の正転入力端子に入力される。
また、センス抵抗５の電圧降下はコンパレータ６の反転入力端子に入力される。
コンパレータ６は、センス抵抗５の電圧降下と、該コンパレータ６の正転入力端子に入力される基準電圧ＶＲ（つまり駆動用ＴＦＴ３に流すべき電圧に対応した基準電圧ＶＲ）とを比較し、その比較結果を駆動用ＴＦＴ３及びセンスＴＦＴ４のゲート端子に入力する。
これにより、コンパレータ６は、センス抵抗５の電圧降下と基準電圧ＶＲとが等しくなるように駆動用ＴＦＴ３及びセンスＴＦＴ４を制御し、ＯＬＥＤ２を定電流駆動する。
このように、ＯＬＥＤ２を駆動するメインの駆動用ＴＦＴ３と、該駆動用ＴＦＴ３よりも電流能力の小さい電流検出用センスＴＦＴ４とを相互に並列接続し、センスＴＦＴ４に接続したセンス抵抗（負荷抵抗）５を流れる分流電流の電圧降下と駆動用ＴＦＴ３に所定の電流を流すのに必要なセンス抵抗５での電圧降下に対応した基準電圧ＶＲをコンパレータ６により比較し、コンパレータ６からのフィードバック出力により駆動用ＴＦＴ３及びセンスＴＦＴ４のゲート電圧を制御し、ＯＬＥＤ２を定電流駆動する。
以上のような実施形態によれば、ＯＬＥＤ２を駆動するメインの駆動用ＴＦＴ３を流れる電流を、駆動用ＴＦＴ３と並列接続した電流能力の小さいセンスＦＥＴ４と、該センスＦＥＴ４のソース端子に接続したセンス抵抗５とを使って検出するため、電流検出に要する消費電力を分流比の二乗に反比例する程度に低減できる。
また、センス抵抗５はかなり大きな抵抗としても、センス抵抗５の電圧降下と駆動用ＴＦＴ３を流れる電流はほぼ比例関係を保つため、センス抵抗５を大きくすることにより更に消費電力を低減できる。
なお、本実施形態に係る定電流駆動回路１００は、例えば、アクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置に用いることができる。
なお、上記の実施形態では、駆動する負荷がＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）２である例を説明したが、無機ＬＥＤであっても良いし、ＬＥＤ以外の負荷を駆動させるようにしても良い。
また、上記の実施形態では、ＮチャンネルのＴＦＴを用いたローサイドスイッチを用いる例を説明したが、ＰチャンネルのＴＦＴを用いたハイサイドスイッチを用いて定電流駆動回路を構成することもできる。
また、上記の実施形態では、電圧入力端子１に電圧を供給する電源（図示略）の電圧が固定電圧である例を説明したが、電源に代えて走査線のように選択して所定の電圧を印加する構成を用いても良い。
本発明の実施形態に係る定電流駆動回路を示す回路図である。 従来の定電流駆動回路を示す回路図である。
符号の説明
１００ 定電流駆動回路
２ ＯＬＥＤ（駆動する負荷、有機ＬＥＤ）
３ 駆動用ＴＦＴ
４ センスＴＦＴ（分流用ＴＦＴ）
５ センス抵抗（負荷抵抗）
６ コンパレータ（制御回路、コンパレータ回路）

Claims (6)

  1. 駆動する負荷に直列接続された駆動用ＴＦＴと、
    前記負荷に直列接続され、かつ、前記駆動用ＴＦＴと並列接続された分流用ＴＦＴと、
    前記分流用ＴＦＴに直列接続された負荷抵抗と、
    を有することを特徴とする定電流駆動回路。
  2. 前記負荷抵抗の電圧降下と基準電圧とを比較し、両者が等しくなるように前記駆動用ＴＦＴのゲートを制御する制御回路をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の定電流駆動回路。
  3. 前記制御回路がコンパレータ回路からなることを特徴とする請求項２に記載の定電流駆動回路。
  4. 前記基準電圧は前記駆動用ＴＦＴに所定の電流を流すための電圧に等しいことを特徴とする特許請求項２又は３に記載の定電流駆動回路。
  5. 前記駆動する負荷が有機ＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の定電流駆動回路。
  6. 前記駆動する負荷が無機ＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の定電流駆動回路。

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