(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画素をマトリックス状に配列した表示部と、入力された表示データに基づき前記表示部の表示画素を横方向のＸライン及びこれと直交する縦方向のＹラインについてダイナミック点灯信号を出力する制御回路と、前記制御回路にそれぞれ独立して接続されたＸライン駆動回路とＹライン駆動回路とを備え、
前記Ｘライン駆動回路は、前記Ｘラインを指定する信号により駆動する素子として、定電流ドライバＩＣを備え、
前記Ｙライン駆動回路は、前記Ｙラインを指定する信号により電源からの電流で前記表示画素を駆動する第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタと前記表示画素の間を接地するように接続された第２のトランジスタと備え、
前記制御回路は、前記表示画素を点灯させるときに、前記定電流ドライバＩＣをアクティブにするとともに、前記第１のトランジスタをオンして前記表示画素を点灯させ、後に前記定電流ドライバＩＣを非アクティブにするとともに前記第１のトランジスタをオフするマスク期間に、前記第２のトランジスタをオンして前記第１のトランジスタと前記表示画素の間を接地させ、前記マスク期間が終了すると前記第２のトランジスタをもオフとする機能を備えた表示装置。
【請求項２】
前記表示画素を構成する発光素子は発光ダイオードである請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の表示装置において、前記表示画素に対応した表示入力データをＸラインデータとして入力し、前記Ｘラインデータに同期したＹラインを指定する信号に基づいてダイナミック点灯により駆動する表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋内及び屋外に設置される表示装置に係り、とりわけ画面に配列した発光ダイオードをダイナミック点灯方式によって駆動するフルカラー発光の表示装置及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
屋内や屋外に設置される発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と記す）を利用したフルカラーのディスプレイパネルは、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３個の発光ダイオードを一つの画素としてカラー画像を形成する。このようなフルカラー画像では、画面全体の輝度を調整する調光制御やドット単位の階調制御などの他に、各ＬＥＤのそれぞれについての細かな輝度制御が必要とされている。また、画像の高品質化のためには、たとえば１６×１６ドット単位で１辺の長さが６４ｍｍ程度の四角形の小さなサイズのＬＥＤパネルを用いることで、画像の緻密化に対応している。
【０００３】
このように画面全体の調光やＬＥＤの輝度を対象とする制御では、小さい回路構成でＬＥＤを駆動させることが必要である。そして、ＬＥＤの点灯駆動方式には、ダイナミック点灯方式とスタティック点灯方式があり、回路を小型化するためには一般的にスタティック点灯方式よりもダイナミック点灯方式にする方が有利である。
【０００４】
図４はスタティック点灯方式の駆動回路の例であり、図５はそのタイミングチャートである。
【０００５】
１つのＬＥＤ５０に対する電源（ＶＬＥＤ）５１が接続され、接地側には定電流ドライバＩＣ５２が接続されている。この回路構成では、画像表示部の１ライン分の表示データの最下位ビットが定電流ドライバＩＣ５２に送り込まれる。そして、１ライン分のデータが送り込まれてラッチがかかると、各ビットに対応した分のパルス幅の間点灯を行う。次いで、このパルス幅点灯中に次のビットのデータが定電流ドライバＩＣ５２に送り込まれる。各ビットに対応したパルス幅の表示の切り替わり毎に、表示の安定化のために定電流ドライバＩＣ５２のイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）信号を非アクティブとし表示を消してからラッチをかける。ラッチをかけたら、定電流ドライバＩＣ５２のイネーブル信号をアクティブとし次の表示を始める。
【０００６】
このように、スタティック点灯方式の場合では、定電流ドライバＩＣ５２を利用して、以上の動作を最下位ビットから最上位ビットのそれぞれについて繰り返すことにより階調表示が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ダイナミック点灯方式の場合では、本明細書において表示画素の横方向の配列として定義するＸラインをデューティに応じた複数のドットが共有する必要がある。このため、スタティック点灯方式の駆動回路にＸラインと直交する縦方向の配列として定義されるＹラインの選択を行うスイッチが加わることになる。
【０００８】
すなわち、Ｘラインの定電流ドライバＩＣに送り込まれる表示データは、たとえば１／２デューティの場合では、奇数段のデータと偶数段のデータというように交互に送り込まれ、それに合わせてＹラインのスイッチとしてＰＮＰパワートランジスタまたはＰチャンネルＦＥＴを使用して奇数段と偶数段とを切り替えて表示させる。
【０００９】
しかしながら、大容量のＰＮＰパワートランジスタまたはＰチャンネルＦＥＴは、ＮＰＮトランジスタまたはＮチャンネルＦＥＴに比べてターンオフ時間が長いので、高速のスイッチングには適さないという傾向にある。このため、ダイナミック点灯方式で高周波のスイッチングを行おうとすると、Ｙラインの切り替えマスク期間にターンオフが終了せず、複数のＹラインがオン状態というタイミングが生じてしまう。したがって、Ｘラインを共有するドットのＬＥＤが本来点灯しないはずであるにも関わらず、これらのＬＥＤが微弱に点灯してしまい、光漏れの現象が起きる。
【００１０】
このように、フルカラーＬＥＤ表示装置等のＬＥＤの駆動を高周波で行わなければならない場合、ＰＮＰトランジスタまたはＰチャンネルＦＥＴを小さいものにしなければならないなど、充分な輝度を得ることが困難である。逆に、十分な輝度を確保するためにはＬＥＤの駆動周波数を落とし、表示可能な階調を減らすしかなかった。
【００１１】
本発明において解決すべき課題は、ダイナミック点灯方式におけるトランジスタのターンオフ時間についての障害を無くし高輝度，高速表示クロック動作が可能でしかも小型化された表示装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示装置は、表示画素をマトリックス状に配列した表示部と、入力された表示データに基づき前記表示部の表示画素を横方向のＸライン及びこれと直交する縦方向のＹラインについてダイナミック点灯信号を出力する制御回路と、前記制御回路にそれぞれ独立して接続されたＸライン駆動回路とＹライン駆動回路とを備え、前記Ｘライン駆動回路は、前記Ｘラインを指定する信号により駆動する素子として、定電流ドライバＩＣを備え、前記Ｙライン駆動回路は、前記Ｙラインを指定する信号により電源からの電流で前記表示画素を駆動する第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタと前記表示画素の間を接地するように接続された第２のトランジスタと備え、前記制御回路は、前記表示画素を点灯させるときに、前記定電流ドライバＩＣをアクティブにするとともに、前記第１のトランジスタをオンして前記表示画素を点灯させ、後に前記定電流ドライバＩＣを非アクティブにするとともに前記第１のトランジスタをオフするマスク期間に、前記第２のトランジスタをオンして前記第１のトランジスタと前記表示画素の間を接地させ、前記マスク期間が終了すると前記第２のトランジスタをもオフとする機能を備えたことを特徴とする。
【００１３】
このような構成において、Ｙライン駆動回路のコモンのトランジスタに放電用回路を付加させれば、コモンのトランジスタのスイッチングを高速度化できるとともにＬＥＤの光り漏れを防止でき、ダイナミック点灯方式によって十分な輝度を維持しつつ、高品質のフルカラー表示を実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、表示画素をマトリックス状に配列した表示部と、入力された表示データに基づき前記表示部の表示画素を横方向のＸライン及びこれと直交する縦方向のＹラインについてダイナミック点灯信号を出力する制御回路と、前記制御回路にそれぞれ独立して接続されたＸライン駆動回路とＹライン駆動回路とを備え、前記Ｘライン駆動回路は、前記Ｘラインを指定する信号により駆動する素子として、定電流ドライバＩＣを備え、前記Ｙライン駆動回路は、前記Ｙラインを指定する信号により電源からの電流で前記表示画素を駆動する第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタと前記表示画素の間を接地するように接続された第２のトランジスタと備え、前記制御回路は、前記表示画素を点灯させるときに、前記定電流ドライバＩＣをアクティブにするとともに、前記第１のトランジスタをオンして前記表示画素を点灯させ、後に前記定電流ドライバＩＣを非アクティブにするとともに前記第１のトランジスタをオフするマスク期間に、前記第２のトランジスタをオンして前記第１のトランジスタと前記表示画素の間を接地させ、前記マスク期間が終了すると前記第２のトランジスタをもオフとする機能を備えたものであり、フルカラー表示が可能な表示装置の高輝度化と小型化を促すとともに高速表示クロック動作を実現し得るという作用を有する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記表示画素を構成する発光素子は発光ダイオードである請求項１に記載の表示装置であり、ＬＣＤやＣＲＴに比べてより一層高速でオン・オフ動作可能な発光ダイオードの特性を活かすことによって、高速パルス制御が可能な表示が得られるという作用を有する。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の表示装置において、前記表示画素に対応した表示入力データをＸラインデータとして入力し、前記Ｘラインデータに同期したＹラインを指定する信号に基づいてダイナミック点灯により駆動する表示装置の駆動方法であり、ダイナミック点灯方式において避けられなかった光漏れを起こすことなく十分な輝度を持つフルカラー表示が可能となるという作用を有する。
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について、図１，図２，図３を参照しながら説明する。なお、本実施の形態においては、デューティ１／２のダイナミック点灯の表示方式の場合について説明する。
【００１８】
図１は本発明におけるダイナミック点灯方式のブロック系統図である。
図１において、データ入力用のクロックと表示用のクロック，垂直同期信号，水平同期信号，表示データ及びその他の制御信号が入力される入力端子１に、タイミングコントローラ２，ドット階調・輝度ばらつき補正制御回路５，データセレクタ６がそれぞれ接続されている。タイミングコントローラ２にはアドレス発生器３を接続するとともに、このタイミングコントローラ２からの信号を受けるドット階調・輝度ばらつき補正制御回路５とアドレス発生器３からの信号を受けるＲＡＭ４を備え、データセレクタ６とドット階調・輝度ばらつき補正制御回路５との間にはＥ２ＰＲＯＭ７を設ける。
【００１９】
ＲＡＭ４の出力側には表示データ出力回路８を設け、ＬＥＤ電源（「ＶＬＥＤ」として示す）に導通している表示画面のＬＥＤの群にはそれぞれ表示画素の横方向のＸライン及びこれと直交する縦方向のＹラインに別けて駆動するためのＸライン駆動回路９とＹライン駆動回路１０を備える。そして、表示データ出力回路８からの出力信号をこれらのＸ，Ｙラインの駆動回路９，１０に入力可能とし、これらの駆動回路９，１０によって表示装置の表示パネル１１に配列されたＬＥＤを駆動可能とする。
【００２０】
図２はＸライン駆動回路９とＹライン駆動回路１０によるダイナミック点灯方式の駆動回路図である。
【００２１】
図２において、第１のＬＥＤ１２と第２のＬＥＤ１３に対して電源１４が接続され、接地側には定電流ドライバＩＣ１５が接続されている。この回路において、定電流ドライバＩＣ１５はＸライン駆動回路９に含まれ、Ｙライン駆動回路１０には、第１及び第２のトランジスタＱ１，Ｑ２と、放電用の第３及び第４のトランジスタＱ３，Ｑ４が接地側に接続されている。
【００２２】
以上の構成において、タイミングコントローラ２は、入力端子１からの垂直同期信号と水平同期信号により、表示データが表示部のどの位置のデータであるかを判断する。タイミングコントローラ２の信号はアドレス発生器３に入力され、このアドレス発生器３はＲＡＭ４のアドレスを指定する。
【００２３】
一方、入力端子１から入力された表示データは、データセレクタ６によって指定されたＥ２ＰＲＯＭ７内のＬＥＤの補正データに基づき、ドット階調・輝度ばらつき補正制御回路５によって補正される。そして、この補正されたデータはアドレス発生器３により予め指定されたＲＡＭ４内のアドレスに書き込まれる。
【００２４】
１画面分の表示データが作成された時点で表示データが出力可能となるため、書き込み終了を知らせるフラグを立てる。書き込み終了のフラグが立つと、表示データ出力回路８は表示用のクロックに同期して、ＲＡＭ４に書かれたデータにしたがってＸライン駆動回路９に表示データを出力し始める。表示部の１ライン分の奇数段の補正された表示データの最下位ビットが定電流ドライバＩＣに送り込まれる。１ライン分の奇数段のデータに送り込みラッチをかけるとＸライン駆動回路９は表示可能な状態になる。
【００２５】
表示データ出力回路８はこのタイミングを待って定電流ドライバＩＣ１５のイネーブル信号をアクティブにすると同時に、奇数段のＹラインを指定する信号をＹライン駆動回路１０に出力する。これにより、奇数段のＹラインのＰＮＰのトランジスタＱ１がオンされ、第１のＬＥＤ１２が各ビットに対応した分のパルス幅の間点灯を行う。このパルス幅の間に１ライン分の偶数段の補正されたデータがシフトレジスタに送り込まれる。
【００２６】
奇数段の各ビットに対応したパルス幅の表示が終わると、表示の安定化のために定電流ドライバＩＣ１５のイネーブル信号を非アクティブとし、トランジスタＱ１，Ｑ２にもオフ信号を出力する。このタイミングで表示データ出力回路８は放電用のＮＰＮのトランジスタＱ３，Ｑ４をオンする。なお、このＮＰＮのトランジスタＱ３，Ｑ４は大容量の電流を流す必要がないので、高速応答型のものを利用できる。放電用のトランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、Ｙライン駆動回路１０のＰＮＰのトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ電位はこれらの本来の自然な電位降下に関係なく強制的に接地される。したがって、定電流ドライバＩＣが非アクティブの時間の範囲内において、ＰＮＰトランジスタＱ１は十分に放電して表示部のＬＥＤのアノード電位をＬＥＤがオンしない電位まで下げることができる。
【００２７】
この状態で、表示データ出力回路８が定電流ドライバＩＣ１５にラッチをかけると、Ｘライン駆動回路９は偶数段の表示可能な状態になる。同様に表示データ出力回路８はこのタイミングを待って定電流ドライバＩＣのイネーブル信号をアクティブにすると同時に放電用のトランジスタＱ３，Ｑ４もオフする。このタイミングで放電のトランジスタＱ３，Ｑ４をオフすると、Ｙライン駆動回路１０のトランジスタＱ１，Ｑ２のオンとタイミングがずれるので、ＬＥＤの逆電圧を通した放電経路が遮断される。したがって、第１のＬＥＤ１２と第２のＬＥＤ１３に同時に逆電圧がかかるようなタイミングは発生しない。
【００２８】
その後、表示データ出力回路８はＹラインを指定する信号をＹライン駆動回路１０に出力する。これにより、偶数段のＹラインのトランジスタＱ２がオンされ、第２のＬＥＤ１３が各ビットに対応した分のパルス幅の間点灯する。このとき、奇数段のＰＮＰのトランジスタＱ１のコレクタ電位はＬＥＤが点灯する電位よりも十分低くなっているので、奇数段の第１のＬＥＤ１２が点灯してしまうようなことは起きない。
【００２９】
この動作を最上位ビットまで繰り返すことにより、図３に示すタイミングチャートにおけるマスク期間の奇数と偶数の切換えが確実に行われるため、奇数段及び偶数段のＬＥＤについて交互に階調表示を行う。
【００３０】
【発明の効果】
本発明では、コモンラインの切替え時にＰＮＰパワートランジスタが十分な速度でスイッチング動作するので、光漏れを起こさずにフルカラー表示に必要な十分な高周波と表示面の輝度を保ちつつ表示装置をダイナミック点灯方式で駆動させることができる。したがって、ＬＥＤを多数配列した大画面の表示装置であっても、その駆動回路を小型化できるとともに、高い周波数によって画像の階調差に対応した表示形態が得られ、高品質の画像表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＬＥＤ表示装置におけるブロック系統図
【図２】本発明のＬＥＤ表示装置における表示データ駆動回路図
【図３】本発明のＬＥＤ表示装置におけるタイミングチャート
【図４】従来のＬＥＤ表示装置における表示データ駆動回路図
【図５】従来のＬＥＤ表示装置におけるタイミングチャート
【符号の説明】
１  入力端子
２  タイミングコントローラ
３  アドレス発生器
４  ＲＡＭ
５  ドット階調・輝度ばらつき補正制御回路
６  データセレクタ
７  Ｅ２ＰＲＯＭ
８  表示データ出力回路
９  Ｘライン駆動回路
１０  Ｙライン駆動回路
１１  表示パネル
１２  第１のＬＥＤ
１３  第２のＬＥＤ
１４  電源
１５  定電流ドライバＩＣ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４  トランジスタ
【図１】
0003666271.tif 000002
【図２】
0003666271.tif 000003
【図３】
0003666271.tif 000004
【図４】
0003666271.tif 000005
【図５】
0003666271.tif 000006