(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子(11)が配置された表示部(1)と、
前記表示部(1)の行方向に配列された各発光素子(11)に切り替えて接続可能で、表示部(1)の各行を選択し、選択された行に接続されている各発光素子(11)に電流を印加する動作を、垂直方向に切り替えて各行毎に行う垂直駆動部(2)と、
垂直駆動部(2)に選択された表示部(1)の行に接続された発光素子(11)について、各列の発光素子(11)に対し入力されたデータに応じて駆動電流を供給する、表示部(1)の列方向に接続された複数の水平駆動部(3)と、
外部から各種制御データを受信し、制御データに従って垂直駆動部(2)と水平駆動部(3)を同期させて表示部(1)の点灯制御を行う駆動制御部(4)と、
各種制御データを外部との間で送受信する第１の通信部(5)と、
を備えるディスプレイ装置であって、
前記駆動制御部(4)は、前記各水平駆動部(3)とデータを送受信するための第２の通信部(6)を備え、
前記各水平駆動部(3)は前記第２の通信部(6)および水平駆動部(3)同士の間でデータ通信を行うための水平駆動側通信部(8)を備えており、
前記第２の通信部(6)は、各種制御データの送信先である水平駆動部(3)を特定するためのＩＤである識別情報(23)、及び制御データの種別を示す制御識別情報(24)を含むコントロールフィールド(21)と、制御データを含む情報フィールド(22)よりなるデータパケット(20)を、前記水平駆動側通信部(8)に送信し、
前記水平駆動側通信部(8)は、送信されたデータパケット(20)の識別情報(23)のＩＤが、自身が記憶するＩＤと一致したとき、水平駆動部(3)に対する制御データを受信するよう構成されており、
前記水平駆動側通信部(8)は、
受信処理を行う受信部(28)と、
前記受信部(28)から入力されたデータに対して、
所定のデータパケット(20)に対しては前記情報フィールド(22)のデータを置換して出力するように、又は
入力されたデータパケット(20)の前記コントロールフィールド(21)を透過的に出力するように、いずれかの出力データを選択する出力選択回路(30)と、
を有することを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記複数の水平駆動部(3)が、前記制御データに基づき点灯階調を制御するよう駆動することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記水平駆動部(3)は、送信されたデータパケット(20)に対し受信処理を行うかどうか判定するための識別情報(23)として、すべての水平駆動部(3)が共通に受信する共通ＩＤと、それぞれの水平駆動部(3)に個別に付された個別ＩＤを記憶するよう構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記所定のデータパケット(20)が、前記識別情報(23)と、障害データの読取りを示す制御識別情報(24)を含むコントロールフィールド(21)、およびダミーデータ(22B)を含む情報フィールド(22)からなる障害データ読み取りパケット(20B)であって、
前記水平駆動側通信部(8)は、さらに自身の障害データを保持する障害データ保持部(29)を有しており、
前記水平駆動部(3)の受信部(28)において受信する障害データ読み取りパケット(20B)について、その識別情報(23)が水平駆動部(3)自身の個別ＩＤと一致し、かつ制御識別情報(24)が障害読み取りを指示する制御種別であるとき、前記出力選択回路(30)を切り換えて、前記障害データ保持部(29)に保持している障害データを、障害データ読み取りパケット(20B)の情報フィールド(22)に含まれるダミーデータ(22B)と置き換えて出力し、
前記駆動制御部(4)は、水平駆動部(3)から送信された障害データ読み取りパケット(20B)の障害データを読み取るよう構成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記所定のデータパケット(20)が、前記識別情報(23)と、通信チェックを示す制御識別情報(24)を含むコントロールフィールド(21)、および通信チェックデータを含む情報フィールド(22)からなる通信チェックパケット(20C)であって、
前記水平駆動側通信部(8)は、情報フィールド(22)のデータを反転させるデータ反転部(38)を有しており、
前記水平駆動部(3)の受信部(28)において受信する通信チェックパケット(20C)について、その識別情報(23)が水平駆動部(3)自身の個別ＩＤと一致し、かつ制御識別情報(24)が通信チェックを指示する制御種別であるとき、前記出力選択回路(30)を切り換えて、前記データ反転部(38)からの出力を、通信チェックパケット(20C)の情報フィールド(22)に含まれる通信チェックデータと置き換えて出力し、
前記駆動制御部(4)は、各水平駆動部(3)から返信された各通信チェックパケット(20C)の情報フィールド(22)に含まれるデータと、各水平駆動部(3)に送信した通信チェックパケット(20C)の通信チェックデータに基づいて、通信状態の障害チェックを行うよう構成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記水平駆動部(3)の水平駆動側通信部(8)は一方向にのみデータの出力が可能であって、
前記直列に接続された複数の水平駆動部(3)の内、データの送信方向に対して最後の段に接続されている水平駆動側通信部(8)からのデータ出力が、前記駆動制御部(4)の第２の通信部(6)に入力されるよう構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記駆動制御部(4)または前記水平駆動部(3)は、点灯階調を制御するための第１の基準クロックを生成する第１の基準クロック生成部(7)を有しており、
前記水平駆動部(3)はさらに、
基準クロックに基づき点灯階調の制御を行う点灯制御部(15)と、
前記駆動制御部(4)から入力された各種制御データと同期した第２の基準クロックを生成する第２の基準クロック生成部(19)と、
前記第１の基準クロックおよび前記第２の基準クロックが入力され、前記第１の基準クロックまたは前記第２の基準クロックのいずれか一方を点灯階調の制御を行うための基準クロックとして選択して、前記点灯制御部(15)へ出力する基準クロック選択回路(36)を有することを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記水平駆動部(3)はさらに、
前記第１の基準クロックの入力をカウントし、所定のカウント数毎にクリア信号を生成する第１のカウンタ(33)と、
前記第１のカウンタ(33)からのクリア信号が入力されるまで、前記第２の基準クロックの入力をカウントする第２のカウンタ(34)を有し、
前記基準クロック選択回路(36)は、前記第２のカウンタ(34)のカウント数が所定値を越えた場合に、基準クロックを第１の基準クロックから第２の基準クロックへと選択するよう構成されたことを特徴とする請求項７に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記水平駆動部(3)は、前記第１の基準クロックの入力をカウントするとともに、入力された第１の基準クロックのカウント数が所定値に達したとき所定のデータを保持し、フレーム同期を示すフレーム開始パケットを前記水平駆動側通信部(8)が受信したとき前記第１の基準クロックのカウント数をクリアする第３のカウンタ(40)を有し、
前記第３のカウンタ(40)のカウント数が所定値に満たない場合、第１の基準クロックに障害が生じた旨を示すデータを前記障害データ保持部(29)に保持し、
前記駆動制御部(4)は、前記障害データ読み取りパケット(20B)によって第１の基準クロックに障害が生じた旨を示すデータを読み取るとともに、データパケット(20)によって第１の基準クロックに障害が生じた水平駆動部(3)の前記基準クロック選択回路(36)を、第１の基準クロックから第２の基準クロックへと選択するよう構成されたことを特徴とする請求項７又は８に記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記第１の基準クロックのカウント数の所定値が、１フレーム当たりの表示階調数に基づくことを特徴とする請求項９に記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
発光素子(11)を配置した発光素子基板(41)と、発光素子(11)の駆動回路を備える駆動回路基板(42)が一体化された基板であり、各発光素子同士の間に駆動回路(10)を配置することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子をマトリクス状など所望に配列してなるディスプレイ装置に関するものであり、より詳細には、映像プロセッサ等外部から送られる画像データや照明データ等の点灯データを受信し、複数段接続された駆動回路に対し所定のデータ形式としてデータを転送し、階調、輝度、特性等の各種補正を行う駆動回路等に関する。
【背景技術】
【０００２】
この出願は日本特願２０００−２３００９５号及び日本特願２０００−２３０６２４号を基礎とする優先権出願である。
【０００３】
今日、発光ダイオード（Light Emitting Diode、以下「ＬＥＤ」とも呼ぶ。）等の高輝度の発光素子が、光の三原色である赤（Red）、緑（Green）、青（Blue）のＲＧＢそれぞれにつき開発されたため、大型の自発光型フルカラーディスプレイが作製されるようになった。また、商品などを時時刻刻と異なる色や明るさで照らすインテリジェンス照明などの各種照明としても開発されつつある。中でも、ＬＥＤディスプレイは軽量、薄型化が可能で、且つ消費電力が低い等の特徴を有するので、屋外でも使用可能な大型ディスプレイとして需要が急激に増加している。また、その用途も多様化しつつあり、大型テレビ、広告、ビルボード、交通情報、立体表示器、照明用等あらゆるアプリケーションに柔軟に対応できるシステムが求められている。
【０００４】
ＬＥＤディスプレイの駆動方式としては、一般にダイナミック駆動方式が用いられている。例えば、図１４に示すように、Ｍ行×Ｎ列ドットマトリクスで構成されたＬＥＤディスプレイの場合、各行に位置する発光素子であるＬＥＤ１１ａのアノード端子が１つのコモンソースライン１２に共通に接続され、各列に位置するＬＥＤのカソード端子がその列の電流ライン１３に共通に接続されている。電流ライン１３には、それぞれ定電流源１４ａに接続可能とされている。Ｍ行あるコモンソースライン１２が所定の周期で順次ＯＮされ、ＯＮしたラインに対応する画像データに応じて、Ｎ列ある電流ライン１３にＬＥＤ駆動電流が供給される。これにより各画素のＬＥＤ１１ａにその画像データに応じたＬＥＤ駆動電流が印加され、画像が表示される。
【０００５】
屋外に設置するような大型ＬＥＤディスプレイの場合は、任意の形状や大きさを比較的簡単に形成できるため、一般に複数のＬＥＤユニットを組み合わせることにより構成されており、各々のＬＥＤユニットに全画面データの各部分が表示される。ＬＥＤユニットには、基板上にＲＧＢを一組とする発光ダイオードがドットマトリクス状に配置されており、各々のユニットが上述のＬＥＤディスプレイと同様の動作を行う。サイズの大きな大型ＬＥＤディスプレイでは多数のＬＥＤが使用され、例えば縦３００×横４００の場合は合計１２万画素に相当するＬＥＤが使用される。
【０００６】
図１は上述の各ＬＥＤユニットにつき、駆動回路における信号の流れを示す例示的説明図である。図１に示す画像表示装置の駆動回路は、複数の発光素子をマトリクス状に配置した表示部１と、表示部１の各行を選択して電圧を印加し、順次垂直方向に切り替える垂直駆動部２と、選択された表示部１の行に対し各列に表示データに応じた駆動電流を供給する複数段の水平駆動部３を備える。
【０００７】
パルス変調方式における輝度階調制御の場合は、階調データ（ＤＡＴＡ）をディスプレイ装置の水平駆動部３に入力する。表示部１は、垂直駆動部２によって各行毎に順次切り替えられる。表示部１の各行にあたる水平ライン毎の画像表示開始に同期して、点灯制御部１５に入力される点灯制御信号が有効となる。この点灯制御信号に同期して、画像のデータ保持を行うためのラッチ（ＬＡＴＣＨ）信号が入力される。各色の階調データは、ディスプレイ装置の水平駆動部３を構成するＬＥＤドライバ部（LED Driver 1〜N）のメモリ部１７に備えるシフトレジスタに取り込まれ、これに同期したシフトクロック（ＳＣＬＫ）がデータの有効期間内に制御部１８に入力される。ＬＥＤドライバ部は、例えば所定数の定電流出力を有する水平駆動部３をＩＣ化したドライバＩＣとして構成したものである。
【０００８】
表示部１に供給される水平ライン毎の駆動電流は、水平駆動部３に設けられた各定電流駆動部１４が供給する。垂直駆動部制御アドレス（コモン制御アドレス）を点灯制御信号に同期して、復号器１６より同期された制御信号が垂直駆動部２に入力され、これに応じて各列に接続された水平駆動部３の定電流駆動部１４より駆動電流が供給される。垂直駆動部２により表示部１の各行毎に順次切り替えられて、点灯される。
【０００９】
この構成の駆動回路では、同時に階調制御する発光素子の画素数が増えるほど、発光素子を駆動するＬＥＤドライバ回路が多数必要となる。また各ＬＥＤドライバ回路を構成するドライバＩＣに対し、それぞれ駆動制御用の信号群である点灯制御信号、階調基準クロック、階調データ、ラッチ、シフトクロック等のデータを供給する必要が生じる。
【００１０】
しかしながら、これを上述の構成の駆動回路で実現しようとすれば、点灯制御するための入力信号インタフェースの信号線数が多くなる欠点がある。特に階調データバス群は、近年多階調化が進み、８ｂｉｔ、１０ｂｉｔ、さらには１２ｂｉｔというようにデータの多階調化に伴ってバス幅が増加している。これらはさらにＲＧＢ３色分のデータ信号群が必要となる。このような多数の信号に応じてドライバＩＣ間をパターン配線しなければならないため、パターン配線数が飛躍的に増加し、その結果駆動回路基板４２が複雑な多層配線となり、コストがかさむことになる。ドライバＩＣの信号端子が増加するとパッケージ面積が大きくなり基板の実装面積の大半を占める上、さらに接続インターフェース用のコネクタも端子数が多くなり、コネクタのサイズも大きくなるため、結果として基板のサイズがさらに増大するという問題もあった。
【００１１】
また、シフトクロック、階調基準クロック等の各クロック信号を、全てのドライバＩＣに対し供給する必要がある。このため、同一表示装置内でパターン配線の引き回しにより、信号の反射によるパルス歪みやパルス幅変動が発生するという問題もある。特に、多階調になるほど階調クロックの周波数を上げる必要があるため、回路動作上この影響は大きくなり、また放射ノイズ等によりデータバスへの影響も無視できなくなる。そのためドライバＩＣ内にＰＬＬ回路を実装し、低い周波数のクロックを供給する等の対策が考えられるが、この方法ではさらにドライバＩＣのコストが高くなり、また階調基準クロックの変調により画像のガンマ補正を行うことができなくなるという問題がある。
【００１２】
さらにまた、上記の構成による駆動回路や点灯制御を行うデータ転送方式によれば、垂直駆動デューティ比によって、情報の転送量、転送順序が異なるという問題がある。複数の駆動回路群と表示画素との接続構成が変更されると、外部の制御部から送出する情報の転送順序を変更しなければならない。このため、制御回路を新たに設計して組み直す必要が生じた。また、表示器内の信号劣化を適正に防止するように設計されていた駆動部の配置や配線パターン等が、構成の変更により最適でなくなり、外部制御部との整合性が失われるという問題もあった。
【００１３】
また、データの送出順に水平駆動部である各ドライバＩＣを配置する方法では、データをドライバＩＣの接続順に順次送出して各ドライバＩＣに個別の情報を転送する必要がある。しかしながら、この方法では駆動回路を組み立てる段階でドライバＩＣの配置を一義的に決定しておく必要が生じる。
【００１４】
一方で、信号線が長くなることによる問題も生じていた。従来、ディスプレイ表示部における各行の信号の流れは常に一方向であった。例えば図２１のようにＺ字状に各ドライバＩＣが接続された回路構成において、信号が左から右端まで到達すれば、次行では再び左端に戻る必要がある。このため、右端に位置するドライバＩＣは左端のドライバＩＣと接続する必要があり、信号線が長くなるために配線が煩雑になる欠点があった。さらにまた、また信号線が延長されることによって、端子間の信号の反射歪みが大きくなり、信号の劣化や引き回しによるノイズ発生の問題などもあった。
【００１５】
他方、本出願人はＬＥＤ表示装置及びその駆動方法として、日本特許公開公報平成１１−１２６０４７号に、ＡＴＭパケットの形式にフォーマットされたデータを各ＬＥＤユニットに転送すると共にＬＥＤユニットが各ＬＥＤユニットごとに設けられた識別情報を記憶する手段と制御手段からのデータを各ＬＥＤユニットの識別情報と比較し、自らのデータを選択して受信処理を行なう比較手段を備えるＬＥＤ表示装置を開示してある。同様に、本出願人は、日本特許公開公報２０００−２２１９３４号に、各ＬＥＤユニットごとの識別情報を自動的に付与するＬＥＤ表示装置を開示している。また、本発明は本出願人の先の出願である日本特願２０００−１９９４２０号や日本特願２０００−１２１６４９号を参照することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平１１−１２６０４７号公報
【特許文献２】特開２０００−２２１９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、本出願人の先の出願を応用して考えられたものである。本発明の目的は、ドライバＩＣへ供給する制御信号線数やデータ線数の少ない簡易な回路構成によって、ドライバＩＣ、駆動回路基板をコストダウンし、高品質な画像表示を行うことのできる駆動回路などを提供することにある。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、ディスプレイ装置における水平駆動部に対し、共通の形態でデータの授受を行う通信部を設けることにより、駆動制御部から水平駆動部へ送出する各種データの形態を、表示器の駆動方式の差異に影響されないように定義して、表示器内における駆動部の配置や接続形態の変化に対して柔軟に対処できるディスプレイ装置を提供することにある。さらに送信するデータの宛先を特定してやることで、信号線の接続順にデータを送信する必要をなくし、ある程度柔軟に水平駆動部を接続できるようにしたディスプレイ装置などの駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１９】
本発明のディスプレイ装置は、複数の発光素子１１が配置された表示部１と、前記表示部１の行方向に配列された各発光素子１１に切り替えて接続可能で、表示部１の各行を選択し、選択された行に接続されている各発光素子１１に電流を印加する動作を、垂直方向に切り替えて各行毎に行う垂直駆動部２と、垂直駆動部２に選択された表示部１の行に接続された発光素子１１について、各列の発光素子１１に対し入力されたデータに応じて駆動電流を供給する、表示部１の列方向に接続された複数の水平駆動部３と、外部から各種制御データを受信し、制御データに従って垂直駆動部２と水平駆動部３を同期させて表示部１の点灯制御を行う駆動制御部４と、各種制御データを外部との間で送受信する第１の通信部５とを備える。ディスプレイ装置はまた、前記駆動制御部４が、前記各水平駆動部３とデータを送受信するための第２の通信部６を備え、前記各水平駆動部３は前記第２の通信部６および水平駆動部３同士の間でデータ通信を行うための水平駆動側通信部８を備えている。
【００２０】
このディスプレイ装置は、前記第２の通信部６が、各種制御データの送信先である水平駆動部３を特定するためのＩＤである識別情報２３および制御データの種別を示す制御識別情報２４を含むコントロールフィールド２１と、制御データを含む情報フィールド２２よりなるデータパケット２０を前記水平駆動側通信部８に送信する。前記水平駆動側通信部８は、送信されたデータパケット２０の識別情報２３のＩＤが、自身が記憶するＩＤと一致したとき、水平駆動部３に対する制御データを受信する。また、前記水平駆動側通信部８がさらに、受信処理を行う受信部２８と、前記受信部２８から入力されたデータに対して、所定のデータパケット２０に対しては前記情報フィールド２２のデータを置換して出力するように、又は入力されたデータパケット２０の前記コントロールフィールド２１を透過的に出力するように、いずれかの出力データを選択する出力選択回路３０を有している。この構成のディスプレイ装置は、入力されたデータパケット２０の前記コントロールフィールド２１を透過的に前記出力選択回路３０から出力するとともに、所定のデータパケット２０に対しては前記情報フィールド２２のデータを置換して出力する。
【００２１】
また、本発明のディスプレイ装置は、複数の水平駆動部３が、前記制御データに基づき点灯階調を制御するよう駆動する。
【００２２】
さらに、本発明のディスプレイ装置は、前記水平駆動部３が、送信されたデータパケット２０に対し受信処理を行うかどうか判定するための識別情報２３として、すべての水平駆動部３が共通に受信する共通ＩＤと、それぞれの水平駆動部３に個別に付された個別ＩＤを記憶するよう構成されたことを特徴とする。
【００２３】
さらにまた、本発明のディスプレイ装置では、前記所定のデータパケット２０が、前記識別情報２３と、障害データの読取りを示す制御識別情報２４を含むコントロールフィールド２１、およびダミーデータ２２Ｂを含む情報フィールド２２からなる障害データ読み取りパケット２０Ｂである。また前記水平駆動側通信部８は、さらに自身の障害データを保持する障害データ保持部２９を有している。この構成のディスプレイ装置は、前記水平駆動部３の受信部２８において受信する障害データ読み取りパケット２０Ｂについて、その識別情報２３が水平駆動部３自身の個別ＩＤと一致し、かつ制御識別情報２４が障害読み取りを指示する制御種別であるとき、前記出力選択回路３０を切り換えて、前記障害データ保持部２９に保持している障害データを、障害データ読み取りパケット２０Ｂの情報フィールド２２に含まれるダミーデータ２２Ｂと置き換えて出力する。そして、前記駆動制御部４は、水平駆動部３から送信された障害データ読み取りパケット２０Ｂの障害データを読み取る。
【００２４】
さらにまた、本発明のディスプレイ装置では、前記所定のデータパケット２０が、前記識別情報２３と、通信チェックを示す制御識別情報２４を含むコントロールフィールド２１、および通信チェックデータを含む情報フィールド２２からなる通信チェックパケット２０Ｃである。また前記水平駆動側通信部８は、情報フィールド２２のデータを反転させるデータ反転部３８を有している。この構成のディスプレイ装置は、前記水平駆動部３の受信部２８において受信する通信チェックパケット２０Ｃについて、その識別情報２３が水平駆動部３自身の個別ＩＤと一致し、かつ制御識別情報２４が通信チェックを指示する制御種別であるとき、前記出力選択回路３０を切り換えて、前記データ反転部３８からの出力を、通信チェックパケット２０Ｃの情報フィールド２２に含まれる通信チェックデータと置き換えて出力する。そして、前記駆動制御部４は、各水平駆動部３から返信された各通信チェックパケット２０Ｃの情報フィールド２２に含まれるデータと、各水平駆動部３に送信した通信チェックパケット２０Ｃの通信チェックデータに基づいて、通信状態の障害チェックを行う。
【００２５】
さらにまた、本発明のディスプレイ装置では、前記水平駆動部３の水平駆動側通信部８が一方向にのみデータの出力が可能となっている。この構成のディスプレイ装置は、前記直列に接続された複数の水平駆動部３の内、データの送信方向に対して最後の段に接続されている水平駆動側通信部８からのデータ出力が、前記駆動制御部４の第２の通信部６に入力される。つまりデータが各水平駆動部３をループ状に一巡するよう構成されている。
【００２６】
さらにまた、本発明のディスプレイ装置では、前記駆動制御部４または前記水平駆動部３が、点灯階調を制御するための第１の基準クロックを生成する第１の基準クロック生成部７を有している。さらに前記水平駆動部３は、基準クロックに基づき点灯階調の制御を行う点灯制御部１５と、前記駆動制御部４から入力された各種制御データと同期した第２の基準クロックを生成する第２の基準クロック生成部１９と、前記第１の基準クロックおよび前記第２の基準クロックが入力され、前記第１の基準クロックまたは前記第２の基準クロックのいずれか一方を点灯階調の制御を行うための基準クロックとして選択して、前記点灯制御部１５へ出力する基準クロック選択回路３６を有している。
【００２７】
さらにまた、本発明のディスプレイ装置では、前記水平駆動部３がさらに、前記第１の基準クロックの入力をカウントし、所定のカウント数毎にクリア信号を生成する第１のカウンタ３３と、前記第１のカウンタ３３からのクリア信号が入力されるまで、前記第２の基準クロックの入力をカウントする第２のカウンタ３４を有する。前記基準クロック選択回路３６は、前記第２のカウンタ３４のカウント数が所定値を越えた場合に、基準クロックを第１の基準クロックから第２の基準クロックへと選択するよう構成されている。
【００２８】
さらにまた、本発明のディスプレイ装置では、前記水平駆動部３が、前記第１の基準クロックの入力をカウントするとともに、入力された第１の基準クロックのカウント数が所定値に達したとき所定のデータを保持し、フレーム同期を示すフレーム開始パケットを前記水平駆動側通信部８が受信したとき前記第１の基準クロックのカウント数をクリアする第３のカウンタ４０を有している。前記第３のカウンタ４０のカウント数が所定値に満たない場合、第１の基準クロックに障害が生じた旨を示すデータを前記障害データ保持部２９に保持する。前記駆動制御部４は、前記障害データ読み取りパケット２０Ｂによって第１の基準クロックに障害が生じた旨を示すデータを読み取るとともに、データパケット２０によって第１の基準クロックに障害が生じた水平駆動部３の前記基準クロック選択回路３６を、第１の基準クロックから第２の基準クロックへと選択するよう構成されている。
【００２９】
さらにまた、本発明のディスプレイ装置は、前記第１の基準クロックのカウント数の所定値が、１フレーム当たりの表示階調数に基づくよう構成されている。
【００３０】
さらにまた、本発明のディスプレイ装置は、発光素子１１を配置した発光素子基板４１と、発光素子１１の駆動回路を備える駆動回路基板４２が一体化した一の基板で構成している。発光素子１１の駆動回路１０は、各発光素子同士の間に配置している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明と比較のために示すディスプレイ装置の駆動回路を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係るディスプレイ装置の駆動回路を示すブロック図である。
【図３】図２の駆動回路のフレームサイクル動作を示すタイミングチャートである。
【図４】データパケットの構成を示す概念図である。
【図５】データパケット（パケット形式のデータ）を送受信する状態（受信の流れ）を示すブロック図である。
【図６】障害監視データを読み取る状態を示すブロック図である。
【図７】駆動制御部のパケットデータ送信回路を示すブロック図である。
【図８】データストローブ符号化方式を示すブロック図である。
【図９】基準クロック切換回路の一例を示すブロック図である。
【図１０】基準クロック切換回路の他の一例を示すブロック図である。
【図１１】駆動制御部と各水平駆動部との通信チェックの状態を示すブロック図である。
【図１２】駆動回路基板と発光素子パネルを示す概略斜視図である。
【図１３】駆動回路基板の他の一例を示す正面図である。
【図１４】ディスプレイ装置の駆動方式概略を示す回路図である。
【図１５】水平駆動部に識別情報を設定する状態を示すブロック図である。
【図１６】水平駆動部に識別情報を割り当てる状態を示すブロック図である。
【図１７】垂直駆動部と表示部の行毎の接続状態を示す概念図である。
【図１８】駆動制御部から表示部の行毎に制御情報を送信する状態を示すタイミングチャートである。
【図１９】駆動制御部の記憶部に各水平駆動部の識別情報を保持した状態を示す概念図である。
【図２０】各行に画像データを割り当てる状態を示す概念図である。
【図２１】Ｚ字状に水平駆動部を接続した駆動回路を示す概略図である。
【図２２】Ｓ字状に水平駆動部を接続した駆動回路を示す概略図である。
【図２３】垂直駆動部と表示部の行毎の接続状態の他の例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのディスプレイ装置を例示するものであって、本発明はディスプレイ装置を以下のものに特定しない。
【００３３】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。
【００３４】
本明細書において、制御データとは画像データを含む点灯データ、輝度補正データ、定電流調整データ、イネーブル制御、水平同期データなど、発光素子の画像表示や点灯に必要な各種のデータを指す。本明細書においては、便宜上単にデータと呼ぶこともある。またディスプレイ装置などで表示されるデータはフルカラーの画像データに限られるものでなく、例えば減色された映像や二色、三色などの限定された色での表示やモノクロでの階調表現などにも利用可能である。さらに画像のみならず文字、図形データの表示にも利用できる。あるいは照明用にも利用でき、照明として使用する場合は、照明強度の階調を変化させたり調光制御を付加することができる。本明細書においてディスプレイ装置とは、照明やその他の光源として使用する照明装置を含む意味で使用する。
【００３５】
さらにまた、本明細書においては便宜上、配列の方向を示すために行方向、垂直方向などの表現を使用するが、水平あるいは垂直とはドットマトリックス状に配置させた場合において任意に設定した一方を水平、他方を垂直と呼んでいる。またこれらはそれぞれ水平方向、鉛直方向を厳密に意味するものでなく、若干角度を付して傾いている場合も含む。さらにまた、斜め方向に配列する場合も本発明の範囲内として意図しており、この場合は互いに交差する二つの斜め方向に分けて考え、それぞれ行方向を「第一の斜め方向」、垂直方向を「第二の斜め方向」と読み替えて理解する。
【００３６】
さらに、本明細書においてディスプレイ装置とは、単体で画像表示、照明などディスプレイとして機能する装置、あるいは複数を組み合わせてサイズの大きなディスプレイを構成したり、形状を多様に変化させることが可能なユニット型のディスプレイを含む。
【００３７】
さらにまた本明細書において、ディスプレイ装置、ディスプレイ駆動装置または駆動回路という場合、これらの装置または回路の構成は複数の部材を組み合わせたものであっても良いし、または単一の素子や部材で構成されたものであってもよい。例えば、発光素子を備える表示部を外付けにして、これを駆動する垂直駆動部を実現するチップ、水平駆動部を実現するチップ、第１の通信部と第２の通信部を備える駆動制御部を実現するチップなど、単一もしくは複数の機能を実現する素子や回路を組み合わせた駆動回路によって、表示部を発光させる構成とすることができる。あるいは、単一のチップや回路基板上に発光素子を備え、さらに垂直駆動部、水平駆動部、駆動制御部などの機能を実現した構成としてもよい。
【００３８】
本発明の一実施の形態に係るディスプレイ装置は、発光素子１１をライン状やドットマトリックス状など所望形状に配列した表示部１を備えている。ここでは表示部１を、１画素にＲＧＢ各色の発光素子を配して、各画素をマトリクス状に配列して構成している。表示部１に配列された各発光素子１１は、水平方向に対しては垂直駆動部２と切り替えて電気的に接続されるように配線されており、垂直方向に対しては各列毎に水平駆動部３に接続されている。
【００３９】
また、表示部１は発光素子１１や画素をマトリクス状に配列しなくとも、千鳥状としたり、ジグザグや斜め方向に配列してもよい。例えば発光素子１１をオフセット状に中心線をずらして配列した千鳥状配列の場合でも、各発光素子１１への配線を垂直方向、水平方向に交差するように行うことができる。あるいは斜め方向に配置する場合は、Ｘ字状に配線して、交差する斜線をそれぞれ垂直方向、水平方向に対応させて駆動できる。また発光素子１１への電力供給用配線パターンと、発光素子の取付位置は必ずしも一致させる必要はなく、格子状に配線したパターンの交点を所定の間隔で発光素子の配置位置を選択することにより、格子状の配線パターンに発光素子１１を斜め状に配列することもできる。あるいは、格子状の配線パターンの交点と発光素子１１の配置位置をずらして、交点から電力供給用のリード線、パターンなど電気線を発光素子の電極まで延長させて接続することも可能である。この方法では、発光素子１１や発光素子１１で構成される画素の配置パターンを任意に設定することが可能となる。
【００４０】
表示部１の任意の一行もしくは複数行に接続された発光素子１１に対し、垂直駆動部２が電流を印可する。垂直駆動部２は、表示部１の各行を順次選択しながら垂直方向に走査して、すべての行に対し切り替えて電流を印可する。なお、表示部１の各行を選択する方法は、垂直方向に上方から下方へ向かって順次切り替えて選択していく方法のみに限られない。例えば奇数行毎、偶数行毎等一行おきに選択する方法や、下方から上方、上方から下方に双方向に走査する方法、複数行毎に進む方法等、任意の選択方法が利用できる。
【００４１】
水平駆動部３は、各行毎あるいは複数行毎に接続されており、複数の水平駆動部３が多段に配置される。垂直駆動部２で選択された行に接続されている発光素子１１は、各列に接続される水平駆動部３から駆動電流を供給される。水平駆動部３は、駆動制御部４から送られた表示用の制御データに基づき、選択された行に対応する画像データに応じた電流を各発光素子１１に供給する。駆動制御部４は所定の画素数を１単位として階調制御を行う。
【００４２】
駆動制御部４は、水平駆動部３に対し各種の制御データを送信する。特に駆動制御部４は、すべての水平駆動部３に対し同一のデータを送信するのみならず、特定のデータを特定の水平駆動部３に送信することができる。駆動制御部４は、各水平駆動部３にて個別にデータ受信処理を制御できるように、各水平駆動部３に固有の識別情報２３を付与している。また駆動制御部４は、送信先の水平駆動部３に対し、水平駆動部３を特定する個別の識別情報２３と共に、制御識別情報２４、制御データ等の必要なデータを一連のデータパケット形式にして送信する。水平駆動部３側では、データに付加された識別情報２３を識別して自身のデータか否かを判別し、該当するデータパケット２０について受信処理を行い、表示部１の電流駆動を行う。
【００４３】
水平駆動部３側では、受信処理を行うかどうか判定するための識別情報２３として、それぞれの水平駆動部３に個別に付された個別ＩＤ２３Ａを記憶する。またこれに加えて、すべての水平駆動部３が共通にデータを受信するために設定された共通ＩＤ２３Ｂを記憶させることもできる。
【００４４】
駆動制御部４は、図７に示すように、識別情報記憶部２５、制御識別情報記憶部２６、およびデータ記憶部２７を備える。データ記憶部２７は、例えば画像データを記憶する画像メモリ、輝度補正データを記憶する輝度補正メモリ、制御レジスタなどを有する。識別情報記憶部２５は、各水平駆動部３に割り当てた識別情報２３を保持する。同様に制御識別情報記憶部２６は、送信される制御データの種別を示す制御識別情報２４を保持する。
【００４５】
外部の映像プロセッサなどから送信された画像データ、輝度補正データ等の各種制御データは、データ記憶部２７に一時的に保存される。データ記憶部２７は、半導体メモリなどで構成される。データ記憶部２７には高速なアクセスが要求されるため、好ましくはＲＡＭ（Random Access Memory）で構成する。第２の通信部６であるＤＭＡ制御部６Ａは、データ記憶部２７からこれらのデータを直接読み出し、水平駆動部３へ送信する。
【００４６】
駆動制御部４は、一定の周期で識別情報記憶部２５をシーケンシャル（アドレス順次読み出し）で読み出し、データ記憶部２７から画像メモリ、輝度補正メモリなどに保持されたデータを、所定の開始アドレスおよびデータ長に基づいて読み出しを行う。そしてマルチプレクサなどの多重化回路（ＭＵＸ）３２にて識別情報２３（ＩＤ）、制御識別情報２４（ＣＭＤ）、各種データ（ＤＡＴＡ）を一連のデータ列にして、駆動制御部４から水平駆動部３へ送信する。つまり、各々の水平駆動部３を制御するための各画像データや輝度補正データ等を駆動制御部４から水平駆動部３に送信する際、データを情報フィールド２２に挿入し、送信先の水平駆動部３を特定する識別情報２３とデータの種別を表す制御識別情報２４をコントロールフィールド２１に挿入して、対応する水平駆動部３に送信している。
【００４７】
駆動制御部４はさらに、第１の通信部５と、第２の通信部６と、第１の基準クロック生成部７を備える。第１の通信部５は、外部に接続されたコントローラや別のディスプレイ装置との間で各種データの送受信を行い、第２の通信部６に指示を与える。第２の通信部６は、第１の通信部５から受けたデータに対し補正などの処理を行い、水平駆動部３に出力する。また第１の基準クロック生成部７は、垂直駆動部２の水平ライン制御による電流源切替や、階調基準クロックの生成などを行う。
【００４８】
さらに本発明の駆動回路は、各水平駆動部３に識別情報２３を与え、その識別情報２３を宛先として、点灯制御信号、画像データ、輝度補正データ、制御データ等の各種データをパケット形式にしてデータを構成する。水平駆動部３に水平駆動側通信部８を設けることで、駆動制御部４および水平駆動部３間にて所定の通信手順により通信を行うことができる。共通の信号線で各種データを送信する構成として水平駆動部３の駆動制御を行うことにより、各種の制御信号線数を削減することができる。
【００４９】
水平駆動部３側では、受信処理を行うかどうか判定するための識別情報２３として、それぞれの水平駆動部３に個別に付された個別ＩＤ２３Ａを記憶する。またこれに加えて、すべての水平駆動部３が共通にデータを受信するために設定された共通ＩＤ２３Ｂを記憶させることもできる。例えば、水平駆動側識別情報記憶部２９に個別ＩＤ２３Ａを記憶するための個別識別情報記憶部４７Ａと、共通ＩＤ２３Ｂを記憶するための共通識別情報記憶部４７Ｂを設けて、これらの識別ＩＤ２３ａを記憶する。なお、共通ＩＤを水平駆動部側で特に記憶しなくてもよく、例えばＩＤ＝０のとき、すべての水平駆動部３が受信すると設定しておくことで対処できる。
【００５０】
タイミング信号など、ディスプレイ装置内の駆動制御に必要な信号は、外部の信号ソースや外部コントローラなどから入力することも可能であるが、外部から直接入力することなくディスプレイ装置内部の制御部で必要最小限度の信号を生成することができる。例えば、垂直駆動部２を制御するための制御信号、水平駆動部３への階調制御を行うための階調基準クロック、受信クロックなどを自律生成することが可能である。
【００５１】
発光装置の一種であるディスプレイ装置を外部から制御する外部コントローラとディスプレイ装置間の制御は、接続されている各ディスプレイ装置をメモリ空間として扱い、各ディスプレイ装置のアドレス空間をあらかじめ定義してハードウエアを構成することで、コマンドデータのみでやり取りを行うことができる。例えば、ディスプレイ装置の仕様（画素数、マトリクス構成、輝度補正データの有無等）に応じて、それらデータを記憶するメモリの格納アドレスを割付けておく。画像データを更新したい場合は、更新対象のディスプレイ装置における画像の格納アドレスに対し、画像データの書換えを行うものである。
【００５２】
ダイナミック駆動を行う場合、垂直駆動部２による表示部１の行ライン切替数、すなわちドライバ回路の駆動デューティ比が、ディスプレイ装置によって異なることがある。このため外部コントローラ側は一般に、ディスプレイ装置の駆動タイプに合わせて制御回路を構成しなければならない。しかしながら本発明の駆動回路の構成では、１フレーム分の画像データ、つまり１垂直周期分の画像データが外部コントローラから転送されると、画像表示装置などのディスプレイ装置が１回の画像データなど発光表示データを内部メモリに蓄積することができる。このため、ディスプレイ装置側が自身の駆動タイプに従って動作するようなハードウエア構成とすることができ、外部コントローラ側でディスプレイ装置の駆動タイプを意識する必要がない。そのため、異なる形式のディスプレイ装置を自由に組み合わせて構成することができる。
【００５３】
また本発明は、画像表示データ等の送信順を、水平駆動部３の配置順と同じ順序としていない。表示部１のエリアを複数の区画に分割し、分割された各領域に対するデータの送信手順を、水平駆動部同士の接続形態に応じて柔軟に変更できるよう構成している。具体的には、表示部１においてそれぞれの水平駆動部３が発光素子１１の表示制御を担当する領域を、ｍ行×ｎ列（ｍ、ｎは２以上の整数）の表示ブロック１００に分割し、表示ブロック１００を単位として水平駆動部３にデータを転送する。
【００５４】
表示ブロック１００にデータを送信するための配線接続は、様々な形態が利用できる。例えば、図１７に示すように表示ブロック１００同士をＳ字状に接続してデータ通信することができる。この場合は、表示ブロック１００は表示部１において水平方向に直列に接続されており、端部に位置する表示ブロック１００は、垂直方向に隣接する表示ブロック同士で接続され、結果的に信号線がＳ字を描くように直列接続されている。この信号線の経路に沿って、データパケットが送信される。データパケットの送受信には、パラレル転送のみならずシリアル転送も利用できる。
【００５５】
この構成の表示部１にデータパケットを転送すると、生成された画像データ等の制御データの送出順が、対応する表示ブロック１００の接続順と一致しなくなる。この問題を解決するため本発明では、送信するデータに送信先の情報を付加したパケット形式で、各表示ブロック１００に対応するデータを届けている。すなわち、予め各表示ブロック１００を担当する水平駆動部３に個別の識別ＩＤ２３ａを付しておくことで、所望の水平駆動部３に対して個別の制御を可能にしている。本発明では、水平駆動部３に対する識別ＩＤ２３ａの付与を、駆動制御部４から自動で行える。識別ＩＤ２３ａを初期設定できる構成のディスプレイ装置は、表示ブロック間の配線をデータ転送順に拘束される一義的な構成に固定することなく、柔軟に構成できるので表示部の構成が容易に行えるというメリットがある。
【００５６】
識別ＩＤ２３ａには、各水平駆動部３が個別に受信するための個別ＩＤ２３Ａと、すべての水平駆動部３が受信するための共通ＩＤ２３Ｂが設定されている。各水平駆動部３は、個別ＩＤ２３Ａを水平駆動側識別情報記憶部４７に記憶している。これらの識別ＩＤ２３ａを特定する識別情報２３を送信データに付与することで、上記の特長が実現される。
【００５７】
駆動制御部４は、各水平駆動部３宛に送信するデータに対し、識別情報２３を付与している。このため各水平駆動部３側で、自身宛のデータパケットか否かを判別して、選択的に受信処理を行うことができる。
【００５８】
データ送信の際には、表示ブロック１００の配列順にデータを送信する必要はない。いいかえると、表示ブロック１００を担当する水平駆動部の接続形態を変更することで、表示部における配置順とデータの転送順序を一致させる必要はないのである。なぜなら、水平駆動部側で自身宛のデータパケットか否かを判別できるため、駆動制御側は個別のＩＤを設定さえしておけば、任意の順にパケットデータを送信することができるからである。
【００５９】
例えば図２２の実施例では、水平駆動部３が信号線に接続されている順にデータを送信しているが、これは水平駆動部３が表示部において配置されている順ではない。図２２に示すように、水平駆動部３の１〜１６は表示部において左上から横方向に各行毎に順に配置されている。しかし、信号線の接続順は、上記水平駆動部３の配置順、すなわち図２１に示すようなＺ字状でなく、図２２に示すようなＳ字状としている。このため、図２１のような左から右といったどの行も一方向に配列されているのでなく、図２２に示すように左右交互に進行方向が転換するＳ字状に配列されている。すなわちある行では左から右へ、次の行では右から左へと、行毎に交互に方向が逆転するように各水平駆動部３を接続しているのである。
【００６０】
この方法によれば、行の終わりに位置する水平駆動部と、次行のはじめに位置する水平駆動部を接続するために信号線を延長してやる必要がない。このためコストや製造工程が簡略化できるのみならず、信号線の引き回しによるノイズや歪み、反射などの問題を低減できるメリットがある。
【００６１】
このように、本発明ではデータの宛先を特定してやることで、信号線の接続順にデータを送信する必要がなくなり、水平駆動部間の信号線接続を従来のような一方向の単調な配列でなく、ある程度柔軟に接続できるように構成することで、信号線の配線が容易になり、信号線の全長を短くできる等、多くのメリットを実現している。
実施例
【００６２】
以下、本願発明の実施例について説明するが、本願発明は、以下に示す実施例のみに限定されるものではないことを確認のために付言する。
【００６３】
図２は、本発明に係るディスプレイ装置の一例を概略的に示すブロック図である。この図に示すディスプレイ装置は、
（ａ）複数の発光素子１１をＭ行×Ｎ列のマトリクス状に配列してなる表示部１と、
（ｂ）表示部１の各行に、その各行を選択しながら電流を印加する垂直駆動部２と、
（ｃ）表示部１の各列に、選択された行に対応する画像データに応じて、駆動電流を供給する水平駆動部３と、
（ｄ）第１の通信部５と、第２の通信部６と、第１の基準クロック生成部７を備える駆動制御部４と、
（ｅ）補正のための補正データを記憶した補正データ記憶部９を備える。
【００６４】
各構成要素の動作は、駆動制御部４によって制御される。このディスプレイ装置は、画像データを供給する外部コントローラからはディスプレイ装置を制御するデータのみ受信し、ディスプレイ装置内部の駆動に必要な信号はディスプレイ装置内部で自律生成して点灯表示を行う。本実施例の駆動回路は、発光素子１１を電流制御で駆動する方式を示している。
【００６５】
表示部１は、導電性パターンが形成された基板上に、複数の発光素子１１をＭ行×Ｎ列のマトリクス状に配列している。発光素子１１には、ＬＥＤやＥＬ、ＰＤＰなどが利用される。この実施例では、赤、緑、青（ＲＧＢ）がそれぞれ発光可能な各ＬＥＤを３個単位で隣接して配設し、一画素分を構成している。各画素毎にＲＧＢを隣接させたＬＥＤは、フルカラーやマルチカラー表示を実現できる。ただ本発明はこの構成に限られず、２色を近接して配置することも、また一色につき２個以上のＬＥＤを配置することも、色によってＬＥＤの個数を変えることもできる。
【００６６】
ＬＥＤは、種々の発光が可能な半導体発光素子を利用することができる。半導体素子としては、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｌＮなどの半導体を発光層に利用したものが挙げられる。また、半導体の構造もＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合を有するホモ構造、ヘテロ構造或いはダブルへテロ構造のものが挙げられる。
【００６７】
半導体層の材料やその混晶度の選択により、半導体発光素子の発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。さらに、量子効果を持たせるために、発光層を薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。
【００６８】
ＲＧＢの３原色だけでなく、ＬＥＤからの光と、これにより励起されて発光する蛍光物質とを組み合わせたＬＥＤを利用することもできる。この場合、ＬＥＤからの光により励起され長波長に変換するＹＡＧ：Ｃｅ蛍光物質などを利用することにより、１種類の発光素子を利用して白色などの色調がリニアリティ良く発光可能なＬＥＤとすることができる。
【００６９】
さらにＬＥＤは、種々の形状のものを用いることができる。例えば、発光素子であるＬＥＤチップをリード端子と電気的に接続させると共に、モールド樹脂などで被覆した砲弾型や、チップタイプＬＥＤ、発光素子そのものを利用する形態などが挙げられる。
【００７０】
駆動制御部４は、第１の通信部５と、第２の通信部６と、第１の基準クロック生成部７を備える。第１の通信部５は、外部コントローラや次段に接続された別のディスプレイ装置の第１の通信部５との間で各種データの送受信を行い、さらに第２の通信部６に指示を与える。第２の通信部６は、外部から入力された画像データ（ＩＭＤＡＴＡ）を、画素毎の発光素子特性のばらつきに応じて補正して水平駆動部３に出力する。一方水平駆動部３は、第２の通信部６とデータ受信処理を行うための水平駆動側通信部８を備えている。
【００７１】
図２において、第２の通信部６はＤＭＡ制御部６Ａとしている。第２の通信部６であるＤＭＡ制御部６Ａは、画像データを一時的に蓄積するためのメモリ（ＲＡＭ）を備えている。また多くのデータを高速にやりとりするため、ＤＭＡ制御部６Ａは直接ＲＡＭの内容をハードウェアにて高速で読み出しを行い、水平駆動部３へのデータ転送を行う。
【００７２】
第１の基準クロック生成部７は、垂直駆動部２の各行毎の電流源切替を行う。また、点灯階調を制御するための第１の基準クロックとして、階調基準クロックの生成を行うタイミング生成部７Ａとして機能する。階調基準クロックは、タイミング生成部７Ａから各水平駆動部３に送出される。ただ、本実施例では第１の基準クロック生成部７を駆動制御部４に設けて階調基準クロックを送信する構成としているが、水平駆動部３側に第１の基準クロック生成部７を設けることでタイミングを自律生成する構成とすることもできる。
【００７３】
駆動制御部４はさらに、画像データ補正部、画像データ記憶部を備える。外部から入力された画像データは、画像データ補正部で画素毎の発光素子１１特性のばらつきに応じて補正されて、ＤＭＡ制御部６Ａから各水平駆動部３に出力される。この補正のための補正データは、補正データ記憶部９に記憶されている。画像データ補正部は、補正データ記憶部９から補正のための情報データを読み出して、データ補正を行う。補正データ記憶部９は、ＲＯＭなどのメモリ素子、好ましくはＥ２ＰＲＯＭで構成されている。
【００７４】
発光素子１１毎のばらつきを補正する補正データは、補正データ記憶部９に記憶されている。補正データ記憶部９は、あらかじめ算出した補正データを収納するＲＯＭで構成される。図２に示す駆動回路では、画像データ補正部を駆動制御部４と個別に設けているが、駆動制御部４に組み込むこともできる。補正データとしては、例えば各発光素子毎に輝度を補正するための輝度補正データや複数の画像表示装置を組み合わせて使用する場合に生ずる面輝度ばらつきを補正する画像表示装置ごとの輝度補正データなどがある。
【００７５】
信号の物理インタフェースである接続部分は、コントローラからのデータをＬＥＤユニットにシリアル伝送する手段であり、配線を用いて電気的に接続させることもできるし、光ファイバを使った光通信や、電磁波、赤外線などを使った無線通信を利用して伝送することもできる。配線による場合、接続部にはデータ線とストローブ線の２種類の信号線である接続線を利用することによって好適に構成することもできる。
【００７６】
垂直駆動部２は、表示部１の行方向に電流を印加するコモンドライバであり、半導体スイッチング素子などで構成されている。図２においては、一の垂直駆動部２が各行のコモンラインを所定の順序で切り替えて、電流を印加している。ただ、垂直駆動部を複数設けてもよい。垂直駆動部２が一度の動作で選択する行は、表示部１の一行とすることも、複数行とすることも可能である。
【００７７】
水平駆動部３は、図２に示すように複数段が連結されている。発光素子１１の列毎に各水平駆動部３を構成するＬＥＤドライバが接続されており、Ｎ列分のＬＥＤドライバ１〜Ｎが直列に接続されている。隣接するＬＥＤドライバ同士は、各々の水平駆動側通信部８によって電気的に接続されている。この接続も電気的な接続のみに限られず、光通信あるいはその他無線通信などとしてもよいし、これらを組み合わせてもよい。
【００７８】
水平駆動部３は、水平駆動側通信部８と、メモリ部１７と、点灯制御部１５と、定電流駆動部１４で構成される。メモリ部１７は、シフトレジスタ等で構成される。水平駆動部３は、各列方向に配列されたＬＥＤと接続されており、垂直方向のＬＥＤに対して垂直駆動部２の切替に同期して順次電流を供給し、ダイナミック点灯を行う。水平駆動部３は、半導体スイッチング素子やドライバＩＣにより構成される。
【００７９】
水平駆動部３は、水平駆動側通信部８を備えている。水平駆動側通信部８は、駆動制御部４や次段の水平駆動部３に備えられた水平駆動側通信部８との間で通信を行う。さらに水平駆動側通信部８は、水平駆動部３に備えられたメモリ部１７に対し、駆動制御部４のＤＭＡ制御部６Ａから送られるデータの書き込みを行う。図２の例では、ＤＭＡ制御部６Ａは画像データをメモリ部１７に送出し、メモリ部１７はシフトレジスタで画像データを保持する。各水平駆動部３には個別の識別情報２３が割り当てられるよう構成されており、ディスプレイ装置の駆動制御部４から送付先の水平駆動部３の識別情報２３を付加した画像データ等が送信される。水平駆動部３側では、自身宛てのデータであることを認識した後、受信処理を行う。
【００８０】
一方、駆動制御部４は第１の通信部５を備えている。第１の通信部５は、画像表示のためのデータを送信する外部コントローラから制御データを受信し、駆動制御部４のＤＭＡ制御部６Ａに対しメモリ、レジスタ等の書き込みおよび読み出し操作を行う。例えば、第１の通信部５が画像データを外部コントローラから受信し、ＤＭＡ制御部６Ａが備える画像データ蓄積用ＲＡＭへの書換えを行えば、画像表示の更新が実行される。ディスプレイ装置の制御データとしては、駆動回路への制御、ディスプレイ装置内部の温度情報や、電源電圧のモニタ情報、表示デバイスと駆動回路との断線検出、水平駆動部３の異常温度上昇による障害、ディスプレイ装置内部の信号パターン配線不良や制御部と水平駆動部３のデータ通信状態の確認、輝度補正データの書き込み、発光素子の個々の劣化や損傷検出等の処理がある。これらのデータを第１の通信部５は、外部コントローラとディスプレイ装置間で所定の通信方法に従ってやり取りを行う。
【００８１】
ＤＭＡ制御部６Ａは、画像データ、輝度補正データなどを所定のフォーマットとして水平駆動側通信部８に対し、ハード自律で高速にデータ転送を行う。特に、ＬＥＤを用いたディスプレイ装置の場合、通常のビデオレートによる画像リフレッシュレートよりもおよそ４倍から１６倍の画像リフレッシュレートを必要とする。このため、ダイナミック駆動時には、画像データや輝度補正データはメモリから直接ハード処理で読み出し、高速にデータ転送を行う必要がある。
【００８２】
図３に、１／４デューティ時のフレームサイクル動作におけるタイムチャートを示す。本実施例では、水平駆動部３に識別情報２３を付与し、水平駆動部３内のメモリへの書込み及び同期制御を外部コントローラからパケットの形式にして通信する方法を示している。付与される識別情報２３としての識別ＩＤ２３ａは、たとえば各水平駆動部３を構成するＩＣに固有の識別番号などである。図３において、外部コントローラからディスプレイ装置に送出される信号の内、垂直同期検出用のパケットをｃｓｐ（Cycle Start Packet）とし、１〜Ｎまである水平駆動部３各々への制御データパケットをｕｄ１〜ｕｄＮとしている。他方、水平駆動部３から外部コントローラへ送出する応答パケットをｒｅｓとする。本実施例では全２重双方向通信としているが、半２重双方向通信でも同様の方法が可能である。
【００８３】
ディスプレイ装置内において、ＤＭＡ制御部６Ａから送出された水平駆動部３への制御データをｄａｔａ＿０〜ｄａｔａ＿３とする。さらに図３において、ｖｓｙｎｃは垂直同期検出用データｃｓｐに応じてディスプレイ装置内で生成される。このデータは各フレームデータを送出するパケットの周期を決定するものであり、各水平駆動部３のフレーム同期、データのラッチトリガとして使用される。
【００８４】
駆動制御部４では、外部コントローラから送出される垂直同期検出用データｃｓｐを受信して画像フレームデータの先頭を認識し、垂直同期を行う。この同期検出によって、ディスプレイ装置内の点灯制御信号（ＢＬＡＮＫ）、垂直駆動部制御アドレスを所定の表示倍速に基づいて生成する。図３では、垂直同期周期６０Ｈｚに対し４倍速点灯の例を示しており、一ディスプレイ装置の一画面表示を行うための一垂直駆動周期は２４０Ｈｚとなる。この場合、６０Ｈｚの垂直同期周期の一フレームパケット区間（約１６ｍｓ）に対し駆動デューティ比が１／４で、４コモンライン制御時となる。この実施例では、点灯倍速を可変とすることでリフレッシュレートの可変機能を実現している。また、画像データ、輝度調整データ等の各種データは、垂直同期検出用データｃｓｐの一周期の間に、制御対象である水平駆動部３の数であるＮ（ｕｄ１〜ｕｄＮ）だけ転送される。各水平駆動部３でこれらのデータを受信処理後、次回の垂直周期で当該データを反映する。従って、各種データ受信中は各水平駆動部３内のメモリへの書込みを行い、現在表示している画像データは前の垂直周期の際に転送されたものを適用する。
【００８５】
図４は、第２の通信部６であるＤＭＡ制御部６Ａで各水平駆動部３を制御する際に、送信データをパケット形式にして通信を行う場合のデータのフォーマット構成を示している。この形式のデータパケット２０は、コントロールフィールド２１と情報フィールド２２からなり、コントロールフィールド２１はさらに識別情報２３（ＩＤ部）と制御識別情報２４（ＣＭＤ部）に分けられる。
【００８６】
コントロールフィールド２１は、実データに付加する各種の識別情報を格納する部分である。識別情報２３は、各水平駆動部３を識別するための情報を示す。
各水平駆動部３は個別に識別情報として識別ＩＤ２３ａを与えられているため、この情報は送信されるデータの宛先を示すものであるといえる。
【００８７】
制御識別情報２４は、水平駆動部３に対しどのような制御を行うかという制御種別を示す情報である。データの種別としては、例えば水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）データ、画像データ、階調データ、輝度調整データ、輝度補正データの書換え、障害データの読み取り等がある。
【００８８】
情報フィールド２２では、ＣＭＤ部の制御識別情報２４に応じた実際のデータである制御データの内容を示している。これにより水平駆動部３毎の個別の制御を可能とする。
【００８９】
データパケットには、個別の水平駆動部に対し送信する画像データなどのデータ以外にも、すべての水平駆動部に対し送信すべきデータもある。すべての水平駆動部に対し送信するデータパケットとしては、例えばＨＳＹＮＣ、自動ＩＤ付与命令などがある。これらのデータパケットには、識別情報２３として共通ＩＤ２３Ｂが設定される。
【００９０】
図５は、図４の形式のデータパケット２０を駆動制御部４が送信し、各水平駆動部３が受信する状態を示すブロック図である。この実施例では、複数の水平駆動部３が直列に駆動制御部４と接続されている。水平駆動部３は１入力、１出力を備えており、駆動制御部４の第２の通信部６と水平駆動部３の水平駆動側通信部８との間、ならびに水平駆動側通信部８を介して水平駆動部３間同士が接続される。駆動制御部４から出力されたパケットデータ２０１、２０２、２０３は、すべての水平駆動部３へ透過的に転送できるようにしている。
【００９１】
この実施例では、データ通信の流れを一方向のみで行っている。図５において、水平駆動部３の水平駆動側通信部８は一方向にのみデータの出力が可能となっている。直列に接続された複数の水平駆動部３は、駆動制御部４を介して環状に接続されている。このため、駆動制御部４の第２の通信部６から出力されたデータパケット２０は、各水平駆動部３を透過的に一巡して、データパケット２０の送信方向に対して最後の段に接続されている水平駆動側通信部８から出力されるデータパケット２０が、駆動制御部４の第２の通信部６に入力される。つまり駆動制御部４から送信されるデータパケット２０が各水平駆動部３をループ状に一巡して、駆動制御部４に返信されるよう構成されている。ただ、本発明の駆動回路は、双方向通信で構成することも可能である。
【００９２】
各水平駆動部３に識別情報２３が設定されている場合、各水平駆動部３はデータパケット２０の識別情報２３であるＩＤを監視し、ＩＤの値が自身の識別ＩＤ２３ａと一致したとき、付随するパケットデータを駆動装置内部のメモリ部１７に蓄積する。図５において、駆動制御部４は、データパケット２０１、２０２、２０３を順次水平駆動部３に対し送出している。ＩＤ＝１の水平駆動部３（LED Driver 1）は、データパケット２０１が通過する際に受信処理を行ってＤＡＴＡ１をメモリ部１７に蓄積し、ＩＤ＝２の水平駆動部３（LED Driver 2）はデータパケット２０２が通過する際にＤＡＴＡ２をメモリ部１７に蓄積している。
【００９３】
図６は、水平駆動部３の水平駆動側通信部８を制御して、障害データを読み取る方法を示している。この図では説明を簡潔にするため、通常であれば水平駆動部３を複数段に接続するところ、一の水平駆動部３のみに障害データ読み取りパケット２０Ｂを送信する様子を示している。
【００９４】
図６（ａ）に示すように水平駆動部３の水平駆動側通信部８は、受信処理を行うための受信部（RECEIVER）２８と、水平駆動側通信部自身の障害データを保持する障害データ保持部２９と、受信部２８を経由するデータまたは水平駆動側通信部８に直接入力されるデータのいずれかを選択して出力する出力選択回路３０を有している。この構造の水平駆動部３は、入力されたデータパケットのコントロールフィールド２１については、そのまま透過的に出力選択回路３０から出力する。一方、情報フィールド２２については、データを置換して出力することができる。例えば、特定のデータパケットが入力された場合は、データパケットのコントロールフィールド２１を判別して、このデータパケットの情報フィールド２２に含まれるデータを所定のデータに置換して出力する。
【００９５】
障害データの読取りの行う場合は、駆動制御部４は通常のデータパケットに代えて、障害データ読み取りパケット２０Ｂを水平駆動部３に対し出力する。図６（ａ）に示す障害データ読み取りパケット２０Ｂは、コントロールフィールド２１には識別情報２３としてＩＤ＝１を、制御識別情報２４として障害データの読取り指示が挿入されており、情報フィールド２２にはダミーデータ（Dummy）２２Ｂが挿入される。ダミーデータ２２Ｂは、同期クロックを得るためのデータパターンである。図６（ｂ）に示すように、駆動制御部４からＩＤ＝１の水平駆動部に出力された障害データ読み取りパケット２０Ｂを受信した後、水平駆動部はダミーデータ２２Ｂを含むデータパケットを基にして、同期クロックを内部で生成する。
【００９６】
水平駆動部は識別情報２３のＩＤ＝１を確認した後、このデータパケットを受信し、制御識別情報２４（ＣＭＤ）の内容を参照する。障害データ読み取りの制御識別情報２４を受けた水平駆動側通信部８は、出力選択回路（ＳＥＬ）３０の選択信号を、スルー出力から障害監視データ出力へと切り替える。これによって、水平駆動部内部の障害データ保持部２９に保持された障害監視データ（図６（ａ）において斜線で示すＤＡＴＡ１）は、障害データ読み取りパケット２０Ｂの情報フィールド２２に挿入され、ダミーデータ２２Ｂと置換されて出力される。この出力データは図６（ｂ）に示すように置き換えられて、折り返し駆動制御部４に転送される。駆動制御部４側で障害データ読み取りパケット２０Ｂの情報フィールド２２を抽出して、このデータを外部コントローラへ転送し、障害監視データの読取りを行う。
【００９７】
図７は、駆動制御部４の内部に備えられたパケットデータ送信回路の機能を示すブロック図である。この図に示す回路は、以下の手順で送信データを図４に示すようなパケットデータの形式のフォーマットに変換する。
【００９８】
ＤＭＡ制御部６Ａは、各水平駆動部３を制御する第２の通信部６である。ＤＭＡ制御部６Ａは、識別情報記憶部２５と制御識別情報記憶部２６に接続されている。図７で例示する識別情報記憶部２５は、ＩＤレジスタで構成されている。また制御識別情報記憶部２６は、制御識別情報（ＣＭＤ）２４を制御するＣＭＤコントロールである。
【００９９】
識別情報記憶部２５は、駆動制御部４に接続されているすべての水平駆動部３の接続形態に応じて、識別情報２３の転送を任意に設定できるように、識別情報２３の付与順序を識別情報記憶部２５に格納する。読み出しはシーケンシャルに実行される。制御識別情報記憶部２６は、各情報フィールド２２のデータに応じて制御識別情報２４を出力する。情報フィールド２２に挿入されるデータには、画像データ、輝度補正データ、ドライバ制御データ等がある。情報フィールド２２に挿入される各種データは、選択回路（ＳＥＬ）３１を通じて、制御識別情報２４に対応するデータが選択されて出力される。識別情報（ＩＤ）２３、制御識別情報（ＣＭＤ）２４のコントロールフィールド２１と、情報フィールド２２のデータ（ＤＡＴＡ）は、多重化回路（ＭＵＸ）３２によって多重化され、前記図４のデータフォーマット形式のデータパケット２０に変換され、水平駆動部３へ送信される。
【０１００】
図８は、ＤＭＡ制御部６Ａと水平駆動側通信部８間におけるデータ通信で使用するデータ・ストローブ（ＤＳ）符号方式を示す。この実施例では、信号線数を極力少なくするために、パケットデータをシリアルデータ化し、ＤＳ符号化して送受信している。ＤＳ符号方式は、水平駆動部３内に設けられた復号化回路によって、データ（Data）信号とストローブ（Strobe）信号の排他的論理和（ＥＸＯＲ）をとることによって、データに同期化された受信クロックを生成することができる。図において、図８（ａ）はＤＳ符号化方式により生成された各信号の波形、すなわちデータ信号波形、ストローブ信号波形、および両者の排他的論理和として生成された受信クロックの波形を示す。生成された受信クロックは、論理演算器によりわずかに遅延（delay）を生じている。また図８（ｂ）は、ＤＳ符号化回路、図８（ｃ）はＤＳ復号化回路の一例をそれぞれ示す。
【０１０１】
データに同期したクロック信号を別個の線で各水平駆動部３に供給する場合、接続する水平駆動部数が増加すると、基板上のクロック信号パターンの引き回しが増大し、反射による波形歪みが大きくなると共に、放射ノイズ源となる弊害が生じる。ＤＳ符号によれば、同期クロックを受信回路側で生成することができ、クロックの反射歪み等の影響を低減する効果がある。
【０１０２】
図９では、符号化によるデータ通信を利用した階調基準クロック（ＧＣＬＫ）の選択・切替回路を示している。一般にＬＥＤ等の発光素子１１の駆動の際の階調制御を行うためには、階調基準クロックを各水平駆動部に対し供給する必要がある。画像表示のガンマ補正等も、この階調基準クロックの周波数変調制御によって実現される。また階調基準クロックの周波数によって、点灯パルス幅を増減することもできる。
【０１０３】
階調基準クロックは一般に外部から供給される。本実施例では、駆動制御部の第１の基準クロック生成部７より供給している。ただ、図９の実施例ではさらに、前記ＤＳ符号によるデータ通信方式を採用することによって、階調基準クロックの供給が万一何らかの理由で停止した場合でも、水平駆動部３でＤＳ復号された受信クロック（ＲＣＬＫ）を階調基準クロックとして供給することで、表示動作を継続させることができる。
【０１０４】
階調基準クロックの切換回路は、水平駆動部３に設けられている。図９（ａ）に示す回路は、階調基準クロックカウンタ回路３３Ａと、受信クロックタイマ回路３４Ａと、排他的論理和回路３５と、基準クロック選択回路３６と、パルス変調回路１５Ａを備える。
【０１０５】
この図に示す基準クロック切換回路は、基準クロックに基づき点灯階調の制御を行っている。点灯階調の制御はＰＷＭ制御で行われる。このための点灯制御部１５として、パルス変調回路（PWM COUNTER）１５Ａが設けられる。
【０１０６】
さらに本回路は、駆動制御部から入力される各種の制御データと同期した受信クロックを第２の基準クロックとして利用する。受信クロックを生成する第２の基準クロック生成部１９は、排他的論理和回路３５で構成され、データ信号とストローブ信号の排他的論理和をとることにより受信クロックが生成される。
【０１０７】
基準クロック選択回路３６は、第１の基準クロックである階調基準クロックと、第２の基準クロックである受信クロックを入力し、いずれかを基準クロックとして選択して点灯制御部１５へ出力している。
【０１０８】
階調基準クロックカウンタ回路（GCLK Counter）３３Ａは第１のカウンタ３３として、階調基準クロックをクロックとするカウンタ回路を構成する。図９（ｂ）に示すように、階調基準クロックカウンタ回路３３Ａは第１の基準クロックである階調基準クロックの入力をカウントし、所定のカウント数毎にクリア信号（ＣＬＲ）を生成する。
【０１０９】
また、受信クロックタイマ回路（RCLK Timer）３４Ａは、第２のカウンタ３４として、受信クロックをクロックとするカウンタ回路を構成する。第１のカウンタ３３である階調基準クロックカウンタ回路３３Ａからのクリア信号が入力されるまで、第２の基準クロックである受信クロックの入力をカウントする。一定のカウント値に達してカウンタがフルになれば、図９（ｂ）の右側部分で斜線にて示すように、基準クロック選択回路（ＳＥＬ）３６に対し、選択信号（ＧＣＳＥＬ）を、例えばＬＯＷレベル（＝０）からＨＩＧＨレベル（＝１）に切り替える。ただし、カウントアップする以前に階調基準クロックカウンタ回路３３Ａよりクリア信号が入力されると、図９（ｂ）の左部分に示すようにリセット信号が入力されるので、受信クロックタイマ回路３４Ａはクリアされて選択信号を出力しない。
【０１１０】
基準クロック切換回路は、以下の動作で階調基準クロックを受信クロックに切り替える。階調基準クロックカウンタ回路３３Ａにより一定周期で生成されるクリア信号は、受信クロックタイマ回路３４Ａのリセット入力として供給され、タイマおよびカウンタをリセットする。もし何らかの事情により階調基準クロックの供給が途絶えた場合、クリア信号は発生せず、受信クロックタイマ回路３４Ａが所定のカウンタ値に達したとき、選択信号が基準クロック選択回路３６に入力されてＬＯＷからＨＩＧＨ、またはＨＩＧＨからＬＯＷに遷移される。この場合、点灯階調の制御を行うパルス変調回路（PWM COUNTER）１５Ａに供給されるＰＷＭ基準クロック（ＰＷＭ＿ＣＬＫ）は、外部供給の階調基準クロック（ＧＣＬＫ）から受信クロック（ＲＣＬＫ）へと切り替えられる。これによってＰＷＭ動作は継続され、表示動作は引き続き維持される。つまり、階調基準クロックからの入力がＬＯＷまたはＨＩＧＨで固定になった場合に、受信クロックタイマ回路３４Ａがフルとなって基準クロック選択回路３６が自動的に切り替えられ、受信クロックが入力される。
【０１１１】
この構造であれば、データ信号とストローブ信号で自律生成される受信クロックをＰＷＭ基準クロックとして利用することができ、水平駆動部の外部から供給される階調基準クロックに異常が生じた場合であっても表示を維持できる。また別の実施例として、外部供給の階調基準クロックをなくし、受信クロックを基準クロックとして利用することもできる。この場合、水平駆動部への信号入出力はデータ信号およびストローブ信号用の２線のみで制御することが可能となり、駆動制御部と水平駆動部間の配線数をさらに削減することができる。あるいは、水平駆動部内部に別途階調基準クロックを生成する第１の基準クロック生成部として、パルス生成回路を設けることもできる。
【０１１２】
さらに図１０は、基準クロック切替回路の他の一例を示している。図９では階調基準クロックに異常が発生した場合、自動的に基準クロック選択回路が切り替えられていたが、図１０では駆動制御部が階調基準クロックの異常を監視し、異常を検出した場合に能動的に切り替える。
【０１１３】
図１０に示す階調基準クロックの切換回路も、水平駆動部に設けられている。この回路は、階調基準クロックカウンタ回路３３Ｂと、比較器３７と、基準クロック選択回路３６Ｂと、パルス変調回路１５Ｂを備える。
【０１１４】
階調基準クロックカウンタ回路３３Ｂは第３のカウンタ４０として、第１の基準クロックである階調基準クロックの入力をカウントする。そして、階調基準クロックのカウント数が所定値に達した以降は、所定のデータを保持し続け、フレームの開始を示す水平同期信号を受信したときにカウント数をクリアする。
【０１１５】
一方、カウント数が所定値に満たない場合は、階調基準クロックに障害が生じた旨を示す階調基準クロック障害信号（ＧＣＡＬＭ）を、水平駆動側通信部に備える障害データ保持部２９である障害データ読み取りレジスタ２９Ａに保持する。この場合、駆動制御部は、障害データ読み取りパケット２０Ｂによって階調基準クロックに障害が生じた旨を示す障害データを読み取るとともに、動作モード設定レジスタ３９を更新して、階調基準クロックに障害が生じた水平駆動部の基準クロック選択回路３６Ｂを、階調基準クロックから受信クロックへと選択してパルス変調回路１５Ｂに出力する。
【０１１６】
図１０（ａ）に示す基準クロック選択回路３６は、以下の動作で階調基準クロックを受信クロックに切り替える。まず階調基準クロックカウンタ回路３３Ｂが、一フレーム分の階調基準クロックをカウントする。カウントは、図１０（ｂ）に示すように、水平同期信号であるＨＳＹＮＣ信号に同期して一フレーム毎に行う。例えば階調表現のための信号データの表示階調数が１０ビットの場合、１０桁の二進数である２１０＝１０２４の階調表現が可能である。したがって、一フレーム中に１０２４個のパルスの供給が必要となる。階調基準クロックカウンタ回路３３Ｂは、一フレーム中のカウント数が１０２４に達すると（すなわちデータ転送が終了すると）、残りの期間の出力を所定の値、例えば”１１１１１１１１１１”に保持させる。
【０１１７】
次にフレーム同期を示すフレーム開始パケットとしてＨＳＹＮＣが入力された時点で、比較器３７はカウンタの出力を”１１１１１１１１１１”と比較し、同じであれば例えば”０”を、もしカウント数が少なければ”１”を、水平駆動側通信部に備える障害データ読み取りレジスタ２９Ａに出力する。またＨＳＹＮＣの入力により階調基準クロックカウンタ回路３３Ｂはリセットされ、新たにカウント動作が開始される。
【０１１８】
駆動制御部は、障害データ読み取りパケット２０Ｂによって障害データ読み取りレジスタ２９Ａを確認し、異常なしと判断すれば例えば”０”を、異常ありと判断すれば”１”を、動作モード設定レジスタ３９に階調基準クロック選択信号（ＧＣＳＥＬ）として出力する。駆動制御部４は異常ありの情報に従って、基準クロック選択回路３６Ｂを切り替え、階調基準クロックから受信クロックに切り替える。基準クロック選択回路３６Ｂの切り替えには、駆動制御部が異常が発生した水平駆動部に対し基準クロック選択回路３６Ｂの切替を指示するデータパケット２０を送信して行う。受信クロックの生成には、図９の回路と同じくデータ信号とストローブ信号の排他的論理和を、排他的論理和回路３５Ｂで取ることによって生成される。
【０１１９】
図１０の基準クロック選択回路３６Ｂは、図９の回路で生じる可能性のある誤作動を防止することができる。図９の基準クロック選択回路３６では、階調基準クロックカウンタ回路３３Ａが階調基準クロックをカウントする際、クロック周波数が低い場合は階調基準クロックカウンタ回路３３Ａがフルになる前、すなわち受信クロックタイマ回路３４Ａにクリア信号が入力される前に、受信クロックタイマ回路３４Ａがフルになってしまい、基準クロック選択回路３６への切替信号が出力されるおそれがある。これに対し図１０の基準クロック選択回路３６Ｂでは、タイマ回路で自動的に切替を行うのでなく、階調基準クロックカウンタ回路３３Ｂがクロック数をカウントして、規定のカウントに達していることを比較器３７により確認するため、動作が正常かどうかを正しく判断でき、異常がある場合に駆動制御部が能動的に基準クロック選択回路３６を切り替えることができる。
【０１２０】
図１１は、駆動制御部４と水平駆動部３との間のデータ通信の状態をチェックする方法を示す。これは、駆動制御部４のＤＭＡ制御部６Ａと各水平駆動部３の水平駆動側通信部８との間で、データの通信が正常に行われているかどうかを監視するためのもので、例えば、ドライバＩＣのピンが外れていないか、はんだの剥離が生じていないか、接触不良や断線などの異常が起こっていないかなどを確認する。この図では、例として水平駆動部３であるＬＥＤドライバが４つの場合を示しているが、水平駆動部３の数はこれに限られず、これより少ない場合や多い場合にも利用できることは言うまでもない。
【０１２１】
図１１に示す駆動制御部４は、データパケットとして通信チェックパケット２０Ｃを、それぞれの水平駆動部３に対し送信している。４つの通信チェックパケット２０Ｃは、識別情報２３としてＩＤ＝１〜４、制御識別情報２４として通信チェックの指示を含むコントロールフィールド２１と、通信チェックデータ（Active Wire Check bit）を含む情報フィールド２２で構成される。通信チェックデータは、例えば通信チェック用のビットである。ここでは、駆動制御部４は送信時にビットパターン“０１０１”を、監視ビットパターン列として各データパケットに挿入している。具体的には、ＩＤ＝１のデータパケットについては通信チェックデータに”０”を入力し、またＩＤ＝２のデータパケットには”１”を、ＩＤ＝３のデータパケットには”０”を、ＩＤ＝４のデータパケットには”１”をそれぞれ付加する。
【０１２２】
各水平駆動部３では、これらの通信チェックパケット２０Ｃを受信すると、通信チェックデータを反転出力させる。このため水平駆動側通信部８は、情報フィールド２２のデータを反転させるデータ反転部（Ｒ）３８を有している。各水平駆動部３は、受信部（ＲＣＶ）２８Ｂで受信するデータパケット（ここでは通信チェックパケット２０Ｃ）について、識別情報２３と制御識別情報２４を確認する。識別情報２３が自己の個別ＩＤと一致し、かつ制御識別情報２４が通信チェックを指示する制御種別であるとき、出力選択回路３０Ｂを切り換えることにより、データ反転部３８で反転させた通信チェックデータのビットを出力し、通信チェックパケット２０Ｃの情報フィールド２２を反転出力で置き換える。各水平駆動部３は、書き換えたデータパケットを出力し、出力されたデータは駆動制御部４に送信される。
【０１２３】
駆動制御部４は、各水平駆動部３から送信された各通信チェックパケット２０Ｃの情報フィールド２２に含まれるデータと、各水平駆動部３に送信した通信チェックパケット２０Ｃの通信チェックデータに基づいて、通信状態の障害チェックを行う。データ通信が正常に行われておれば、駆動制御部４から水平駆動部３に出力された監視ビットパターン列“０１０１”は、通信チェックデータ（Active Wire Check bit）が反転される結果、駆動制御部４に戻ってくるまでに”１０１０”に反転されて、駆動制御部４に入力されるはずである。これらのビットパターンを比較することにより、駆動制御部４で水平駆動部３各部の受信処理の正常性、およびデータ線のパターン配線の正常性などを確認できる。
【０１２４】
なお、本実施例ではＬＥＤの点灯時期は１コモンライン周期分のＬＥＤユニット個別制御データを全ＬＥＤユニットが受信後、次のコモンライン周期でＬＥＤユニットモジュールを一度に同時点灯させたが、各ＬＥＤユニットでＬＥＤユニット個別制御データを受信後順次点灯を開始しても良い。このように本発明の構成とすることで比較的簡単な配線で大型化や高精細化、さらには、任意のユニットの組合せなどが可能なＬＥＤ点灯装置とすることができる。
【０１２５】
図１２は、発光素子を配置した基板と、駆動回路を配置した基板とを一体にする本発明の一実施例を示している。従来、発光素子をマトリックス上に配置した基板に、発光素子の駆動回路を配することは、スペースの問題から困難であった。特に発光素子数が多くなり発光素子の駆動回路が複雑になると、それだけ発光素子とその駆動回路を同居させることはスペース的に厳しくなる。また発光素子数が多いと、駆動制御部と水平駆動部間、および水平駆動部同士で結線すべき信号線が飛躍的に増大する。このため発光素子が搭載される基板と駆動回路基板は、図１２（ａ）で示すように、それぞれ別個の基板として構成されることが多かった。図１２（ａ）に示す発光パネルは、発光素子基板４１と駆動回路基板４２を別部材で構成しており、発光素子基板４１であるＬＥＤ基板の裏面すなわち発光素子であるＬＥＤを配した面と反対面に、ＬＥＤの駆動回路基板４２を対向して配置しピンを用いて電気的及び機械的に接続している。
【０１２６】
これに対し、本発明の実施例にかかるディスプレイ装置では、上述の通り駆動制御部と水平駆動部の間、ならびに水平駆動部同士の間の通信を、共通線を使用したパケット通信で行う。この構成により、各部材間で相互に信号線を設けたり、各信号毎に個別の信号線を設ける必要がない。このため配線すべき信号線数を大幅に低減することができ、配線を簡素化して回路の小型化が実現される。その結果、図１２（ｂ）に示すように一枚の一体型基板４６として発光素子と駆動回路を共に配置することが可能となる。
【０１２７】
特に、図１２（ｂ）に示す一体型基板４６のように、ＬＥＤなどの発光素子１１の一画素にあたるＲＧＢの一組同士が離間して設けられており、隣接するＲＧＢの組同士の間にスペースがある場合は、このスペースにＬＥＤの駆動回路１０を構成する部材などを配置して、駆動回路を発光素子基板と同一の基板に配置することができる。上述したように、水平駆動部を小型化できるので、発光素子１１の画素間に駆動回路１０を配置して水平駆動部３間の信号パターンを配線することによって、従来別部材であった基板を一体化することが可能となる。図１４に示す各発光素子１１間の配線は、縦横のメッシュ状のパターン配線となっている。水平駆動部間の信号線数が少なくなることによって、必要な基板設計層数を削減できるので、基板のコストを削減することができる。
【０１２８】
さらに、発光素子基板と駆動回路基板を一体にした別の実施例を図１３に示す。この図に示す一体型基板４６も、発光素子基板と駆動回路基板を一体化して一のＬＥＤユニットを構成している。一体型基板４６は、複数の通信ケーブル４３を備えている。通信ケーブル４３は、図において、下部に２つ備えており、それぞれ先端に雄型、雌型のコネクタ４３ａを有している。通信ケーブル４３は、これらのコネクタ４３ａを介して隣接する一体型基板４６と接続され、通信を行う。一方向のみのデータ通信を行う場合は、一方の通信ケーブル４３を入力用、他方の通信ケーブル４３を出力用とすることができる。
【０１２９】
図１３に示す例では、４個一組のＬＥＤを８行×８列のマトリクス状に配列している。ＬＥＤは赤２個、緑１個、青１個の４つを使用し、これらを一組として一画素を構成している。また各ＬＥＤの駆動回路は、ＬＥＤを配設する側と反対側、図において一体型基板４６の裏面に配設している。この図に示す一体型基板４６は、固定のためのビス孔等の連結孔４５を設けている。
【０１３０】
通信ケーブル４３は、複数のリード線を内蔵した複線で構成される。信号線の数は任意のものを採用できるが、例えば信号線を２線（データストローブ線や受信クロック線など）、電源を２線（電源供給用と接地線）とした計４線で構成できる。通信ケーブル４３の端子となるコネクタ４３ａの形状も、これに応じて４芯の小型のものが採用できる。本発明の構成では、上述のように信号線数を大幅に減らすことができるため、ケーブルの太さを細くでき、またコネクタも小型にして省スペース化およびコスト削減を図ることができる。
【０１３１】
通信ケーブル４３は、それぞれ通信ケーブル収納部４４に収納されている。通信ケーブル収納部４４によって、通信ケーブル４３はＬＥＤ配置面側に引き出されている。この構造の一体型基板４６は、駆動回路を配設している一体型基板４６の背面側に回ってケーブルを接続することなく、図において正面側からケーブル同士をコネクタ４３ａを介して接続することができるので、ケーブルのコネクタ４３ａのみで一体型基板４６同士を電気接続する構成と相まって、一体型基板４６の連結作業をさらに容易にできるメリットがある。
【０１３２】
通信ケーブル収納部４４は、プラスチックで基板本体と一体形成されている。もちろん、通信ケーブル収納部は他の構成を適宜採用できる。例えば、金属製のフック状としたり、Ｌ字状のプラスチックで別部材とすることもでき、あるいは通信ケーブル収納部を設けない構成とすることもできる。
【０１３３】
この構造のディスプレイ装置は、各一体型基板４６の通信ケーブル４３同士を接続することで複数の一体型基板４６を連結し、簡単に大型ディスプレイを構成することができる。それぞれ隣接する一体型基板４６同士は通信ケーブル４３のコネクタ４３ａを介して接続され、両端部に位置する一体型基板４６は駆動制御部と接続される。
【０１３４】
一体型基板４６間の接続は、一体型基板４６の配置に応じて左右に隣接するもの同士、あるいは上下に隣接するもの同士で接続することにより、各通信ケーブル４３の長さを最短に抑えることができる。例えば、複数の一体型基板４６を横方向に連結して横長のディスプレイを構成する場合、中間に位置する一体型基板４６同士は左右に隣接するもの同士で接続され、両端部の一体型基板４６は駆動制御部に接続されて、全体として直列に接続される。あるいは、縦横に方形状に接続して大型ディスプレイを構成する場合は、中間に位置する一体型基板４６同士は左右に隣接するもの同士で接続し、左右いずれかの端部に達したら上方または下方に接する一体型基板４６と接続することにより、再び次行の一体型基板４６同士を左右に接続できる。このようにして端部で折り返すように次々と接続していき、最初と最終の一体型基板４６、つまり方形状ディスプレイのいずれかの２つの頂点部分に位置する一体型基板４６を駆動制御部と接続することにより、最終的にすべての一体型基板４６を直列に接続することができる。あるいはまた、上記の方形状ディスプレイを９０°回転させた状態、すなわち中間の一体型基板４６同士を上下に、端部の一体型基板４６を右または左に接続してすべての一体型基板４６を直列に接続する構成とすることもできる。
【０１３５】
駆動制御部は、一方の端部に位置する一体型基板４６に制御データを送出し、他方の端部に位置する一体型基板４６から制御データを受信する。これによって駆動制御部は、直列に接続された各一体型基板４６上に配設される水平駆動部等と、少ない信号線を利用してデータ通信を行うことができる。またこのディスプレイは画像表示用ディスプレイとして利用するのみならず、例えば照度を調節可能な照明として、外部の制御機器によって制御可能なシステムとして構築することも可能である。
【０１３６】
図１５および図１６は、水平駆動部に識別情報を割当てる方法について説明する概略図である。図１５は、駆動制御部４が各水平駆動部３に対し、識別ＩＤ２３ａの付与を指令する状態でのデータ転送フローを示す。また図１６は、識別情報付与指令の後、各水平駆動部３が固有の識別ＩＤ２３ａを水平駆動側識別情報記憶部４７に記憶する状態でのデータ転送フローを示す。これらの図では、説明を簡単にするため水平駆動部３であるＬＥＤドライバが１〜３の３つの場合を示す。
【０１３７】
水平駆動部３であるＬＥＤドライバは、受信部２８と、水平駆動側識別情報記憶部４７と、出力選択回路３０を備える。
【０１３８】
各ＬＥＤドライバは直列に接続されており、駆動制御部４の第２の通信部６であるＤＭＡ制御部６Ａを介してデータ通信が行われる。駆動制御部４と通信してＬＥＤの水平駆動を行うＬＥＤドライバは、共通のパケットデータ形式にしたがって通信を行うための受信部２８を具備する。駆動制御部４から水平駆動部３へのデータの伝達は、駆動制御部４側から発信されるデータが各水平駆動部３の入力部を経由し、通常の状態で図１５に示すようにすべてのデータが透過的に各水平駆動部３の出力部から次段の水平駆動部３の入力部へと伝達される。また、図１５および図１６に示すように、水平駆動部３の出力部には出力選択回路３０を設けている。出力選択回路３０は、水平駆動部３に入力されたデータの透過的伝達を行うＡ側入力と、受信部２８を介してデータ発信を行うＢ側入力を具備する。Ａ側入力とＢ側入力の切替は、出力選択回路３０に接続された受信部２８が制御する。通常は、Ａ側が選択されており、各水平駆動部３に対し透過的にデータ転送が行われている。
【０１３９】
水平駆動部３に設けられた受信部２８は、水平駆動部３を識別するための識別ＩＤ２３ａを記憶する水平駆動側識別情報記憶部４７と接続されている。水平駆動側識別情報記憶部４７には複数の識別ＩＤ２３ａが記憶される。図１５および図１６に示す回路では、２種類の識別情報が記憶されている。一方は、全水平駆動部３共通で同時に制御できる共通識別情報を記憶する共通識別情報記憶部４７Ｂであり、もう一方は、各水平駆動部３を個別に制御できる個別識別情報を記憶する個別識別情報記憶部４７Ａである。共通識別情報は、電源のＯＮ／ＯＦＦ動作で記憶内容が消えないように、常時記憶されている。これに対し個別識別情報は、一時記憶メモリに蓄積されており、電源投入あるいはリセット後に所定の初期値が設定される。図１５に示すように水平駆動部３が識別情報２３の付与命令を受信したときは、個別識別情報記憶部４７Ａに所定の設定値を記憶する。
【０１４０】
個別識別情報を各ＬＥＤドライバに付与する手順を以下説明する。図１５において、駆動制御部４が各水平駆動部３に対し、識別情報２３の設定命令をパケットデータの形態で送信する。このとき、コントロールフィールドに収納される識別情報２３には、共通識別情報を設定して送信する。本パケット命令は、すべてのドライバＩＣを共通に制御できる識別情報２３として共通識別情報が設定されているため、すべての水平駆動部３で受信処理される。各水平駆動部３は、これを識別情報２３の付与命令として認識し、パケット受信後に出力選択回路３０をＡ側入力からＢ側入力に切り替える。このため、すべての出力選択回路３０で、Ｂ側入力が選択された状態となる。
【０１４１】
図１６は、前記パケット命令を受信した後、駆動制御部４から各ＬＥＤドライバに対し個別識別情報を順序付与していく様子を示している。出力選択回路３０がＡ側入力からＢ側入力に切替えられた後、駆動制御部４と直接に接続されている水平駆動部３の受信部２８は、駆動制御部４と最も近い位置に接続されている水平駆動部３、すなわち図１６においてはＬＥＤドライバ１の受信部２８のみとなる。次に、駆動制御部４と最も近接して接続された水平駆動部３に対し、駆動制御部４は初期識別情報を転送する。図１６においては、初期識別情報として「ＩＤ」を送信している。この初期識別情報「ＩＤ」は、これを受信する水平駆動部３内部の個別識別情報記憶部４７Ａに蓄積される。
【０１４２】
さらに、初期識別情報を受信した水平駆動部３は、初期識別情報に対し所定の演算処理を行った後、次段の水平駆動部３に転送する。初期識別情報を受信した水平駆動部３と受信部２８が直接接続されている水平駆動部３は、各出力選択回路３０がＢ側に設定されているため、図１６においてＬＥＤドライバ２のみとなる。ＬＥＤドライバ２の受信部２８に対し、ＬＥＤドライバ１から新たな識別ＩＤ２３ａが送信される。識別ＩＤ２３ａは演算処理されて、ＬＥＤドライバ１と異なる識別ＩＤ２３ａが転送される。例えば、図１６では受信「ＩＤ」に対し１を加算している。この演算処理は、ＬＥＤドライバ１の出力側で行っても、ＬＥＤドライバ２の入力側で行ってもよい。また、加算処理のみならず減算処理等も利用できる。
【０１４３】
ＬＥＤドライバ１のＢ側からＬＥＤドライバ２に対し、ＩＤ’（＝ＩＤ＋１）が転送される。そしてＬＥＤドライバ１は転送後、出力選択回路３０をＢ側からＡ側入力に戻す。次段の水平駆動部３であるＬＥＤドライバ２は、受信した演算後の識別情報ＩＤ’を、自身の個別識別情報記憶部４７Ａに記憶する。さらに上記と同様に、受信した識別ＩＤ２３ａに対して同様の演算処理を行った後、次段の水平駆動部３であるＬＥＤドライバ３に対し、出力選択回路３０のＢ側入力を経由して転送し、その後自身の出力選択回路３０をＡ側に切替える。このようにして、情報転送処理を最終段の水平駆動部３まで実行すると、すべての水平駆動部３に対する個別識別情報の割り当てが完了する。すべての水平駆動部３に対して個別の識別情報２３の付与が終了した後は、すべての出力選択回路３０がＡ側に切り替えられており、通常のパケットデータ受信処理状態となる。
【０１４４】
図２１、図２２は表示器内における水平駆動部３の接続構成を示している。これらの図に示す回路は、ドライバＩＤを各行毎に順番に配列し、４行×４列の計１６個の水平駆動部３を配列している。このうち、図２１は各水平駆動部３がＺ字状に接続された回路を、図２２はＳ字状に接続された配線状態を示している。
【０１４５】
これらの図を比較すれば明らかなとおり、図２１のＺ型接続による駆動回路構成では、水平駆動部３の識別情報２３（ＩＤ）は画像データの読み出し順序と同じ方法で実施するため、常に水平駆動部３の配列順と識別情報２３の付与順が一致している。この構成では、信号が図において左端から右端までに移送されるとき、次行では再び左端から開始する必要がある。このため横一列に配置された水平駆動部３が次列の水平駆動部３と接続される際、回路の幅に相当する距離の配線が各行毎になされている。このように配線が長くなることによって、端子間信号の反射歪みが大きくなる。
【０１４６】
これに対し図２２のＳ字状配線では、左端から右端に到達した信号は、次行では右端から左端方向に移送される。左端まで移送された信号は、さらに次行では再び左端から右端まで移送される。このようにして順次信号が行毎に移送されて、垂直方向まで走査される。
【０１４７】
この構成を実現するために、本実施例の駆動回路は各水平駆動部３に割り振る識別情報２３を、水平駆動部３の配置順ではなく、端部まで到達したら次行では逆方向に進むというＳ字状の進行により付与される。図２２の回路では、各水平駆動部３の接続自体がＳ字状になされているため、駆動制御部４は水平駆動部３の接続順に識別情報２３を付与することで上記構成が実現される。ＩＤの付与は図１５、図１６に示す方法で行われる。
【０１４８】
図２２において、各行毎に左から右方向に並べられた水平駆動部３に対し、一行目は左から右、すなわち図２１と同じく水平駆動部３の配置順と識別情報２３が一致する。次行の二行目では、右から左に逆転する。図において、ドライバ８にＩＤ＝５を、ドライバ７にＩＤ＝６を、ドライバ６にＩＤ＝７を、そしてドライバ５にＩＤ＝８を付与している。さらに次行三行目では、一行目と同じく左から右方向に戻って識別情報２３を付与していく。すなわちこの行では再び水平駆動部３の配置順と識別情報２３の付与順が一致する。次行四行目では二行目と同じく右から左方向に逆転し、駆動制御部４に戻る。この順で水平駆動部３の識別情報２３を付与することにより、水平駆動部３間の配線を短くすることができる。端部での配線で、反対側の行端まで復帰させることなく、直下の水平駆動部３と接続させているからである。
【０１４９】
図１７は、前記の識別情報２３の付与処理後において、各水平駆動部３に対して駆動制御部４からデータ転送を行う処理の様子を示す。この図に示すディスプレイ装置の表示部は、４×４でマトリクス状に配列された各水平駆動部３が、さらに４×４のＬＥＤを配列しており、計１６ドット×１６ドットマトリクス構成で２５６画素のＬＥＤ表示パネルを示している。図１７に示す構成の駆動手段には、１６の水平ラインに対し、１垂直周期で計４回の切替えを行う１／４ダイナミック点灯駆動を行っている。
【０１５０】
図１７に示す表示部は、１〜１６ＬＩＮＥの各行が復号器１６に接続されている。垂直駆動部は、復号器に入力されるコモン制御アドレス（ＡＤＲ）と点灯制御信号（ＢＬＡＮＫ）に基づいて各ＬＩＮＥを切り替えて垂直駆動する。
【０１５１】
水平駆動部３の配置は、本実施例では水平駆動部３を構成する１ドライバＩＣ当たり４×４ドットを制御できる構成を示している。したがって、表示部の１ＬＩＮＥ当たり４個の水平駆動部３を必要とする。本実施例の１／４デューティ駆動の場合は、１６個の水平駆動部３を必要とする。また図１７において、各水平駆動部が担当する４×４の領域を表示ブロック１００として、表示ブロック１００を単位として水平駆動部３にデータを転送する。
【０１５２】
図１８は、図１７の回路構成における各水平駆動部３の制御例を示している。垂直ラインの切替えは、コモン制御アドレス（ＡＤＲ）で選択されるアドレスライン０〜３の指定により行われる。点灯動作は、点灯制御信号（ＢＬＡＮＫ）がＬＯＷレベルになった時点で行われる。よって、ある点灯垂直ラインが選択されている場合、そのコモン制御アドレスより前フレームにおいて、表示データ（ＤＡＴＡ）の転送が完了している必要がある。例えば、ＬＩＮＥ１、５、９、１３は、図１７の回路図に示すようにコモン制御アドレスのアドレスライン０に接続されているが、これらのＬＩＮＥの点灯動作行う場合、コモン制御アドレスは０でなくその前の３の時点で転送されている。
【０１５３】
各表示データ中に含まれる制御データは、各ＬＩＮＥに含まれる水平駆動部３に転送する制御情報と、転送先の水平駆動部３を特定する識別情報２３とを含んでいる。制御情報と識別情報２３の組み合わせ方は、回路の接続方式によって異なる。例えば、図１８（ｂ）に示すＺ字状接続回路の場合、水平駆動部３の識別情報ＩＤ１に対してドライバ１のデータが組み合わされて転送される。この回路構成では、水平駆動部３の配置順にデータを転送している。
【０１５４】
これに対し、図１８（ａ）に示すＳ字状接続方式の場合、ＬＩＮＥ１については（ｂ）と同様に水平駆動部３の配置順に制御情報を送信している。一方、次段のＬＩＮＥ５については、図２２に示すように右から左へデータが転送されるため、このＬＩＮＥについては逆順に水平駆動部３であるドライバＩＣ８から５へ降順に送信される。すなわち、図１８（ａ）に示すようにドライバ５の制御情報ドライバ５を識別情報ＩＤ８に、ドライバ６の制御情報をＩＤ７に、ドライバ７をＩＤ６に、ドライバ８をＩＤ５に、それぞれ割り当てている。以下、ＬＩＮＥ９については、図１８（ｂ）と同様図２２において左から右方向へのデータ伝達となるので、データの割り当ても図１８（ｂ）と同様となる。またＬＩＮＥ１３については、ＬＩＮＥ５と同様図２２において右から左方向へのデータ伝達となるため、識別情報２３の割り当てを変更している。この方法によれば、回路の配線が特定の一方向に順に接続されていなくても、識別情報２３を実データに割り付ける手順を変更するだけで、正しく点灯制御を行うことが可能となる。また、回路構成が変更されても、制御回路側で適切なＩＤを付与してＩＤに所定のデータを割り当てる手法を変更するだけで対応できるというメリットもある。
【０１５５】
図１９は、各水平駆動部３の個別ＩＤ２３Ａを保持するために駆動制御部４に設けられた識別情報記憶部２５に、どのようにＩＤ情報が格納されているかを示すものである。この実施例では、ＩＤ情報の保持にＩＤレジスタを使用している。図１９（ｂ）に示すように、Ｚ字状の接続回路では、接続されているドライバ順にＩＤが付与されている。これに対し図１９（ａ）に示すＳ字状の回路では、ＩＤの付与順序は上述の通りドライバ４まで来た時点で反転して図２２で右から左方向に進むため、ドライバ５〜８までは水平駆動部３の配列順と逆転する。例えば、図１９（ａ）に示すようにドライバ５の制御情報ドライバ５を識別情報ＩＤ８に、ドライバ６の制御情報をＩＤ７に、ドライバ７をＩＤ６に、ドライバ８をＩＤ５に、それぞれ割り当てている。以下、ＬＩＮＥ９については、図１９（ｂ）と同様図２２において左から右方向へのデータ伝達となるので、データの割り当ても図１９（ｂ）と同様となる。またＬＩＮＥ１３については、ＬＩＮＥ５と同様図２２において右から左方向へのデータ伝達となるため、識別ＩＤ２３ａの割り当てを変更している。このように、図１９（ａ）のハッチングで示す部分でＩＤ付与の順序がＺ字状のタイプと異なる構成としている。
【０１５６】
各ラインの動作は、Ｚ字状回路の場合、識別情報２３の付与順が水平駆動部３の配置順と同じため、図１９（ｂ）に示す例では水平駆動部３の番号と識別情報ＩＤ番号が一致している。これに対し、図１９（ａ）で示すＳ字状回路の場合は、ＩＤ付与順が偶数行で反転している。本発明の駆動回路では、水平駆動部３の配置や接続構成を変更しても、画像データの読み出し方法を変える必要がない。
【０１５７】
図２０は、画像表示のための制御データを駆動制御部４のメモリ部１７に割り付ける様子を示している。この実施例では、１６行×１６列のドットマトリックスの表示部に対し、表示すべき画像データを書き込む。駆動制御部４は１６行分（ＬＩＮＥ  １〜１６）のデータを保持しており、各行毎に、その行に接続されている画素１６列分に関するデータが収納される。例えば、図において１行目には画素１〜１６（Pixel  １〜１６）のデータが保持される。さらにフルカラー表示を行う場合、各画素にはＲＧＢ三色分のデータが保持される。
【０１５８】
図２１、図２２は表示器における水平駆動部３の接続構成の一例を示す。図２１はＺ字状接続による水平駆動部３の構成を示している。図において各行の水平駆動部３を構成するドライバＩＣの先頭が第１番目に接続され、各行の最終ドライバＩＣの出力は、次行の先頭のドライバＩＣの入力に接続される。この接続構成は、各横一列に配置されたドライバＩＣが次列のドライバＩＣと接続される際、配線が長くなることによって、端子間信号の反射歪みが大きくなるというデメリットを有している。
【０１５９】
これに対し、図２２はＳ字状接続による駆動回路構成を示す。各行の最終ドライバＩＣの出力は、次行の最短距離に位置するドライバＩＣと先頭のドライバＩＣの入力側と接続される。このため本接続構成は、各行の最終ドライバＩＣと先頭のドライバＩＣとの接続が短いパターンで接続され、信号の劣化を最小限度に抑えることができるという特長を有する。
【０１６０】
図２１と図２２に示した２種類のドライバＩＣの接続方法によるＩＤ付与方法の相違について、以下説明する。図２１のＺ型接続では、ＩＤ番号が左端ドライバＩＣから右端ドライバＩＣへと昇順に付与されていることを特徴とする。通常、画像データ等の制御データもこの順序で駆動制御部４内の記憶部に記憶されており、シーケンシャルにデータ記憶部のデータを読み出し、ドライバＩＣへのデータ転送を行う。またＺ型接続は、図１９（ａ）に示すように駆動制御部４の識別情報記憶部２５であるＩＤレジスタに保持されるＩＤ番号を、ＩＤ１〜ＩＤ１６まで昇順に読み出す。そして、データ記憶部から読み出されたデータを含むデータパケットに対し、ＩＤを付与し送信することができる。
【０１６１】
これに対し、図２２のＳ字型接続では、データの読み出し手順としてＺ字型接続と同様の方法をとる場合、ＩＤレジスタへのＩＤ番号の登録は図１９（ｂ）に示す通りとなる。Ｚ型接続時はＩＤ１〜ＩＤ１６まで昇順に設定されるが、Ｓ字型接続の場合、折り返し接続されたドライバＩＣの行に関してはＩＤ番号は降順に設定される。
【０１６２】
このように、識別情報記憶部２５へのＩＤ番号設定方法を、水平駆動部３の接続形態に応じて設定することによって、画像データの読み出し方法を変更することなく、各水平駆動部３に対し画像データ等を適切に送信することができる。
【０１６３】
さらに図２３は、本発明の他の実施例に係るディスプレイ装置を示す。この図に示す表示部１における表示ブロック１００、すなわち水平駆動部３の接続例では、垂直方向に隣接するドライバＩＣ同士を接続しており、図において上下端部に位置するドライバＩＣは次列で隣接するドライバＩＣとさらに接続されている。すなわち、図１７の接続方式を９０°回転させたような状態となっている。
【０１６４】
図２３に示す表示部１も、図１７と同じくＬＩＮＥ１〜１６の各行が復号器１６に接続されており、復号器１６に入力されるコモン制御アドレス（ＡＤＲ）と点灯制御信号（ＢＬＡＮＫ）に基づいて、垂直駆動部は各ＬＩＮＥを切り替え垂直駆動する。各水平駆動部３が担当する４×４ドットの領域を表示ブロック１００の一単位として、水平駆動部３に対し該当する表示ブロック１００のデータを転送する。
【０１６５】
図２３では、例としてコモン制御アドレスのアドレスラインＡＤＲ＝０に接続されたＬＩＮＥ１、５、９、１３に対応する画像データを送信する様子を示している。各表示ブロック１００を担当する水平駆動部３は上下に接続されているので、データは上から下方向にドライバＮ＝１のＬＩＮＥ１、ドライバＮ＝５のＬＩＮＥ５、ドライバＮ＝９のＬＩＮＥ９、ドライバＮ＝１３のＬＩＮＥ１３と順に転送されていく。さらに次列では逆に下から上方向となり、ドライバＮ＝１４のＬＩＮＥ１３、ドライバＮ＝１０のＬＩＮＥ９へと順次転送される。さらにその次の３列目では再び上から下方向へと進み、さらにまた下から上方向へと逆転する。このようにして、ジグザグ状にデータが順次転送されていく。この方法でも、基本的にドライバＩＣ間の配線は短距離で済ますことができるので、上記図１７の実施例と同様の効果が得られる。
【０１６６】
なお以上の実施例では、発光素子であるＬＥＤが複数画素配置されたマトリクスディスプレイを示したが、ディスプレイユニットは１画素以上に相当する表示要素が配置された構成としてもよい。表示要素は、液晶、ＥＬ素子、ＰＤＰ、電光掲示等が挙げられる。また、ネオン管等の照明を表示要素とし、照明強度の階調をディスプレイデータとして用いることも可能である。
【０１６７】
本発明のディスプレイ装置は、多数の発光素子を配置した表示部を駆動する回路の信号線数を減らし、配線を簡単にして低コスト化と小サイズ化を図る特長を実現する。それは、本発明が各水平駆動部と通信する駆動制御部を設けることにより、各水平駆動部との配線を簡略化できるからである。
【０１６８】
特に近年のディスプレイ高輝度化、精細化に伴い必要なデータ量は多くなっている。画素数の増加、高密度化が要求されており、またフルカラー表示にはＲＧＢ三色が必要なため、３倍の情報量、信号線が必要となる。本発明によれば、必要な信号線数を相当低減できるので、配線スペースの削減によるサイズ小型化や、配線工程の簡略化による製造コスト削減を図ることができる。
【０１６９】
特に本発明は、ディスプレイ装置内における第２の通信部と水平駆動部との間の制御信号をパケット形式にして、水平駆動部を個別あるいは同時に制御している。パケット通信を行うことにより、多種のデータを共通の信号線を使って送ることができ、各制御信号毎に信号線を設ける必要がない。また通信データを水平駆動部のメモリに一時的に保持することによって、多様なデータを所定の順に送信することができる。送信データにデータの種別や送信先の情報を付加することで、種々のデータを同一インタフェースで送信でき、さらに水平駆動部毎に個別の制御を指示することも可能である。このように、各部間の通信のために個別の信号線を配線することなく、共通線での通信を実現し、信号線数を大きく減らすことが可能で、最小限のデータ線のみとすることができる。
【０１７０】
さらに本発明では、基準クロックを自律生成できるため、階調基準クロックのバックアップや、階調基準クロック自体を省略することも可能である。この構造のディスプレイ装置は、配線数を少なくできるため、配線引き回しによる信号の反射やノイズ発生を抑えることができる。また水平駆動部のインターフェース部のピン数も格段に少なくなるので、ＩＣパッケージ全体のシュリンク化に大きく貢献でき、部品サイズや点数を減らし、また配線などの工程も簡略化でき、製造コスト削減の効果がある。
【０１７１】
さらにまた本発明のディスプレイ装置は、発光素子を配列した発光素子基板と、発光素子の駆動回路を備える駆動回路基板を一体化している。従来の信号数の多い配線の基板では、発光素子とその駆動回路を同居させるスペースを一の基板で確保することが困難であったため、これらを別々の基板とすることが多かった。個別に構成された基板を積層して連結するために、複数層となって厚さが大きな装置となり小型化の妨げとなっていた。本発明では信号線数を低減できるため、特に発光素子同士の間隔の広いディスプレイ装置については、このスペースに駆動回路であるドライバＩＣなどを配設することができ、一枚の基板で装置を構成できる。この構造の発明は、基板層数を減らして装置の薄型化を図ることができる。
【０１７２】
さらにまた、本発明のディスプレイ装置は、表示器の駆動回路の配置をデータの転送順と切り離して、データの転送順に拘束されることなく柔軟な回路構成を可能とすることで、配線の簡素化や製造コストの低減、ノイズの低減等を図ることができる。それは、本発明では水平駆動部間の接続配置方法を一義的に固定する必要がないからである。
【０１７３】
本発明のディスプレイ装置は、水平駆動部に対し共通の方式、信号線などを使ってデータ通信できる通信部を備えている。このため、駆動制御部から水平駆動部へ送出する各種制御データの形態を、表示器の駆動方式の差異に影響されないように定義して、表示器内における駆動部の配置や接続形態の変化に対して柔軟に対処できる。また送信するデータの宛先を特定してやることで、信号線の接続順にデータを送信する必要をなくし、ある程度柔軟に水平駆動部を接続できるようにした。このためドライバＩＣ間の信号線接続を一方向の単調な配列でなく、ある程度柔軟に接続できるようになり、信号線の配線が容易になり、信号線の全長を短くできる等、多くのメリットが得られる。
【０１７４】
すなわち本発明によれば、データ転送順に従って、例えば水平駆動部の配置をＺ字状として常に一方向にデータが進むように配線する必要がない。水平駆動部をＺ字状とする回路構成では、信号が一方の端部に達したら、次行では反対側端部に復帰させなければならない。これに対し本発明では、例えば端部で隣接する次段の水平駆動部と上下に接続するＳ字状とすることで、最短距離の配線とすることができる。このため、パケット信号線の全長を大幅に短縮できる特長を実現する。信号線が短いと、回路設計が容易になるだけでなく、プリント基板状に回路を実装する信号線のパターンを簡略化でき、駆動回路製造工程の簡略化、コストの削減にも寄する。さらに、信号線を引き回すとノイズや信号の歪みが生じるという問題も回避することができ、ノイズ対策や信号増幅のための特別な処理も簡略化することができる。
【０１７５】
さらにまた、本発明は、回路構成をＺ字状、あるいはＳ字状など水平駆動部の接続方式を変更しても、駆動回路にデータを送る駆動制御部側の構成を変更する必要がない。それは、水平駆動部の配置や接続順の差異に応じて、これらに送出するデータの送り先を駆動制御部側で変更できるからである。駆動制御部は各水平駆動部に対し個別の識別情報を付与し、送出する制御データに識別情報を付与して送信するので、受信側は識別情報を判別して自身のデータか否かを判定できる。駆動制御部側で識別情報と対応データの関係を変更してやることで、異なる回路構成の駆動回路であっても、適切にデータを送信することができる。このように、駆動回路の構成の変更に対し、専用の制御部を構築し直すことなく柔軟に対応できるという特長が実現される。
【０１７６】
さらにまた本発明のディスプレイ装置では、各水平駆動部に付与する識別ＩＤの設定を、駆動制御部から自動で行えるという特長を有する。このため、駆動回路の構成を変更してもハード的に変更を加えることなく、識別ＩＤの初期設定を行うだけで使用できるというメリットを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
以上のように、本発明に係るディスプレイ装置を用いて、様々なアプリケーションに柔軟に対応できる。例えば、ＬＥＤディスプレイとして大型テレビ、ビルボード、広告、交通情報、立体表示器、照明器具等に利用できる。特に装置の小型化、低コスト化、自動化及び設計自由度を高めるのに適している。
【符号の説明】
【０１７８】
１…表示部
２…垂直駆動部
３…水平駆動部
４…駆動制御部
５…第１の通信部
６…第２の通信部；６Ａ…ＤＭＡ制御部
７…第１の基準クロック生成部；７Ａ…タイミング生成部
８…水平駆動側通信部
９…補正データ記憶部
１０…駆動回路
１１…発光素子；１１ａ…ＬＥＤ
１２…コモンソースライン
１３…電流ライン
１４…定電流駆動部；１４ａ…定電流源
１５…点灯制御部；１５Ａ…パルス変調回路；１５Ｂ…パルス変調回路
１６…復号器
１７…メモリ部
１８…制御部
１９…第２の基準クロック生成部
２０、２０１、２０２、２０３…データパケット；２０Ｂ…障害データ読み取りパケット
２０Ｃ…通信チェックパケット
２１…コントロールフィールド
２２…情報フィールド
２２Ｂ…ダミーデータ
２３…識別情報；２３ａ…識別ＩＤ；２３Ａ…個別ＩＤ；２３Ｂ…共通ＩＤ
２４…制御識別情報
２５…識別情報記憶部
２６…制御識別情報記憶部
２７…データ記憶部
２８…受信部；２８Ｂ…受信部
２９…水平駆動側識別情報記憶部
２９…障害データ保持部；２９Ａ…障害データ読み取りレジスタ
３０…出力選択回路；３０Ｂ…出力選択回路
３１…選択回路
３２…多重化回路
３３…第１のカウンタ
３３Ａ…階調基準クロックカウンタ回路
３３Ｂ…階調基準クロックカウンタ回路
３４…第２のカウンタ；３４Ａ…受信クロックタイマ回路
３５…排他的論理和回路；３５Ｂ…排他的論理和回路
３６…基準クロック選択回路；３６Ｂ…基準クロック選択回路
３７…比較器
３８…データ反転部
３９…動作モード設定レジスタ
４０…第３のカウンタ
４１…発光素子基板
４２…駆動回路基板
４３…通信ケーブル；４３ａ…コネクタ
４４…通信ケーブル収納部
４５…連結孔
４６…一体型基板
４７…水平駆動側識別情報記憶部；４７Ａ…個別識別情報記憶部
４７Ｂ…共通識別情報記憶部
１００…表示ブロック
２０１…パケットデータ
２０２…データパケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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