(57)【要約】【課題】アノードコモンに接続した順方向電圧降下が異なる複数の半導体発光デバイスに対し共通の順方向電圧を供給しながらも、各半導体発光デバイスの消費電力を低減することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】半導体発光デバイスアレイを含む表示部と、表示部を駆動する駆動手段とを備える表示装置であって、半導体発光デバイスアレイは、同じ半導体発光デバイスアレイに含まれる他の半導体発光デバイスが有する順方向電圧降下とは異なる順方向電圧降下を有する半導体発光デバイスを含み、駆動手段は、各半導体発光デバイスアレイに含まれる半導体発光デバイスの各アノードに共通の順方向電圧を印加する電源と、各半導体発光デバイスのうち、最大の順方向電圧降下を有する半導体発光デバイスとは異なる半導体発光デバイスのカソード側に接続し、当該カソード側の電位を昇圧させる昇圧手段とを備える。【選択図】図２
2017151142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光デバイスアレイを含む表示部と、前記表示部を電気的に駆動する駆動手段とを備える表示装置であって、
前記半導体発光デバイスアレイは、
同じ前記半導体発光デバイスアレイに含まれる他の半導体発光デバイスが有する順方向電圧降下とは異なる順方向電圧降下を有する少なくとも１つの半導体発光デバイスを含み、
前記駆動手段は、
各前記半導体発光デバイスアレイに含まれる前記半導体発光デバイスの各アノードに共通の順方向電圧を印加する電源と、
各前記半導体発光デバイスアレイに含まれる前記半導体発光デバイスのうち、最大の順方向電圧降下を有する前記半導体発光デバイスとは異なる少なくとも１つの前記半導体発光デバイスのカソード側に接続し、当該カソード側の電位を昇圧させる少なくとも１つの昇圧手段とを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記昇圧手段が昇圧する電圧の大きさは、前記最大の順方向電圧降下と、前記昇圧手段が接続された前記半導体発光デバイスが有する順方向電圧降下との差分以下である請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記昇圧手段は、前記カソード側から逆方向電圧を印加して前記カソード側の前記電位を昇圧する電源回路である請求項１もしくは請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
各前記半導体発光デバイスアレイは、発光波長が異なる複数の半導体発光デバイスを含む請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
各前記半導体発光デバイスアレイは、発光波長が赤色帯域のＬＥＤと、発光波長が緑色帯域のＬＥＤと、発光波長が青色帯域のＬＥＤとを含む請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示部は、
各前記半導体発光デバイスアレイに含まれる各前記半導体発光デバイスの各前記アノードがアノードコモンに接続したアノードコモン端子をさらに備え、
前記電源は、前記アノードコモン端子に接続し、各前記アノードに対し共通の順方向電圧を印加する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記半導体発光デバイスアレイは、
前記表示部の面内で第１の方向と第２の方向とに配列されており、
前記駆動手段は、
前記第１の方向に配列された各前記半導体発光デバイスアレイの各前記アノードコモン端子に共通して接続される配線上に設けられ、前記第１の方向に配列された各前記半導体発光デバイスアレイに流れる電流または印加する電圧の入出力を時分割制御する第１の点灯制御手段と、
前記第２の方向に配列された各前記半導体発光デバイスアレイに含まれる各前記半導体発光デバイスの各前記カソードに接続する配線上に設けられ、前記第２の方向に配列された各前記半導体発光デバイスアレイに含まれる各前記半導体発光デバイスに流れる電流または印加する電圧の入出力を時分割制御する第２の点灯制御手段とをさらに備える請求項６に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体発光デバイスを備える表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）を画素として備える表示装置は、屋外や屋内問わず広告等の表示に多く使用されている。近年では、ＬＥＤの低コスト化に伴い表示装置の多画素化が進んでいる。多画素化された表示装置の画素ピッチは表示面サイズが従来の装置と同じであったとしても狭くなる。例えば、従来の大型表示装置の画素ピッチは３ｍｍ以上のものが主流であったが、近年では多画素化が進んだ結果、画素ピッチ１．５ｍｍや１．９ｍｍの製品が市場に投入されている。
【０００３】
画素の狭ピッチ化に伴い１画素を構成するＬＥＤのパッケージも小型化されており、なかには、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ以下の非常に小さなパッケージで構成されるＬＥＤも存在する。そのような小型パッケージのＬＥＤが有する実装用の電極面積は、従来のパッケージの電極面積よりも小さく、また多画素化によって端子数も多くなることから、例えば半田付け工程等の製造工程における歩留まりが低下する。また、配線パターンも複雑化し、実装基板の層数増加によるコストアップが生じる。
【０００４】
そこで、パッケージの端子数を必要最低限に抑えるため、画素を構成する赤・緑・青の各色ＬＥＤのアノードもしくはカソードを共通に接続した駆動回路を有するパッケージが使用されている。カソードコモンに接続した駆動回路においては、各ＬＥＤが有する順方向電圧降下に基づき、各ＬＥＤには各々異なる印加電圧が供給される。すなわち、各ＬＥＤに適正な電圧を個別に印加することができるため消費電力を抑制し、素子の寿命低下も防ぐことができる。しかしながら、カソードコモン接続に対応したドライバの製造メーカは限られており、量産効果が得られず結果的に表示装置のコストアップにつながる。特許文献１には、ドライバのコスト低減を目的に、複数色のＬＥＤをカソードコモンに接続し、それらアノードはスイッチング素子に接続した駆動回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５６４３５９号公報（段落００３８〜００４７および図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方で、各ＬＥＤをアノードコモンに接続した駆動回路においては、各ＬＥＤに共通の印加電圧が供給される。すなわち赤・緑・青の各ＬＥＤが有する順方向電圧降下のうち、最大の順方向電圧降下以上の電圧を供給し、全てのＬＥＤが発光可能な構成としている。このような構成では、順方向電圧降下が小さなＬＥＤにとって、その供給電圧と順方向電圧降下との差が無駄な消費電力となる。その消費電力は熱エネルギーへと変換されるため、結果的に温度上昇に伴うＬＥＤの寿命低下を引き起こす。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、アノードコモンに接続した順方向電圧降下が異なる複数の半導体発光デバイスに対し共通の順方向電圧を供給しながらも、各半導体発光デバイスの電力消費を低減することが可能な表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
半導体発光デバイスアレイを含む表示部と、表示部を電気的に駆動する駆動手段とを備える表示装置であって、半導体発光デバイスアレイは、同じ半導体発光デバイスアレイに含まれる他の半導体発光デバイスが有する順方向電圧降下とは異なる順方向電圧降下を有する少なくとも１つの半導体発光デバイスを含み、駆動手段は、各半導体発光デバイスアレイに含まれる半導体発光デバイスの各アノードに共通の順方向電圧を印加する電源と、各半導体発光デバイスアレイに含まれる半導体発光デバイスのうち、最大の順方向電圧降下を有する半導体発光デバイスとは異なる少なくとも１つの半導体発光デバイスのカソード側に接続し、当該カソード側の電位を昇圧させる少なくとも１つの昇圧手段とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る表示装置によれば、アノードコモンに接続した順方向電圧降下が異なる複数の半導体発光デバイスに対し共通の順方向電圧を供給しながらも、各半導体発光デバイスの電力消費を低減することができる表示装置の提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態における表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における駆動手段のブロック図である。
【図３】表示装置が備える定電流回路の印加電圧と出力電流の関係を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態における各ＬＥＤの点灯制御のタイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る表示装置の実施の形態について以下に図を用いて説明する。
【００１２】
（表示装置）
図１は、本実施の形態の表示装置の内部を模式的に表したブロック図である。本実施の形態の表示装置１は、映像や画像を表示する表示部１０と、その表示部１０を電気的に駆動する駆動手段として駆動部２０とを備える。また、表示装置１は、外部からの映像信号を入力する入力端子２と、その入力した映像信号から表示領域を選択する処理あるいはガンマ補正などの画像処理を行う映像信号処理部３と、その映像信号処理部３の出力信号の輝度を補正する輝度補正部４とを備える。
【００１３】
表示部１０は、その面内にマトリックス状に配列された複数の半導体発光デバイスアレイ２００を備える。さらに、各半導体発光デバイスアレイ２００は複数の半導体発光デバイス１００を含む。本実施の形態においては、表示部１がカラー表示機能を有するため、半導体発光デバイスアレイ２００は、赤色の波長域で発光する半導体発光デバイス１００Ｒと、緑色の波長域で発光する半導体発光デバイス１００Ｇと、青色の波長域で発光する半導体発光デバイス１００Ｂとを含む。また、それら同じ半導体発光デバイスアレイ２００に含まれる複数の半導体発光デバイス１００のうち少なくとも１つの半導体発光デバイス１００は、その他の半導体発光デバイス１００が有する順方向電圧降下とは異なる順方向電圧降下を有する。本実施の形態においては、赤色で発光する半導体発光デバイス１００Ｒの順方向電圧降下と青色で発光する半導体発光デバイス１００Ｂの順方向電圧降下とは異なる。なお、それら半導体発光デバイス１００とはダイオードを用いた発光デバイスのことであり、例えば、ＬＥＤや半導体レーザーである。本実施の形態において、表示装置１はカラー表示機能を有するＬＥＤ表示装置であり、表示部１０はマトリックス状に配列された複数のＬＥＤアレイ２００を備え、そのＬＥＤアレイ２００は赤色ＬＥＤ１００Ｒと緑色ＬＥＤ１００Ｇと青色ＬＥＤ１００Ｂとを備える。
【００１４】
表１は、表示部１０に含まれる各ＬＥＤが有する活性層の材料と、各ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆの値とを示す。一般的に順方向電圧降下Ｖｆは、半導体発光デバイスの活性層材料に依存する。緑色ＬＥＤ１００Ｇの順方向電圧降下Ｖｆと青色ＬＥＤ１００Ｂの順方向電圧降下Ｖｆとは同じ値であるが、赤色ＬＥＤ１００Ｒの順方向電圧降下Ｖｆはそれらと比較して１．０Ｖ低い。なお、表１に示した順方向電圧降下Ｖｆの値は一例でありこれらに限るものではない。
【００１５】
【表１】
2017151142.tif 000003
【００１６】
（半導体発光デバイスアレイ内の接続構成）
図２は、表示部１０に電気的に接続された駆動部２０の内部を表すブロック図である。表示部１０は、第１の方向すなわち横方向に２つのＬＥＤアレイと、第２の方向すなわち縦方向に２つのＬＥＤアレイとをマトリックス状に配列して備える。実際の表示装置に備わるＬＥＤアレイの数は、図２の表示装置１のその数よりも多いが、ここでは本発明の説明を簡単にするために、４つのＬＥＤアレイを含む表示装置１を用いて本発明を説明する。
【００１７】
図２において、ＬＥＤアレイの配列に関して、第１の方向（横方向）を行、第２の方向（縦方向）を列とした場合、図２に記載した駆動部２０を備える表示装置１は、１行１列目にＬＥＤアレイ２１１と１行２列目にＬＥＤアレイ２１２とを備える。また、表示装置１は、２行１列目にＬＥＤアレイ２２１と、２行２列目にＬＥＤアレイ２２２とを備える。各ＬＥＤアレイは、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを含む。また、ＬＥＤアレイは、各ＬＥＤが有する各アノードを共通に接続したアノードコモン端子を備える。以下これら接続を具体的に説明する。
【００１８】
１行１列目のＬＥＤアレイ２１１は赤色ＬＥＤ１１１Ｒと緑色ＬＥＤ１１１Ｇと青色ＬＥＤ１１１Ｂとを含む。また、ＬＥＤアレイ２１１はアノードコモン端子３１１を備え、赤色ＬＥＤ１１１Ｒのアノードと緑色ＬＥＤ１１１Ｇのアノードと青色ＬＥＤ１１１Ｂアノードとは、アノードコモン端子３１１に共通に接続されている。すなわち各アノードはアノードコモンに接続されている。他のＬＥＤアレイの構成もＬＥＤアレイ２１１と同様である。ＬＥＤアレイ２１２は、赤色ＬＥＤ１１２Ｒと緑色ＬＥＤ１１２Ｇと青色ＬＥＤ１１２Ｂとを含み、それら各アノードはＬＥＤアレイ２１２が備えるアノードコモン端子３１２に共通に接続される。ＬＥＤアレイ２２１は、赤色ＬＥＤ１２１Ｒと緑色ＬＥＤ１２１Ｇと青色ＬＥＤ１２１Ｂとを含み、それら各アノードはＬＥＤアレイ２２１が備えるアノードコモン端子３２１に共通に接続される。ＬＥＤアレイ２２２は、赤色ＬＥＤ１２２Ｒと緑色ＬＥＤ１２２Ｇと青色ＬＥＤ１２２Ｂとを含み、それら各アノードはＬＥＤアレイ２２２が備えるアノードコモン端子３２２に共通に接続される。
【００１９】
（半導体発光デバイスアレイのアノード側の接続構成）
駆動部２０は各ＬＥＤの各アノードに共通の順方向電圧を印加する電源として電源供給回路３０を備える。本実施の形態においては、電源供給回路３０の出力は各ＬＥＤアレイの各アノードコモン端子と接続している。すなわち表示装置１はアノードコモン接続の構成を備える。
【００２０】
その電源供給回路３０と各ＬＥＤアレイとの接続を以下に具体的に説明する。電源供給回路３０の出力は、表示装置１が含むＬＥＤアレイの行数と同じ数のラインに電気的に並列分岐する。図２の表示装置１の場合、その行数は２行であるので、電源供給回路３０の出力はラインＬ１とラインＬ２の２本に分岐する。ラインＬ１は、さらにＬＥＤアレイの列数と同じ数のラインに電気的に並列分岐する。すなわち図２の表示装置１の場合、その列数は２列であるので、ラインＬ１はラインＬ１１とＬ１２との２本に分岐する。ラインＬ１１はＬＥＤアレイ２１１のアノードコモン端子３１１に接続する。ラインＬ１２はＬＥＤアレイ２１２のアノードコモン端子３１２に接続する。同様に、ラインＬ２はラインＬ２１とＬ２２との２本に分岐する。ラインＬ２１はＬＥＤアレイ２２１のアノードコモン端子３２１に接続する。ラインＬ２２はＬＥＤアレイ２２２のアノードコモン端子３２２に接続する。
【００２１】
駆動部２０は、第１の方向すなわち行方向に配列された各ＬＥＤアレイに流れる電流または印加する電圧の入出力を時分割制御する第１の点灯制御手段を備える。本実施の形態において、その第１の点灯制御手段はスイッチ４１とスイッチ４２である。駆動部２０は、スイッチ４１をラインＬ１上に備え、そのラインＬ１が複数本に分岐する結線部よりも、すなわちラインＬ１がラインＬ１１に分岐する位置よりも電源供給回路３０側に設けられる。これにより、スイッチ４１は、１ライン目であるラインＬ１に接続するＬＥＤアレイ２１１とＬＥＤアレイ２１２への電圧供給を一括で入切する機能を有する。また、駆動部２０は、ラインＬ２上にもう１つの第１の点灯制御手段としてスイッチ４２をさらに備える。そのスイッチ４２はラインＬ２が複数本に分岐する別の結線部よりも、すなわち、本実施の形態においてはラインＬ２がラインＬ２１に分岐する位置よりも電源供給回路３０側に設けられる。スイッチ４２は、２ライン目であるラインＬ２に接続するＬＥＤアレイ２２１とＬＥＤアレイ２２２への電圧供給を一括で入切する機能を有する。
【００２２】
（半導体発光デバイスアレイのカソード側の接続構成）
また、駆動部２０は、各ＬＥＤのカソード側に接続する定電流回路６０をさらに備える。また駆動部２０は、第２の方向すなわち列方向に配列された各ＬＥＤアレイに含まれる各ＬＥＤの各カソードに接続する配線上に第２の点灯制御手段をさらに備える。第２の点灯制御手段は、列方向に配列された各ＬＥＤに流れる電流または印加する電圧の入出力を時分割制御する。本実施の形態において、駆動部２０は第２の点灯制御手段としてＯＮ／ＯＦＦ回路７０を備える。定電流回路６０とＯＮ／ＯＦＦ回路７０とは、列ごとにかつＬＥＤの種類ごとに設けられる。以下、これらの接続関係を１列目に配置されるＬＥＤアレイ２１１およびＬＥＤアレイ２２１の各カソード側を例にして具体的に説明する。
【００２３】
１行１列目の赤色ＬＥＤ１１１Ｒのカソードと、２行１列目の赤色ＬＥＤ１２１Ｒのカソードとは、共通に定電流回路６１Ｒの一端と接続する。その定電流回路６１Ｒの他端はＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｒの一端と接続する。同様に、１行１列目の緑色ＬＥＤ１１１Ｇのカソードと２行１列目の緑色ＬＥＤ１２１Ｇのカソードとは、共通に定電流回路６１Ｇの一端と接続する。その定電流回路６１Ｇの他端はＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｇの一端と接続する。同様に、１行１列目の青色ＬＥＤ１１１Ｂのカソードと２行１列目の青色ＬＥＤ１２１Ｂのカソードとは、共通に定電流回路６１Ｂの一端と接続する。その定電流回路６１Ｂの他端はＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｂの一端と接続する。
【００２４】
駆動部２０は、赤色ＬＥＤのカソード側の電位を昇圧させる昇圧手段として電源回路５０をさらに備える。本実施の形態において、上述したＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｒの他端は電源回路５０に接続する。つまり赤色ＬＥＤ１１１Ｒのカソードと赤色ＬＥＤ１２１Ｒのカソードとは、定電流回路６１ＲとＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｒとを通じて電源回路５０の一端と接続する。なお電源回路５０の他端はＧＮＤ電位に接続する。
【００２５】
一方で、緑色ＬＥＤ１１１Ｇのカソード側と緑色ＬＥＤ１２１Ｇのカソード側とは、定電流回路６１ＧとＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｇとを通じてＧＮＤと接続する。同様に、青色ＬＥＤ１１１Ｂのカソード側と青色ＬＥＤ１２１Ｂのカソード側とは、定電流回路６１ＢとＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｂとを通じてＧＮＤと接続する。
【００２６】
以上１列目に配置されるＬＥＤアレイ２１１およびＬＥＤアレイ２２１の各カソード側の接続構成を説明したが、２列目に配置されるＬＥＤアレイ２１２およびＬＥＤアレイ２２２の各カソード側の接続構成も図２に示す通り同様である。すなわち、赤色ＬＥＤ１１２Ｒのカソードと赤色ＬＥＤ１２２Ｒのカソードとは、定電流回路６２ＲとＯＮ／ＯＦＦ回路７２Ｒを通じて電源回路５０の一端と接続する。緑色ＬＥＤ１１２Ｇのカソード側と緑色ＬＥＤ１２２Ｇのカソード側とは、定電流回路６２ＧとＯＮ／ＯＦＦ回路７２Ｇとを通じてＧＮＤと接続する。同様に、青色ＬＥＤ１１２Ｂのカソード側と青色ＬＥＤ１２２Ｂのカソード側とは、定電流回路６２ＢとＯＮ／ＯＦＦ回路７２Ｂとを通じてＧＮＤと接続する。
【００２７】
以上のように、電源回路５０は、各ＬＥＤアレイに含まれる各ＬＥＤのうち、最大の順方向電圧降下を有する各青色ＬＥＤと各緑色ＬＥＤとは異なるＬＥＤである各赤色ＬＥＤのカソード側に接続する。
【００２８】
なお、電源回路５０は電源供給回路３０とも接続され、電源供給回路３０から駆動電源の供給を受ける。
【００２９】
駆動部２０は制御回路８０をさらに備える。制御回路８０はスイッチ４１とスイッチ４２と接続して制御信号を入出力し、それらスイッチのＯＮとＯＦＦを時分割制御する。また、制御回路８０は、各ＯＮ／ＯＦＦ回路７０とも接続し、ＯＮとＯＦＦの期間を時分割制御すなわちＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する。
【００３０】
（昇圧手段の動作と効果）
次に、昇圧手段である電源回路５０の動作と効果について述べる。各ＬＥＤは各アノードコモン端子を介して電源供給回路３０に共通に並列接続されているため、各ＬＥＤにはそれぞれ共通の順方向の印加電圧Ｖｏが電源供給回路３０より供給される。
【００３１】
その印加電圧Ｖｏについて説明する。表１に示すように、赤色ＬＥＤは１０ｍＡの電流を流すために２．４Ｖの順方向電圧が必要であり、同様の条件で、緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとは３．４Ｖの順方向電圧が必要である。よって、アノードコモンに接続された赤・緑・青の３色の各ＬＥＤをすべて点灯させるためには、少なくとも３．４Ｖ以上の印加電圧Ｖｏを電源供給回路３０が供給する必要がある。
【００３２】
また印加電圧Ｖｏに関して、それら各ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆの他に、定電流回路６０自体の電圧降下も考慮する必要がある。図３は、その定電流回路６０の印加電圧と出力電流の特性を示した図である。定電流回路６０に規定電流（出力電流）１０ｍＡの電流を流すためには、少なくとも０．５Ｖ以上の電圧を定電流回路６０に印加する必要がある。この電圧はニー電圧と呼ばれ、定電流回路６０を構成するトランジスタ特性に依存する。
【００３３】
したがって、本実施の形態において各ＬＥＤを点灯させるには、青色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆ＝３．４Ｖに、ニー電圧０．５Ｖを加えた３．９Ｖ以上の印加電圧が必要である。なお、実際には各ＬＥＤが有する順方向電圧降下Ｖｆの温度依存性や駆動部２０を構成する各デバイスの特性バラツキ等を考慮して、３．９Ｖ以上の電圧を印加することが好ましい。
【００３４】
一方で、青色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆよりも小さい順方向電圧降下Ｖｆを有する赤色ＬＥＤに、印加電圧Ｖｏ＝３．９Ｖを印加すると電力損失が生じる。少なくとも青色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆと赤色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆとの電位差分が電力損失となる。本実施の形態においては、その電位差１．０Ｖが無駄な消費電力となる。
【００３５】
そこで、本実施の形態では、各赤色ＬＥＤのカソード側から電源回路５０によって逆方向電圧Ｖｒを印加し、カソード側の基準電位を上昇させる。上述したように、本実施の形態において、電源回路５０は、赤色ＬＥＤ１１１Ｒのカソードと赤色ＬＥＤ１２１Ｒのカソード、赤色ＬＥＤ１１２Ｒのカソード、赤色ＬＥＤ１２２Ｒのカソードに共通に並列接続しており、それら各赤色ＬＥＤに逆方向電圧Ｖｒを印加する。
【００３６】
本実施の形態のように、昇圧手段に電源回路５０を用いた場合、カソード側の電位を安定して昇圧することができる。また、その電源回路５０は電源供給回路３０より電源供給を受けて駆動するため、駆動部２０を構成する部品を少なくしながら電源回路５０を駆動部２０へ実装することができる。一方で、本実施の形態で示す電源回路５０は本発明の昇圧手段の一例であり、カソード側の電位を昇圧することができる手段であればその他の昇圧手段であっても良い。
【００３７】
電源回路５０が印加する逆方向電圧Ｖｒの大きさは、青色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆと赤色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆとの電位差以下であることが好ましい。逆方向電圧Ｖｒがその電位差以下であれば、３色の各ＬＥＤの動作電圧が、各順方向電圧降下を下回ることがないため安定的な点灯制御が可能となる。また、逆方向電圧Ｖｒが青色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆと赤色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆとの電位差と等しいとき、各ＬＥＤのアノードとカソード間に印加される実効的な動作電圧が各ＬＥＤで共通となり、損失となる消費電力量を安定的に統一させることができる。
【００３８】
本実施の形態では、青色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆと赤色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆとの電位差である１．０Ｖを逆方向電圧Ｖｒとして印加する。これにより、各赤色ＬＥＤのカソード側の基準電位はＧＮＤ電位よりもＶｒ＝１．０Ｖだけ高くなる。すなわち、各赤色ＬＥＤのアノードとカソード間の電位差は（Ｖｏ−Ｖｒ）となり、各赤色ＬＥＤの動作電圧は１．０Ｖだけ下がる。上述した無駄な電力消費を抑制することができる。
【００３９】
（表示装置の点灯動作）
図４は、スイッチ４１とスイッチ４２、各ＯＮ／ＯＦＦ回路７０との入切と、各ＬＥＤの点灯制御のタイミングとを示す図であり、横軸は時間を表す。
【００４０】
まず、図４に示したタイミングＴ１における表示装置１の点灯動作を説明する。スイッチ４１をＯＮ、スイッチ４２をＯＦＦにして、ＬＥＤアレイ２１１とＬＥＤアレイ２１２とに、電源供給回路３０から順方向の印加電圧Ｖｏを供給する。その状態で、１列目の各赤色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７１ＲをＰＷＭ制御すると、そのＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｒが導通したタイミングにおいて、ＬＥＤアレイ２１１に備わる赤色ＬＥＤ１１１Ｒが点灯する。この際、赤色ＬＥＤ１１１Ｒのカソード側の基準電位は、電源回路５０によって供給される逆方向の電圧によってＧＮＤ電位よりもＶｒだけ高くなっている。同様に２列目の各赤色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７２ＲをＰＷＭ制御して、ＬＥＤアレイ２１２に備わる赤色ＬＥＤ１１２Ｒを点灯制御する。赤色ＬＥＤ１１２Ｒのカソード側基準電位も、電源回路５０によってＧＮＤ電位よりＶｒだけ高い電位に昇圧されている。また同じタイミングＴ１において、１列目の各緑色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｇおよび１列目の各青色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｂ、２列目の各緑色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７２Ｇ、２列目の各青色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７２Ｂに対してもＰＷＭ制御を行い、それぞれのＯＮ／ＯＦＦ回路に接続した緑色ＬＥＤ１１１Ｇおよび青色ＬＥＤ１１１Ｂ、緑色ＬＥＤ１１２Ｇ、青色ＬＥＤ１１２Ｂとを点灯制御する。この際、各緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤのカソード側基準電位はＧＮＤ電位である。以上、タイミングＴ１において、１行目に配列されたＬＥＤアレイの点灯制御が完了する。なお、定電流回路６０は、各ＬＥＤに流れる電流を一定に制御するよう機能する。
【００４１】
つづいて、図４に示したタイミングＴ２における表示装置１の点灯動作を説明する。スイッチ４１をＯＦＦ、スイッチ４２をＯＮにして、ＬＥＤアレイ２２１とＬＥＤアレイ２２２とに電源供給回路３０から順方向の印加電圧Ｖｏを供給する。その状態で、１列目の各赤色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７１ＲをＰＷＭ制御し、そのＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｒが導通したタイミングにおいて、ＬＥＤアレイ２２１に備わる赤色ＬＥＤ１２１Ｒが点灯する。この際、赤色ＬＥＤ１２１Ｒのカソード側の基準電位は、電源回路５０によって供給される逆方向の電圧によってＧＮＤ電位よりもＶｒだけ高くなっている。同様に２列目の各赤色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７２ＲをＰＷＭ制御して、ＬＥＤアレイ２２２に備わる赤色ＬＥＤ１２２Ｒを点灯制御する。赤色ＬＥＤ１２２Ｒのカソード側基準電位も、電源回路５０によってＧＮＤ電位よりＶｒだけ高い電位に昇圧されている。また同じタイミングＴ２において、１列目の各緑色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｇおよび１列目の各青色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７１Ｂ、２列目の各緑色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７２Ｇ、２列目の各青色ＬＥＤに接続されたＯＮ／ＯＦＦ回路７２Ｂとに対してもＰＷＭ制御を行い、それぞれのＯＮ／ＯＦＦ回路に接続した緑色ＬＥＤ１２１Ｇおよび青色ＬＥＤ１２１Ｂ、緑色ＬＥＤ１２２Ｇ、青色ＬＥＤ１２２Ｂとを点灯制御する。それら各緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤのカソード側基準電位はＧＮＤ電位である。以上にて、タイミングＴ２において、２行目に配列されたＬＥＤアレイの点灯制御が完了する。
【００４２】
以降、タイミングＴ１とタイミングＴ２の点灯制御を繰り返す。すなわち、スイッチ４１とスイッチ４２により、ＬＥＤアレイの１行目の点灯制御と２行目の点灯制御を交互に繰り返し、また各ＬＥＤの種類ごとに各列に設けられたＯＮ／ＯＦＦ回路７０によって点灯時の輝度をＰＷＭ制御し、文字・図形・画像情報等の映像表示を行う。
【００４３】
なお、図２の表示装置１が備える表示部１０は、２行×２列の計４個のＬＥＤアレイを備えるが任意の行数と列数の組み合わせで構成してもよい。また、本実施の形態の表示装置１は、スイッチ４１とスイッチ４２とを用いて２ラインスキャンの点灯制御を実施しているが、必ずしも２ライン単位で行う必要はない。表示部１０を構成するＬＥＤアレイの数に応じて設定すればよく、例えば３２ライン単位で時分割処理してもよい。
【００４４】
（効果）
従来のアノードコモン接続の表示装置、すなわち昇圧手段を備えない表示装置の消費電力と、本実施の形態に示した昇圧手段を備える表示装置１の消費電力とを比較する。両装置の消費電力の差は、印加電圧の差分×電流×ＯＮ/ＯＦＦ比で計算できる。仮に、ＯＮ/ＯＦＦ比を０．２５とすると、印加電圧の差分は１．０Ｖ、電流は１０ｍＡであるから、１個の赤色ＬＥＤあたり２．５ｍＷの消費電力の低減できることになる。例えば、表示装置１がフルハイビジョンの表示装置である場合、そのＬＥＤアレイの数つまり画素数は２００万個以上であるため、消費電力の削減効果は５ｋＷ以上となる。
【００４５】
以上のように、本実施の形態の表示装置１は、半導体発光デバイスアレイ２００を含む表示部１０と、表示部１０を電気的に駆動する駆動部２０とを備える表示装置１であって、半導体発光デバイスアレイ２００は、同じ半導体発光デバイスアレイ２００に含まれる他の半導体発光デバイス１００が有する順方向電圧降下Ｖｆとは異なる順方向電圧降下Ｖｆを有する少なくとも１つの半導体発光デバイス１００を含み、駆動部２０は各半導体発光デバイスアレイ２００に含まれる半導体発光デバイス１００の各アノードに共通の順方向の印加電圧Ｖｏを供給する電源供給回路３０と、各半導体発光デバイスアレイ２００に含まれる半導体発光デバイス１００のうち、最大の順方向電圧降下Ｖｆを有する半導体発光デバイス１００とは異なる少なくとも１つの半導体発光デバイス１００のカソード側に接続し、当該カソード側の電位を昇圧させる少なくとも１つの電源回路５０を昇圧手段として備える。
【００４６】
このような構成により、表示装置１は各半導体発光デバイス１００のアノード−カソード間へ適正な動作電圧を供給できる。すなわち、本発明に係る表示装置１は、アノードコモン接続を有する従来の表示装置において、他の半導体発光デバイス１００よりも小さな順方向電圧降下Ｖｆを有する半導体発光デバイス１００で発生していた無駄な電力消費を低減することができる。その結果、駆動部２０の発熱も抑制でき、各半導体発光デバイス１００の長寿命化が可能となるなど表示装置１の信頼性が向上する。また、多くのメーカが製品化しているアノードコモン型の半導体発光デバイスドライバを使用することができるので入手性がよく表示装置１の低コスト化が可能である。
【００４７】
また、本発明に係る表示装置１が備える昇圧手段が昇圧する電圧の大きさＶｒは、半導体発光デバイスアレイ２００に含まれる半導体発光デバイス１００が有する最大の順方向電圧降下Ｖｆと、昇圧手段が接続された半導体発光デバイス１００が有する順方向電圧降下Ｖｆとの差分以下であることが好ましい。これにより、昇圧手段が接続された各半導体発光デバイス１００の動作電圧が、すなわちアノード−カソード間に印加される電圧が、それら半導体発光デバイス１００の順方向電圧降下Ｖｆを下回ることがないため安定的な点灯制御が可能となる。
【００４８】
また、本発明に係る表示装置１が備える昇圧手段は、最大の順方向電圧降下Ｖｆを有する半導体発光デバイス１００とは異なる少なくとも１つの半導体発光デバイス１００のカソード側から逆方向電圧Ｖｒを印加して、そのカソード側の電位を昇圧する電源回路５０であることが好ましい。これにより、そのカソード側の電位を安定して昇圧することができる。また、その電源回路５０は電源供給回路３０より電源供給を受けて駆動することが好ましい。これにより、駆動部２０を構成する部品を少なくしながら電源回路５０を駆動部２０へ実装することができる。
【００４９】
また、本発明に係る表示装置１が備える各半導体発光デバイスアレイ２００は、発光波長が異なる複数の半導体発光デバイス１００を含むことが好ましい。発光波長は半導体発光デバイス１００のバンドギャップに概ね一致しており、そのバンドギャップは活性層材料に依存する。よって発光波長は順方向電圧降下Ｖｆと関連している。ゆえに、発光波長の長い半導体発光デバイスのカソード側の基準電圧を昇圧手段により昇圧することで、発光波長の長い半導体発光デバイスで発生していた無駄な電力消費を特に低減することができる。
【００５０】
また、本発明に係る表示装置１が備える各半導体発光デバイスアレイ２００は、発光波長が赤色帯域のＬＥＤと、発光波長が緑色帯域のＬＥＤと、発光波長が青色帯域のＬＥＤとを含むことが好ましい。表１に示したように、各色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆは活性層材料と関係がある。よって、上記のような各色ＬＥＤ１００を含むＬＥＤアレイ２００を備える表示装置１において、青色ＬＥＤ１００Ｂや緑色ＬＥＤ１００Ｇよりも小さな順方向電圧降下Ｖｆを有する赤色ＬＥＤ１００Ｒで発生していた無駄な電力消費を特に低減することができる。
【００５１】
また、本発明に係る表示装置１が備える表示部１０は、各半導体発光デバイスアレイ２００に含まれる各半導体発光デバイス１００の各アノードがアノードコモンに接続したアノードコモン端子をさらに備え、電源供給回路３０はそのアノードコモン端子に接続し、各アノードに対し共通の順方向の電圧Ｖｏを印加する。これにより、電源供給回路３０から各半導体発光デバイス１００へ共通の印加電圧Ｖｏを供給するこができる。また、電源供給回路３０から各半導体発光デバイス１００までの回路を簡略化できる。すなわち電源供給回路３０に、多くのメーカが製品化しているアノードコモン型の半導体発光デバイスドライバを使用することができるので入手性がよく表示装置１の低コスト化が可能となる。
【００５２】
また、本発明に係る表示装置１が備える各半導体発光デバイスアレイ２００は、表示部１０の面内で第１の方向と第２の方向とに配列され、駆動部２０は、その第１の方向に配列された各半導体発光デバイスアレイ２００の各アノードコモン端子に共通して接続される配線上に設けられ、第１の方向に配列された各半導体発光デバイスアレイ２００に流れる電流または印加する電圧の入出力を時分割制御する第１の点灯制御手段と、第２の方向に配列された各半導体発光デバイスアレイ２００に含まれる各半導体発光デバイス１００の各カソードに接続する配線上に設けられ、第２の方向に配列された各半導体発光デバイスアレイ２００に含まれる各半導体発光デバイスに流れる電流または印加する電圧の入出力を時分割制御する第２の点灯制御手段とをさらに備える。このような構成により、第１の点灯制御手段は半導体発光デバイスアレイの１行目の点灯制御と２行目の点灯制御を交互に繰り返し、また第２の点灯制御手段は各半導体発光デバイスの点灯時の輝度をＰＷＭ制御を行う。これにより、表示装置１はラインスキャンにより文字・図形・画像情報等の映像表示が可能となる。
【００５３】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【００５４】
＜実施の形態の変形例＞
上記実施の形態では、昇圧手段である電源回路５０が赤色ＬＥＤのカソード側にのみ接続する表示装置１を示したが、複数種類のＬＥＤに昇圧手段が接続する表示装置であっても良い。例えば、表示装置１が、順方向電圧降下Ｖｆ＝２．４Ｖの赤色ＬＥＤと、順方向電圧降下Ｖｆ＝３．４Ｖの緑色ＬＥＤと、順方向電圧降下Ｖｆ＝２．９Ｖの青色ＬＥＤとを備える場合、表示装置１は、最大の順方向電圧降下Ｖｆを有する緑色ＬＥＤとは異なるＬＥＤ、すなわち赤色ＬＥＤのカソード側と青色ＬＥＤのカソード側とのそれぞれに接続する昇圧手段を備えても良い。
【００５５】
本変形例において、緑色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆ＝３．４Ｖと赤色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆ＝２．４Ｖと差は、上述した実施の形態と同じく１．０Ｖである。よって、各赤色ＬＥＤのカソード側に電源回路５０を接続し、電源回路５０から逆方向電圧Ｖｒ＝１．０Ｖを供給する。それにより、各赤色ＬＥＤのカソード側の基準電位を１．０Ｖだけ昇圧させる。また、緑色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆ＝３．４Ｖと青色ＬＥＤの順方向電圧降下Ｖｆ＝２．９Ｖと差は０．５Ｖである。よって、各青色ＬＥＤのカソード側に電源回路５０を接続し、電源回路５０から逆方向電圧Ｖｒ＝０．５Ｖを供給する。それにより、各青色ＬＥＤのカソード側の基準電位を０．５Ｖだけ昇圧する。なお、表示装置１は、青色ＬＥＤに逆方向電圧Ｖｒ＝０．５Ｖを印加する電源回路５０と、赤色ＬＥＤに逆方向電圧Ｖｒ＝１．０Ｖを印加する電源回路５０とを個別に備えても良いし、同じ電源回路５０を共用しても良い。
【００５６】
従来のアノードコモン接続の表示装置、すなわち昇圧手段を備えない表示装置の消費電力と、本実施の形態の変形例に示した昇圧手段を備える表示装置１との消費電力を比較する。上記の実施の形態と同様に、ＯＮ/ＯＦＦ比を０．２５とすると、１個の赤色ＬＥＤあたり２．５ｍＷの消費電力の低減が可能である。また、１個の青色ＬＥＤあたり１．２５ｍＷの消費電力の低減が可能である。すなわち本変形例においては、１組のＬＥＤアレイあたり３．７５ｍＷの消費電力の低減が可能である。表示装置１がフルハイビジョンの表示装置である場合、消費電力の削減効果は７．５ｋＷ以上となる。
【符号の説明】
【００５７】
１  表示装置、２  入力端子、３  映像信号処理部、４  輝度補正部、１０  表示部、２０  駆動部、３０  電源供給回路、４１  スイッチ（第１の点灯制御手段）、４２  スイッチ（第１の点灯制御手段）、５０  電源回路（昇圧手段）、６０  定電流回路、７０  ＯＮ／ＯＦＦ回路（第２の点灯制御手段）、８０  制御回路、１００  半導体発光デバイス  ＬＥＤ、１００Ｂ  青色ＬＥＤ、１００Ｇ  緑色ＬＥＤ、１００Ｒ  赤色ＬＥＤ、２００  半導体発光デバイスアレイ、３００  アノードコモン端子、Ｌ１  ライン、Ｌ２  ライン、Ｔ１  タイミング、Ｔ２  タイミング、Ｖｆ  順方向電圧降下、Ｖｏ  印加電圧、Ｖｒ  逆方向電圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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