CN117746778A - 显示装置用驱动电路、显示装置、道路显示板、显示装置的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示装置用驱动电路、显示装置、道路显示板、显示装置的驱动方法。减少驱动时的功耗。显示装置用驱动电路(100)驱动将沿着各公共线连接的多个发光元件配置成矩阵状的显示部(10)。驱动电路具备：用于驱动构成显示部的多个发光元件的一个以上的元件驱动部(20)；保存由一个以上的元件驱动部使各发光元件点亮的点亮期间信息的存储器部(41)；将保存于存储器部的点亮期间信息向各元件驱动部输出的元件点亮期间控制部(42)；基于保存于存储器部的点亮期间信息，来选择各公共线的开关部(30)；以及夹装在存储器部与开关部之间，并根据点亮期间信息来控制使各公共线导通的期间的公共线点亮期间控制部(43)。

Description

显示装置用驱动电路、显示装置、道路显示板、显示装置的驱 动方法
技术领域
本发明涉及显示装置用驱动电路、显示装置、道路显示板、显示装置的驱动方法。
背景技术
使用了发光二极管、有机EL这样的半导体发光元件的道路显示板、显示器等显示装置由驱动电路进行点亮驱动。另一方面，近几年的气候变动的忧虑、SDGs的提高等，世界性地呼吁消减化石燃料的消耗，现状也要求减少主要由化石燃料生成的电能。因此，除了由半导体发光元件的性能的提高带来的功耗减少之外，关于控制半导体发光元件的驱动电路、显示装置其本身的驱动电力也同样地要求低功耗化。
然而，其实现并不容易。在使用了半导体元件的显示装置中，众所周知需要用于驱动为了动态扫描点亮而搭载的开关电路的待机电流。该待机电流被称为暗电流，需要作为使发光元件点亮以外的电力而提供。
例如，在现有的LED显示器中，包含上述开关电路的LED的阳极侧的公共驱动器电路与所设定的可显示时间的最大点亮期间一致而导通。另一方面，实际上各LED点亮的时间，由从控制IC向与LED的阴极侧连接的驱动器IC发送的数据(灰度数据等)控制。在该结构中，流向公共驱动器电路的暗电流即使在最小点亮期间的黑色显示状态下也断续地流动。这样，在公共驱动器电路中流动的消耗电流即使在针对上述最大点亮期间的任何亮度设定时，来自电源的供给需要总是成为恒定量。因此，显示装置在上述最大点亮期间以驱动电流与点亮期间的乘积变大的高亮度发光的情况下，由暗电流消耗的电力的比例相对于整体虽小，但存在驱动电流与点亮期间的乘积变小的越成为低亮度则暗电流相对于整体的电力的比例变大这样的问题。
专利文献1：日本特开2008-026395号公报
专利文献2：日本特开2007-041017号公报
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种减少驱动时的功耗的显示装置用驱动电路、显示装置、道路显示板、显示装置的驱动方法。
本发明的一个形态的显示装置用驱动电路是用于对将沿着各公共线连接的多个发光元件配置成矩阵状的显示部进行驱动的驱动电路，其具备：一个以上的元件驱动部，其用于驱动构成显示部的上述多个发光元件；存储器部，其保存由上述一个以上的元件驱动部使各发光元件点亮的点亮期间信息；元件点亮期间控制部，其将保存于上述存储器部的上述点亮期间信息向各元件驱动部输出；开关部，其基于保存于上述存储器部的上述点亮期间信息，来选择各公共线；以及公共线点亮期间控制部，其夹装在上述存储器部与上述开关部之间，并根据上述点亮期间信息来控制使各公共线导通的期间。
另一其它形态的显示装置具备：显示部，其将沿着各公共线连接的多个发光元件配置成矩阵状；一个以上的元件驱动部，其用于驱动上述多个发光元件；存储器部，其保存由上述一个以上的元件驱动部使各发光元件点亮的点亮期间信息；元件点亮期间控制部，其将保存于上述存储器部的上述点亮期间信息向各元件驱动部输出；开关部，其基于保存于上述存储器部的上述点亮期间信息，来选择各公共线；以及公共线点亮期间控制部，其夹装在上述存储器部与上述开关部之间，并根据上述点亮期间信息来控制使各公共线导通的期间。
另一其它形态的显示装置的驱动方法是驱动显示装置的驱动方法，该显示装置具备：显示部，其将沿着各公共线连接的多个发光元件配置成矩阵状；一个以上的元件驱动部，其用于驱动上述多个发光元件；存储器部，其保存由上述一个以上的元件驱动部使各发光元件点亮的点亮期间信息；元件点亮期间控制部，其将保存于上述存储器部的上述点亮期间信息向各元件驱动部输出；以及开关部，其基于保存于上述存储器部的上述点亮期间信息，来选择各公共线，所述显示装置的驱动方法，包含以下工序：夹装在上述存储器部与上述开关部之间的公共线点亮期间控制部根据上述点亮期间信息，来决定使各公共线导通的期间的工序；以及根据由上述公共线点亮期间控制部决定的使各公共线导通的期间，来驱动上述开关部并使各发光元件点亮的工序。
根据上述形态的显示装置用驱动电路、显示装置、道路显示板、显示装置的驱动方法，不如现有那样将公共线侧的导通期间固定为能够点亮的最大期间，而实际上与使发光元件点亮的元件驱动部的点亮期间一致地使公共线导通，从而能够抑制不需要的发光元件的驱动，因此能够减少电力消耗。特别是，在低亮度的发光时，由于暗电流的比率相对变高，所以由暗电流的抑制带来的电力消减效果变高。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的显示装置的框图。
图2是表示本发明的一实施方式的显示装置的电路图。
图3是表示使图2的显示装置点亮的点亮模式的时序图。
图4是表示比较例1的显示装置的电路图。
图5是表示使比较例2的红色、绿色、蓝色的LED点亮的显示装置的电路图。
图6是表示使图5的绿色、蓝色的LED点亮的每灰度的平均功耗的图表。
图7是表示使图5的红色的LED点亮的每灰度的平均功耗的图表。
图8是图4的主要部位放大图。
图9是表示使图4的显示装置点亮的点亮模式的时序图。
图10是表示变形例的显示装置的电路图。
图11是表示具备防止误点亮电路的显示装置的一个例子的电路图。
图12是表示防止误点亮电路的一个例子的电路图。
图13是表示防止误点亮电路的其它例的电路图。
图14是表示用实施例1以及比较例3的显示装置使绿、蓝色LED点亮的每灰度的平均功耗的图表。
图15是由图14的XV表示的区域的放大图。
图16是表示由图14的XVI表示的区域的放大图。
图17是表示用实施例1以及比较例3的显示装置使红色LED点亮的每灰度的平均功耗的图表。
图18是由图17的XVIII表示的区域的放大图。
图19是由图17的XIX表示的区域的放大图。
附图标记的说明
1000、1000′、4000、5000、11000、12000…显示装置；100…驱动电路；100R…红色LED的驱动电路；100G…绿色LED的驱动电路；100B…蓝色LED的驱动电路；1…发光元件；1R…第一发光元件(红色发光元件；红色LED)；1G…第二发光元件(绿色发光元件；绿色LED)；1B…第三发光元件(蓝色发光元件；蓝色LED)；10、10′、10R、10G、10B…显示部；20…元件驱动部；20R…红色用元件驱动部(第一元件驱动部)；20G…绿色用元件驱动部(第二元件驱动部)；20B…蓝色用元件驱动部(第三元件驱动部)；21…开关；22…恒流源；30…开关部；30R…第一开关部；30G…第二开关部；30B…第三开关部；31…开关元件；32…开关控制部；40、40′…控制IC；41、41′…存储器部；42…元件点亮期间控制部；42R…第一元件点亮期间控制部；42G…第二元件点亮期间控制部；42B…第三元件点亮期间控制部；43…公共线点亮期间控制部：43R…第一公共线点亮期间控制部；43G…第二公共线点亮期间控制部；43B…第三公共线点亮期间控制部；50、50A、50B…防止误点亮电路；51…充电用元件；52…充电路径；53…放电路径；56…预充电FET；4100…驱动电路；4020…驱动器IC；4041…存储器部；4042…元件点亮期间控制部；4030…公共驱动器；4031…开关元件；4032…开关控制部；4040…控制IC；5040…控制IC；CP0、CP1、CP2…寄生电容。
具体实施方式
以下，结合附图详细地说明本发明。此外，在以下的说明中，虽根据需要使用表示特定的方向、位置的用语(例如，“上”、“下”以及这些用语的其它用语)，但这些用语的使用用于便于理解参照附图的发明，本发明的技术范围并不被这些用语的意思限制。另外，在多个附图中表示的同一附图标记的部分表示同一者同等部分或者部件。
而且以下所示的实施方式是表示本发明的技术思想的具体例，并不将本发明限定于以下内容。另外，以下所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等只要没有特别的记载，就并不是将本发明的范围仅限定于其的宗旨，是表示例示性的意思。另外，在一个实施方式、实施例中说明的内容也能够应用于其它实施方式、实施例。另外，附图表示的部件的大小、位置关系等是用于明确说明的，有时存在夸张的情况。
[实施方式1]
本发明的显示装置适合用于具备道路显示板、铁道显示板等显示字符串、图形等的显示板等的显示画面的设备。作为一个例子，基于图1～图2来说明应用于道路显示板的例子。
(显示装置1000)
在图1中示出了实施方式1的显示装置1000的框图，在图2中示出了电路图的一个例子。上述图所示的显示装置1000具备显示部10和驱动电路100。
(显示部10)
显示部10构成显示画面，将沿着各公共线连接的多个发光元件1配置成矩阵状。在这样的显示部10中能够利用在像素位置配置有发光元件1的点阵显示器。能够对发光元件1利用LED、OLED、LD等半导体发光元件。在图2的例子中，对发光元件1使用LED，设为将各LED的阳极端子与共用的公共线COM1、COM2、...、COMn-2、COMn-1、COMn(在图中为纵向)连接的阳极公共连接。
(显示装置用驱动电路100)
驱动电路100驱动显示装置1000的显示部10。在本发明中，有时将驱动电路100称为显示装置用驱动电路100。该显示装置用驱动电路100具备一个以上的元件驱动部20、开关部30、存储器部41、元件点亮期间控制部42、以及公共线点亮期间控制部43。
(元件驱动部20)
一个以上的元件驱动部20驱动构成显示部10的多个发光元件1。这样的元件驱动部20被称为分段驱动器、信号驱动器、汇流驱动器、恒流驱动器、驱动器IC等。在图1、图2中虽图示出了一个元件驱动部20，但例如如后述的图10的发光装置1000′所示，在作为对各像素配置的发光元件1使用红色、绿色、蓝色的发光元件1R、1G、1B构成能够发出全色光的显示部10的情况下，使用连接红色发光元件1R的红色用元件驱动部20R、连接绿色发光元件1G的绿色用元件驱动部20G、连接蓝色发光元件1B的蓝色用元件驱动部20B这三个。另外，也可以使用红色和蓝色等任意两个颜色的发光元件。另一方面，以获取光量等为目的，也可以对各像素使用两个特定颜色的发光元件，例如红色发光元件1R。这样根据构成显示部10的各像素的发光元件的数量来准备元件驱动部20。
各元件驱动部20具备单独与源极线(在图2中为横向)连接的输出端子，该源极线连接构成显示部10的多个LED的阴极端子而成的。各输出端子通过将恒流源及后述的开关元件31与源极线串联连接而接地。由此，能够对各LED供给吸收电流。这样的元件驱动部20优选能够利用以恒流的吸收电流单独驱动各LED的被称为多通道恒流驱动器、LED驱动器IC等的元件。这里简称为驱动器IC。
(开关部30)
开关部30是与显示部10连接，用于切换并选择公共线使构成显示部10的各发光元件1点亮的部件。该开关部30被控制为以动态扫描方式选择与发光元件1的阳极端子连接的公共线。这样的开关部30也被称为地址选择电路、公共线选择电路、公共线扫描电路、公共驱动器等。图2等的开关部30具备开关元件31和开关控制部32。
(开关元件31)
开关元件31以显示部10的公共线为单位而设置。在图2中，为了说明虽仅图示了与公共线COMn连接的开关元件31，但实际上以各公共线为单位分别连接有开关元件31。各开关元件31基于保存在存储器部41的点亮期间信息，来选择点亮对象的LED的公共线。即、由控制IC40进行控制，以便与点亮对象的公共线连接的开关元件31导通。该开关元件31能够由FET等半导体元件构成。在图2的例子将p沟道功率MOSFET用于开关元件31。
(开关控制部32)
开关控制部32控制开关元件31的导通/截止。具体地说，开关控制部32控制使各公共线导通的期间。例如，作为开关控制部32能够使用与开关元件31亦即MOSFET的栅电极连接的栅极驱动电路。在图2中，作为这样的开关控制部32使用了双极型晶体管。
(控制IC40)
控制IC40是与元件驱动部20、开关部30连接，并控制它们的控制器。以根据时刻将向显示部10发送的信号写入各像素的方式，产生控制元件驱动部20以及开关部30的信号。这样的控制IC40主要能够由计数器电路构成。控制IC40与外部的控制设备连接，接收来自控制设备的输入信号的水平同步信号和垂直同步信号，识别各信号的频率、分辨率，进行驱动用的点时钟、元件驱动部20和开关部30的开始时刻、停止时刻、交流驱动切换时刻等各种控制。
在图1的例子中，存储器部41、元件点亮期间控制部42以及公共线点亮期间控制部43被组装于控制IC40。但是，也可以由个别的部件构成这些存储器部41、元件点亮期间控制部42以及公共线点亮期间控制部43。而且，如元件驱动部20、开关部30，控制IC40除了以构成显示部10的像素的发光元件1为单位设置之外，也可以构成为由共用的控制IC来驱动多个元件驱动部、开关部。
(存储器部41)
存储器部41是用于保存通过一个以上的元件驱动部20使各发光元件1点亮的点亮期间信息的部件。存储器部41与外部的控制设备连接，改写点亮期间信息。能够对这样的存储器部41利用E2PROM等。另外，在图1的例子中，虽将存储器部41组装于控制IC40，但并不限于该样态，例如，也可以将存储器部作为外置的部件，或将存储器部组装于其它部件例如元件驱动部等。
(点亮期间信息)
点亮期间信息包含使各发光元件1点亮的时刻以及点亮的期间。而且在点亮期间信息中还能够包含灰度数据。由此，显示部10的发光亮度、亮度、调光等的控制成为可能。
(元件点亮期间控制部42)
元件点亮期间控制部42控制各元件驱动部20，指示各发光元件1的点亮/非点亮，并且控制点亮期间。这里，元件点亮期间控制部42将保存于存储器部41的点亮期间信息向各元件驱动部20输出。
在图3的时序图中示出了与各公共线连接的发光元件1的点亮期间。在该图中，由元件点亮期间控制部42控制驱动器IC的导通期间。即、为了对各发光元件1进行点亮驱动，由公共线点亮期间控制部43控制使公共线通电的公共线导通期间，而由元件点亮期间控制部42控制使源极线通电的源极线导通期间。
通过设为这样的结构，不会如现有那样将公共线侧的导通期间固定为能够点亮的最大期间，而实际上根据使发光元件1点亮的元件驱动部20的点亮期间来使公共线导通，从而能够使不需要的发光元件1的驱动停止而能够减少电力消耗。特别是，在低亮度的发光时，由于暗电流的比率相对变高，所以抑制暗电流而电力消减效果变高(详细内容将在后述)。
(公共线点亮期间控制部43)
公共线点亮期间控制部43控制与各公共线连接的开关元件31，控制与该公共线连接的发光元件1的点亮即导通/截止。而且，公共线点亮期间控制部43控制与公共线连接的发光元件1导通的点亮期间。公共线点亮期间控制部43夹装在存储器部41与开关元件31之间。
而且，在图2的例子中，开关控制部32夹装在公共线点亮期间控制部43与开关元件31之间。该开关控制部32通过公共线点亮期间控制部43，根据点亮期间信息来控制使各公共线导通的期间。具体而言，公共线点亮期间控制部43能够使将公共线导通的期间、与由一个以上的元件驱动部20使发光元件1点亮的点亮期间一致。即、以公共线为单位，调整连接公共线的通电期间，以便与源极线连接的期间一致。由此，在不点亮的期间不会对公共线通电，所以能够得到减少了不需要的电力消耗的高效率的点亮控制。
另外，在图2的例子中，控制IC40虽经由开关控制部32控制开关元件31的导通/截止，但并不限于该结构，例如也可以构成为由控制IC40直接控制开关元件31的导通/截止。在该情况下，能够省略开关控制部32。
元件驱动部20能够进行切换公共线使多个发光元件1点亮的无源驱动。而且，公共线点亮期间控制部43通过从存储器部41预先读出与元件驱动部20选择的预定的公共线连接的各发光元件1的点亮期间，在一个以上的元件驱动部20选择了该公共线时，控制使该公共线导通的期间。通过这样的预读的控制，能够顺畅地控制各发光元件1的点亮期间。此外，来自存储器部的数据的预读不是必须的，也可以先读出其它点亮数据等。以下，基于图4～图9进行详述。在这些附图中，图4是表示比较例1的显示装置的电路图，图5是表示使比较例2的红色、绿色、蓝色的LED点亮的显示装置的电路图，图6是表示使图5的绿色、蓝色的LED点亮的每灰度的平均功耗的图表，图7是表示使图5的红色的LED点亮的每灰度的平均功耗的图表，图8是图5的主要部位放大图，图9是表示使图4的显示装置点亮的点亮模式的时序图。
[比较例1、2]
图4所示的比较例的显示装置4000具备显示部4010和驱动电路4100。驱动电路4100具备驱动器IC4020、存储器部4041、元件点亮期间控制部4042、公共驱动器4030以及控制IC4040。公共驱动器4030具备开关元件4031和开关控制部4032。但是，与图2等不同，不具备公共线点亮期间控制部。
构成显示部4010的LED等发光元件1通过公共线和源极线以网格状连接。网格状的交点相当于显示部4010的像素。通过公共驱动器4030和驱动器IC4020，切换公共线和源极线来选择应点亮的LED，以无源方式进行动态扫描点亮。
而且，显示部4010也可以以变化为不同的发光颜色的方式，以像素为单位配置发光颜色不同的LED。在图5的例子中，示出了以显示部10R、10G的像素为单位配置有红色LED1R、绿色LED1G、蓝色LED1B的可显示全色的显示装置5000。在该图中，为了简单易懂地表示各发光颜色的LED的驱动控制，上段示出了红色LED1R的驱动电路100R，下段示出了绿色LED1G和蓝色LED1B的驱动电路100G、100B。一般，由于用2V左右点亮红色LED1R，用3.5V左右点亮绿色LED1G和蓝色LED1B，所以集中示出了正向电压近似的绿色LED1G和蓝色LED1B。另外，实际上显示部10以像素为单位接近地配置有红色LED1R、绿色LED1G、蓝色LED1B。而且，在图5的例子中，由共用的控制IC5040控制第一开关部30R、第二开关部30G以及第三开关部30B。
在图6中示出了图5的显示装置5000的、绿色LED1G和蓝色LED1B的每灰度的平均功耗Vcc1，在图7中示出了相同的红色LED1R的每灰度的平均功耗Vcc2。在各图中，放大表示了灰度设定1附近的平均功耗。如上述图所示，可知在比较例的显示装置中，即使在不使LED点亮的状态下，也产生了功耗(在图6所示的绿色LED1G和蓝色LED1B中是约0.09VA，在图7所示的红色LED1R中是约0.05VA)。这是由被称为暗电流的待机电流引起的主要由公共驱动器4030消耗的功耗，任何亮度设定时都存在恒定量。
其结果是，在以高亮度点亮显示装置5000的情况下，例如在白天，该比例相对于整体的功耗小所以不醒目。然而，越是低亮度，例如在夜间的点亮中，暗电流相对于整体的电力的比率变大。
另一方面，在近几年中，强烈要求功耗的消减。特别是，由于对气候变化的担忧，在2021年4月由美国政府的主导召开的与气候变化相关的首脑会议中，日本宣布与13年度相比减少46％，美国宣布与05年相比减少50～52％，要求各个领域都减少功耗，以抑制化石燃料的消耗，减少CO2排放量。例如，在道路信息显示板的领域中，国交省标准要求正面亮度(白色点亮时)白天时是4300cd/m2，夜间时是230cd/m2(白色点亮时)。其中，关于白天的功耗减少，通过整体的低功耗化等比较容易实现，但提高夜间的功耗的减少比率并不容易，因为原来的功耗量本身就低。
因此，本发明者进行深入研究，结果是考虑通过暗电流的减少来实现低功耗化，特别是在亮度低的夜间时的动作中，完成了能够通过暗电流的抑制来提高电力消耗减少比率的想法，并促成了本实施方式的显示装置的点亮驱动方式。以下，进行详述。
如作为图4的主要部位放大图的图8所示，在现有的驱动电路中，对切换公共线的开关元件4031使用了MOSFET。这里，若将MOSFET的栅极/漏极间的寄生电容设为Cgd，将栅极/源极间的寄生电容设为Cgs，则MOSFET的栅极输入电容Ciss成为Cgd+Cgs。而且，在用MOSFET切换公共线的开关时，需要对该MOSFET栅极输入电容Ciss进行充放电，该充放电时间对开关速度造成影响。该开关速度取决于栅极/源极间的电阻值R1的大小。即、存在下面那样的折衷关系，若电阻值R1变大，则暗电流虽减少但开关速度变慢。另一方面，若电阻值R1变小，则暗电流虽变大但开关速度变快。因此，当要减少暗电流并抑制功耗时，会导致开关速度的降低，所以不优选。
另一方面，在图4的显示装置4000中，在图9中示出了对各发光元件1进行点亮控制的时序图。如该图所示，即使在以往使显示部4010熄灭并进行黑色显示，或者设为低亮度显示的情况下，各公共驱动器4030在高亮度显示时(最大点亮时)的导通期间(在图9中用A表示)进行导通动作，为了进行动态点亮，以分时的方式进行各个公共线的导通(在图9中，用B、C、D、E等表示的期间)。
另外，在切换各公共线的迁移时，虽设置有熄灭期间，但这成为MOSFET的开关所需的期间。若熄灭期间长，则最大点亮期间变短，点亮率(每单位时间的点亮期间)变低，相应地需要提高电流设定。
这样在现有的LED显示器中，在切换LED的阳极侧的公共驱动器4030中，以可显示的最大的点亮期间一致地进行导通。另一方面，实际上关于各LED点亮的时间，仅通过从控制IC4040向与LED的阴极侧连接的驱动器IC4020发送的数据(灰度数据等)来控制。在该结构中，由阳极侧的公共驱动器4030消耗的暗电流，即使是黑色显示状态、低亮度显示状态，在最大点亮期间也继续流动。
因此，在本实施方式1的显示装置1000中，如图3的时序图所示，以实际上与使发光元件1点亮的点亮期间一致而使进行公共线侧的切换的开关部30导通的方式进行控制。因此，如图2等所示，在控制IC40中追加了公共线点亮期间控制部43。由此，与各公共线连接的各LED的点亮期间能够设为其中的最大的点亮期间。根据该结构，暗电流仅在各公共线内所需的时间内流动。其结果是，在暗电流所占的比例变大的低亮度时，能够得到低功耗的效果非常显著的优点。
由于进行这样的控制，所以在控制IC40侧，将预先点亮期间已知的数据、即点亮期间信息存储于存储器部41。点亮期间信息包含灰度数据、点亮控制时钟的分频功能等与点亮期间的控制相关的所有数据。并且，基于该点亮期间信息，预先计算与各公共线连接的LED的最大点亮期间。该运算能够在控制IC40的例如公共线点亮期间控制部43中进行。另外，为了进行最大点亮期间的运算，也可以使用专用的ASIC等。
[变形例]
如上所述，元件驱动部20也可以以发光颜色不同的发光元件1为单位准备了多个。例如，作为元件驱动部20也可以单独准备第一发光元件1R用的第一元件驱动部20R、和第二发光元件1G用的第二元件驱动部20G，此外，也可以准备第三发光元件1B用的第三元件驱动部20B。将这样的例子表示为图10中的变形例的显示装置1000′。在该图中，对与上述图1、图2所示的显示装置1000相同的部件标注相同的附图标记并省略详细说明。图10所示的显示装置1000′具备显示部10′和驱动电路100′。显示部10′包含第一发光颜色的第一发光元件1R、与该第一发光颜色不同的第二发光颜色的第二发光元件1G、以及与上述第一发光颜色、第二发光颜色不同的第三发光颜色的第三发光元件1B。在图10中，为了说明，虽分开示出了由第一发光元件1R构成的显示部10R、由第二发光元件1G构成的显示部10G、以及由第三发光元件1B构成的显示部10B，但实际上以构成显示部10′的像素为单位，分别邻接配置有第一发光元件1R、第二发光元件1G以及第三发光元件1B。
驱动电路100′具备：第一元件驱动部20R、第一开关部30R、第二元件驱动部20G、第二开关部30G、第三元件驱动部20B、第三开关部30B以及控制IC40′。
第一元件驱动部20R和第一开关部30R驱动第一发光元件1R。具体而言，第一元件驱动部20R与源极线连接，第一开关部30R与公共线连接。这些第一元件驱动部20R和第一开关部30R由控制IC40′的第一元件点亮期间控制部42R、第一公共线点亮期间控制部43R控制。
另一方面，第二元件驱动部20G和第二开关部30G驱动第二发光元件1G。具体而言，第二元件驱动部20G与源极线连接，第二开关部30G与公共线连接。这些第二元件驱动部20G和第二开关部30G也由控制IC40′的第二元件点亮期间控制部42G、第二公共线点亮期间控制部43G控制。
而且，另一方面，第三元件驱动部20B和第三开关部30B驱动第三发光元件1B。具体而言，第三元件驱动部20B与源极线连接，第三开关部30B与公共线连接。这些第三元件驱动部20B和第三开关部30B也由控制IC40′的第三元件点亮期间控制部42B、第三公共线点亮期间控制部43B控制。这样控制IC40′基于保存于存储器部41′的点亮期间信息，来控制第一发光元件1R、第二发光元件1G以及第三发光元件1B的点亮。
另外，图10的显示装置1000′虽设为由共用的控制IC40′驱动第一发光元件1R、第二发光元件1G以及第三发光元件1B的结构，但本发明并不限于该结构，例如也可以分别准备控制第一发光元件的点亮驱动的第一控制IC、控制第二发光元件的点亮驱动的第二控制IC、以及控制第三发光元件的点亮驱动的第三控制IC。相反，也可以将第一元件驱动部、第二元件驱动部以及第三元件驱动部集成在共用的元件驱动部。
而且，在图2等的例子中，虽由不同部件构成了切换源极线的元件驱动部20、以及切换公共线的开关部30，但并不限于这样的结构，例如，也可以由一个部件构成元件驱动部和开关部。同样，关于构成控制IC的存储器部41、元件点亮期间控制部42、公共线点亮期间控制部43，也能够集成在这些元件驱动部、开关部。
(防止误点亮电路50)
而且，显示装置、驱动电路能够包含防止误点亮电路50。防止误点亮电路50是用于抑制多个发光元件的误点亮的电路。具体而言，防止误点亮电路50为了抑制由存积在寄生电容的电荷放电而产生的不希望LED的误点亮或者疑似点亮、被称为重影等的现象，对LED的寄生电容进行放电。防止误点亮电路50例如能够组装于开关部30，与开关元件31连接。
在图11以及图12中示出了防止误点亮电路50的一个例子。图11所示的显示装置11000具备防止误点亮电路50A。该显示装置11000能够设为道路信息显示板、LED显示器。显示装置11000具备显示部10和驱动电路100。显示部10将多个发光元件排列成m行n列的矩阵状，将配置在其各列的各发光元件1的阴极端子分别与按各列设置的源极线连接，并且将配置在各行的各发光元件1的阳极端子分别与按各行设置的公共线连接。
发光元件1是发光二极管或者激光二极管。驱动电路100基于与源极线连接的多个发光元件1和、输入的点亮控制信号控制为驱动状态和非驱动状态。在该各驱动状态下基于输入的显示数据，对各公共线进行通电控制。
该驱动电路100具备防止误点亮电路50A。防止误点亮电路50A具有：与各发光元件1的阳极端子以及驱动电路100连接，在从驱动状态移至非驱动状态时，在非驱动状态下将在发光元件1的阳极端子侧产生的残留电荷对充电用元件51充电的充电路径52；以及与该充电路径52连接，在驱动状态下将残留电荷从充电用元件51向接地端放电的放电路径53。放电路径53是与充电路径52连接，并经由驱动电路100到达接地端的路径。
而且，驱动电路100还具备开关部30和存储器部41。开关部30包含分别与公共线对应地连接的m个开关部30。开关部30将在驱动状态下由输入的地址信号指定的公共线与恒流源连接。
存储器部41分别存储依次输入的显示数据的n个灰度数据。在图11的例子中，存储器部41包含于元件驱动部20。元件驱动部20在发光元件1的驱动状态下，以与存储于各存储器部41的灰度数据对应的灰度宽度，将对应的源极线设为通电状态。
充电路径52是包含一端与各发光元件1的阳极端子侧连接，另一端被接地的充电用元件51的路径。充电路径52也可以至少具备一个电阻器。
而且，放电路径53也可以具备整流器。整流器能够将阳极端子与充电用元件51或者充电路径52连接，将阴极端子与接地端方向连接。
而且，充电用元件51能够设为电容器。而且，整流器能够设为二极管。
另外，使用了这样的防止误点亮电路50A的防止误点亮的显示装置11000的驱动方法首先通过控制点亮状态和非点亮状态的点亮控制信号，来控制驱动状态和非驱动状态。另外，在驱动状态下基于输入的显示数据对各公共线的一端以及各源极线的一端进行通电控制。并且，在通过与各发光元件1的阳极端子以及驱动电路100连接的充电路径52，从驱动状态移至非驱动状态时在非驱动状态下将在发光元件1的阳极端子侧产生的残留电荷对充电用元件51充电。而且，通过与充电路径52连接并到达接地端的放电路径53，将残留电荷在驱动状态下从充电用元件51放电。
防止误点亮电路并不限于上述例，能够适当地采用其它已知的结构。例如，也可以将防止误点亮电路50内置于元件驱动部20。作为一个例子，图13所示的显示装置12000将防止误点亮电路50B组装于元件驱动部20。预充电FET56分别与显示部10的各源极线连接。预充电FET56在图13的例子中连接在元件驱动部20的输出端子与恒流源22、开关21之间。各源极线与开关21和恒流源22串联连接并接地。该预充电FET56防止发光元件1的误点亮。误点亮的现象是经由发光元件1向元件驱动部20的输出端子、与该输出端子连接的印刷电路基板布线的寄生电容的充电电流。在图13中，用假想的CP0、CP1、CP2示出了这样的寄生电容。
构成显示部10、驱动电路100的单元也可以具有调整单元整体的点亮期间的表面亮度信息。存储器部41也可以保存这样的表面亮度信息。这里，作为一个例子，能够根据灰度数据来决定各LED的点亮期间，能够根据表面亮度数据来决定单元整体的点亮期间，最终能够用灰度数据×表面亮度数据，来决定实际的各LED的点亮期间。这样，能够根据表面亮度数据和灰度数据，来决定实际的各LED的点亮期间。这样，在单元侧具有提供表面亮度信息的功能的情况下，通过利用该功能，与本实施方式的汇流驱动器的点亮期间一致地使公共线导通，能够实现功耗减少。
[显示装置的驱动方法]
接下来，基于图2来说明显示装置的驱动方法的一个例子。该显示装置1000具备：显示部10、元件驱动部20、开关部30、存储器部41以及元件点亮期间控制部42。显示部10将沿着各公共线连接的多个发光元件配置成矩阵状。存储器部41保存由一个以上的元件驱动部20使各发光元件点亮的点亮期间信息。元件驱动部20驱动多个发光元件。元件点亮期间控制部42将保存于存储器部41的点亮期间信息向各元件驱动部20输出。开关部30基于保存于存储器部41的点亮期间信息，来选择各公共线。
首先，公共线点亮期间控制部43预读存储器部41，并根据点亮期间信息，来决定使各公共线导通的期间。接着，根据由公共线点亮期间控制部43决定的使各公共线导通的期间，驱动开关部30并点亮各发光元件。由此，并不如现有那样将公共线侧的导通期间固定在能够点亮的最大期间，而通过实际上与使发光元件点亮的元件驱动部20的点亮期间一致地使公共线导通，能够抑制不需要的发光元件的驱动，从而能够减少电力消耗。特别是，在低亮度的发光时，由于暗电流的比率相对变高，所以抑制了暗电流而电力减少效果变高。
[实施例1、比较例3]
接下来，实际上准备了实施例1、比较例3的显示装置用驱动电路以及显示装置来测定功耗，确认了其效果。这里，实施例1、比较例3都使用了日亚化学公司产生的显示装置用驱动电路亦即LED单元型号为NLU2F872D8(批号：21BZN，序列号：0004)。此外，实施例1、比较例3都设为对显示部的各像素使用了红色LED、绿色LED、蓝色LED的可显示全色的显示器。
首先，从外部的控制设备向LED单元输入了作为显示数据的点亮期间信息。输入的点亮期间信息数据存储于LED单元内的存储器部41。接下来，将所储存的显示数据向作为驱动器IC的元件驱动部转送。而且，基于显示数据，由外部的控制设备计算出每个公共线的最大点亮期间。而且，根据计算出的最大点亮期间来设定所需最低限度的公共驱动器的导通时间，基于该设定来驱动LED单元，并测定了功耗。在功耗的测定中，均使用泰克&福禄克公司的示波器DPO3054、电流探测器TCP312、电流探测器用放大器TCPA300，以周边温度25℃，外加电压在显示单元规格typ条件下，一个点亮周期：258μS，RGB各灰度：色度坐标(x，y)＝(0.3，0.3)上使各亮度可变的方式进行调整来点亮所有LED，测定此时的显示单元输入部的一个点亮周期(任意一个扫描线点亮时)的平均电流和平均电压，由其乘积作为平均电力[VA]。另外，在进行该实验时为了确认效果，预先从外部的控制设备，以能够设定各公共线的点亮期间的方式设计了控制IC，但在实际的显示装置等中，基于输入的灰度数据等与点亮期间相关的所有数据，能够由公共线点亮期间控制部43进行计算、控制，所以未必需要添加能够从外部的控制设备进行控制的功能。
在以下的表1～表3以及图14～图19中示出该实验的结果。在上述图中，表1示出了绿色LED以及蓝色LED的每灰度的平均电力[VA]，表2示出了红色LED的每灰度的平均电力[VA]，表3示出了红色、绿色LED、蓝色LED的所有LED的每灰度的平均电力[VA]。另外，在各表中，灰度设定1示出了熄灭状态。而且，灰度设定1.6示出了用于在夜间点亮的夜间标准，灰度设定14.5示出了在白天点亮的白天标准。
而且，图14是表示在实施例1以及比较例3的显示装置中使绿、蓝色LED点亮的每灰度的平均功耗的图表，图15是由图14的XV表示的区域的放大图，图17是表示在实施例1以及比较例3的显示装置中使红色LED点亮的每灰度的平均功耗的图表，图18是由图17的XVIII表示的区域的放大图，图19是由图17的XIX表示的区域的放大图。
[表1]
灰度设定 比较例3平均电力[VA] 实施例1平均电力[VA]
1 0.085 0.003
1.6 0.187 0.109
2 0.256 0.178
3 0.382 0.310
4 0.506 0.442
5 0.627 0.568
6 0.750 0.698
7 0.867 0.820
8 0.992 0.948
9 1.100 1.060
10 1.230 1.190
11 1.373 1.344
12 1.489 1.466
13 1.608 1.589
14 1.762 1.748
145 1.823 1.810
15 1.884 1.873
16 2.005 2.002
[表2]
灰度设定 比较例3平均电力[VA] 实施例1平均电力[VA]
1 0.050 0.000
1.6 0.131 0.080
2 0.176 0.126
3 0.243 0.197
4 0.298 0.255
5 0.361 0.321
6 0.427 0.386
7 0.482 0.443
8 0.550 0.510
9 0.625 0.585
10 0.690 0.660
11 0.749 0.719
12 0.811 0.782
13 0.872 0.846
14 0.925 0.900
14.5 0.961 0.935
15 0.987 0.965
16 1.045 1.028
[表3]
灰度设定 比较例3平均电力[VA] 实施例1平均电力[VA]
1 0.135 0.003
1.6 0.318 0.189
2 0.432 0.304
3 0.625 0.507
4 0.803 0.697
5 0.988 0.889
6 1.178 1.083
7 1.349 1.263
8 1.542 1.458
9 1.725 1.645
10 1.920 1.850
11 2.122 2.063
12 2.300 2.249
13 2.479 2.435
14 2.686 2.648
14.5 2.784 2.745
15 2.871 2.837
16 3.061 3.030
如上述图14～图19以及表1～3所示，将绿色LED以及蓝色LED、红色LED合在一起减少了0.13[VA]左右。而且，确认了绿色LED以及蓝色LED、红色LED的任一个，在实施例1中与比较例3相比平均电力都变低，特别是灰度设定越低，平均电力的减少率越高，夜间的点亮时等灰度低的低亮度的节电效果显著。另外，示出了由正面亮度230cd/m2附近的暗电流带来的影响大致能够除去这样的结果。并且，与比较例3相比，在实施例1中电力消耗消减比率减少了40％。
公共线点亮期间控制部43将与各公共线连接的多个发光元件的点亮期间设定在多个发光元件中最大的点亮期间。具体而言，通过使公共线点亮期间控制部43与存储器部41连接，并预读存储器部41，以公共线为单位，决定点亮期间最长的点亮期间，与此时间一致地决定使各公共线导通的期间。通过设为这样的结构，暗电流仅在各公共线内所需的时间内流动，所以能够得到特别是在暗电流所占的比例变大的低亮度时低功耗的效果变大的优点。
此外，还假设点亮期间为最大点亮期间的情况。即、在以扫描公共线的扫描线为单位而点亮期间不同的情况下，在能够点亮发光元件的最大点亮期间，也可能产生点亮发光元件的情况。在该情况下，公共线点亮期间控制部43在结果上处于不进行点亮期间的控制的状态。
而且，公共线点亮期间控制部43未必进行存储器部41的预读。例如，公共线点亮期间控制部43也可以基于点亮期间信息，能够运算与各公共线连接的多个发光元件中的、最大点亮期间。即、通过在每个公共线中不同的点亮期间内，经过运算点亮期间最长的点亮期间，以公共线为单位进行决定，从而能够设定使各公共线导通的期间而不用直接预读存储器部41。
在以上的例子中，作为多个发光元件即LED的连接方式虽说明了阳极公共连接的例子，但本发明并不限于该结构，当然也能够同样地应用于阴极公共连接。
[工业上利用的可能性]
本发明的显示装置用驱动电路、显示装置、道路显示板、显示装置的驱动方法能够组装并用于由像素构成的显示装置。例如，能够应用于设置在高速道路、一般道路的道路显示板、在铁路的车站、飞行机的机场、公共汽车的车站等使用的显示板、显示器中的数据转送屏蔽。

Claims (15)

1.一种显示装置用驱动电路，是用于对将沿着各公共线连接的多个发光元件配置成矩阵状的显示部进行驱动的驱动电路，其特征在于，具备：
一个以上的元件驱动部，其用于驱动构成显示部的上述多个发光元件；
存储器部，其保存由上述一个以上的元件驱动部使各发光元件点亮的点亮期间信息；
元件点亮期间控制部，其将保存于上述存储器部的上述点亮期间信息向各元件驱动部输出；
开关部，其基于保存于上述存储器部的上述点亮期间信息，来选择各公共线；以及
公共线点亮期间控制部，其夹装在上述存储器部与上述开关部之间，并根据上述点亮期间信息来控制使各公共线导通的期间。
2.根据权利要求1所述的显示装置用驱动电路，其特征在于，
上述公共线点亮期间控制部将与各公共线连接的上述多个发光元件的点亮期间设定为该多个发光元件中最大的点亮期间。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置用驱动电路，其特征在于，
上述公共线点亮期间控制部构成为能够基于上述点亮期间信息，来运算与各公共线连接的上述多个发光元件中的、最大点亮期间。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的显示装置用驱动电路，其特征在于，
上述点亮期间信息包含灰度数据。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的显示装置用驱动电路，其特征在于，
上述公共线点亮期间控制部使将上述公共线导通的期间、与由上述一个以上的元件驱动部使上述发光元件点亮的点亮期间一致。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的显示装置用驱动电路，其特征在于，
上述一个以上的元件驱动部是进行切换上述公共线来点亮上述多个发光元件的无源驱动的部件，
上述公共线点亮期间控制部通过从上述存储器部预先读出与上述一个以上的元件驱动部选择的预定的公共线连接的各发光元件的点亮期间，在上述一个以上的元件驱动部选择了该公共线时，控制使该公共线导通的期间。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的显示装置用驱动电路，其特征在于，上述开关部具备：与各公共线连接，并用于给该公共线通电的开关元件。
8.根据权利要求7所述的显示装置用驱动电路，其特征在于，还具备：
开关控制部，其在上述公共线点亮期间控制部与上述开关元件之间，控制上述开关元件。
9.根据权利要求8所述的显示装置用驱动电路，其特征在于，
上述开关元件是MOSFET，上述开关控制部是与上述MOSFET的栅电极连接的栅极驱动电路。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的显示装置用驱动电路，其特征在于，
上述开关部具备防止误点亮电路，其与各开关元件连接，并抑制与连接于该开关元件的公共线连接的上述多个发光元件的误点亮，
上述防止误点亮电路包含将一端接地的充电路径。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的显示装置用驱动电路，其特征在于，
上述一个以上的元件驱动部包含：第一元件驱动部，其驱动第一发光颜色的发光元件；以及第二元件驱动部，其驱动与上述第一发光颜色不同的第二发光颜色的发光元件。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的显示装置用驱动电路，其特征在于，
上述公共线点亮期间控制部、上述存储器部以及上述元件点亮期间控制部由控制IC构成。
13.一种显示装置，其特征在于，具备：
显示部，其将沿着各公共线连接的多个发光元件配置成矩阵状；
一个以上的元件驱动部，其用于驱动上述多个发光元件；
存储器部，其保存由上述一个以上的元件驱动部使各发光元件点亮的点亮期间信息；
元件点亮期间控制部，其将保存于上述存储器部的上述点亮期间信息向各元件驱动部输出；
开关部，其基于保存于上述存储器部的上述点亮期间信息，来选择各公共线；以及
公共线点亮期间控制部，其夹装在上述存储器部与上述开关部之间，并根据上述点亮期间信息来控制使各公共线导通的期间。
14.一种使用了权利要求13的显示装置的道路显示板。
15.一种显示装置的驱动方法，是驱动显示装置的驱动方法，该显示装置具备：
显示部，其将沿着各公共线连接的多个发光元件配置成矩阵状；
一个以上的元件驱动部，其用于驱动上述多个发光元件；
存储器部，其保存由上述一个以上的元件驱动部使各发光元件点亮的点亮期间信息；
元件点亮期间控制部，其将保存于上述存储器部的上述点亮期间信息向各元件驱动部输出；以及
开关部，其基于保存于上述存储器部的上述点亮期间信息，来选择各公共线，
所述显示装置的驱动方法的特征在于，包含以下工序：
夹装在上述存储器部与上述开关部之间的公共线点亮期间控制部根据上述点亮期间信息，来决定使各公共线导通的期间的工序；以及
根据由上述公共线点亮期间控制部决定的使各公共线导通的期间，来驱动上述开关部并使各发光元件点亮的工序。
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