JP2003076335A - Led表示装置及びそれを用いたled表示装置の制御方法 - Google Patents

Led表示装置及びそれを用いたled表示装置の制御方法

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JP2003076335A JP2002229369A JP2002229369A JP2003076335A JP 2003076335 A JP2003076335 A JP 2003076335A JP 2002229369 A JP2002229369 A JP 2002229369A JP 2002229369 A JP2002229369 A JP 2002229369A JP 2003076335 A JP2003076335 A JP 2003076335A
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Ryuhei Tsuji
隆平 辻
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発光ダイオードが所望形状に配置された複数の
LEDユニットと接続さられたLED表示装置におい
て、各LED効率的に、メンテナンスフリーで実施でき
るLED表示装置を提供することにある。 【解決手段】本発明は、発光ダイオードの点灯を制御す
るデータを転送するLED制御装置と、LED制御装置
からのデータを順次転送する制御バスにより直列に接続
された複数のLEDユニットとを有するLED表示装置
である。特に、LEDユニットは制御バスにより転送さ
れた識別情報を一定の関数に基づいて異なる識別情報に
変換する識別情報付与手段と、各LEDユニットごとに
個別の識別情報を記憶する記憶手段とを有するLED表
示装置である。である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオードが所
望形状に配置された複数のLEDユニットと電気的に接
続さられたLED表示装置において、通信を、効率的
に、メンテナンスフリーで実施できるLED表示装置に
関する。
【0002】
【従来技術】今日、1000mcd以上にも及ぶ超高輝
度に発光可能な発光ダイオードがRGB(赤、緑、青)
ごとにそれぞれ開発された。これに伴い、軽量、薄型且
つ低消費電力の特徴を生かしてLED表示装置の1種と
して屋外でも使用可能な大型LEDディスプレイなどの
設置が急激に増加し始めている。
【0003】LEDディスプレイは設置場所に合わせて
複数のLEDユニットを組み合わせることにより一画面
として構成する。各LEDユニットには基板上にRGB
の発光ダイオードがドットマトリックス状に配置されて
いる。また、各発光ダイオードを個々に駆動可能な駆動
回路が設けられている。LEDディスプレイは表示デー
タを転送するLED制御装置と複数のLEDユニットが
1対複数に接続されている。LEDディスプレイが大き
くなればなるほど、接続されるLEDユニットの数が増
える。例えば、縦300個×横400個のものLEDユ
ニットを組み合わせLEDディスプレイを構成すること
もある。
【0004】ところで、LEDディスプレイはLED制
御装置から転送された表示データ、輝度補正データ、各
種制御データなどの転送データに基づいて各LEDユニ
ット内で演算させ、それぞれの画像データなどを処理し
各発光ダイオードを所望の輝度となるように点灯制御さ
せる。各発光ダイオードの点灯がLEDディスプレイ全
体で所望の画像などとして表示させることができる。し
たがって、制御装置から転送されるデータは、どのデー
タがどのLEDユニットに提供させるかを判断する必要
がある。そのため、各LEDユニットごとに他のLED
ユニットとの違いを識別させる識別情報を保持する必要
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、LED
ディスプレイは通常、高所において一つずつ手作業でL
EDユニットを個々に組み合わせて構成する。また、そ
の接続方法や形態も多種多様にある。さらに、LEDデ
ィスプレイはメンテナンス等のため組立直すことも多々
ある。そのため、予め各LEDユニットに個別の識別情
報を認識させておき、順序よく順番に組み上げていくこ
とは極めて難しい。そのため、一旦全てのLEDユニッ
トを組み上げLEDディスプレイを構成した後に、各L
EDユニットごとに別途識別情報を個々に付与すること
で対応しているのが現状である。具体的には、LEDユ
ニット裏面に設けられた駆動回路内に識別情報を常時記
憶保持する記憶手段を設け、各LEDユニットの識別情
報の設定はディップスイッチなどを個々のLEDユニッ
トごとに切り換えビットパターンを変更している。個々
のLEDユニットのビットパターンを変えることによ
り、LED制御装置から転送されるデータに識別情報を
付与し、どのLEDユニットで所望の画像パターンを表
示させるかを決定する。
【0006】そのため、LEDディスプレイを組み立て
た後に、各LEDユニットの識別情報を手作業によって
一つ一つ順番に付与しなければならず、極めて煩雑且つ
時間を要する作業の一つとなっていた。特に、LEDデ
ィスプレイが大型化してLEDユニットの数が増える或
いは、設置場所の制約により変則的なLEDユニットの
組み合わせを行うものが増える現在においては、作業効
率の効率化が特に求められる。
【0007】したがって、本発明は上述のLEDユニッ
トごとの識別情報を画像データ送信用のケーブルを利用
してLEDディスプレイを構成するLEDユニットごと
に一括して付与することにより、安全確実で作業効率が
格段に優れたLEDディスプレイを提供することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は発光ダイオード
の点灯を制御するデータを転送するLED制御装置と、
LED制御装置からのデータを順次転送する制御バスに
より直列に接続された複数のLEDユニットとを有する
LED表示装置である。特に、LEDユニットは制御バ
スにより転送された識別情報を一定の関数に基づいて異
なる識別情報に変換する識別情報付与手段と、各LED
ユニットごとに個別の識別情報を記憶する記憶手段とを
有する。これにより比較的簡単な構成で各LEDユニッ
トごとに個別の識別情報を付与することができるLED
表示装置とすることができる。
【0009】本発明の請求項2に記載のLED表示装置
は、制御バスがシリアルバス或いはパラレルバスであ
る。これにより、表示データの転送用バスを利用して大
型LED表示装置を構成した場合においても比較的簡単
な構成とすることができる。
【0010】本発明の請求項3に記載のLED表示装置
は、転送された識別情報或いは、識別情報付与手段によ
り変換された識別情報を記憶させる識別情報記憶手段が
一時記憶手段である。これにより、LED表示装置を点
検や組立直す場合など所望時に識別情報を簡単に再付与
することができる。
【0011】本発明の請求項4に記載のLED表示装置
の制御方法は、LED表示装置が発光ダイオードの点灯
を制御する制御データを転送するLED制御装置と、L
ED制御装置からの制御データを転送するために接続さ
れた複数のLEDユニットとを有する。特に、LED制
御装置は、全LEDユニットに制御バスと内部バスとを
切り換える制御情報を転送する。その後、LED制御装
置と接続された第1のLEDユニットに初期識別情報を
転送し記憶する工程と、第1のLEDユニットから次に
接続された第2のLEDユニットに対し、初期識別情報
を一定の関数に基づいて変換した第2の識別情報を転送
し記憶する工程と、第2のLEDユニットから次に接続
された第3のLEDユニットに対し、第2の識別情報を
前記関数に基づいて変換した第3の識別情報を転送し記
憶する工程と、第nのLEDユニットから次に接続され
た第n+1のLEDユニットに対し、第n+1の識別情
報を前記関数に基づいて変換した第n+1の識別情報を
転送し記憶する工程によりLED制御装置に接続された
複数のLEDユニットの識別情報の割り当てを行うLE
D表示装置の制御方法である。これにより、比較的簡単
にLED表示装置を構成する各LEDユニットに識別情
報を付与することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明者は種々の実験の結果、L
EDユニット相互に設けられたデータ転送用の制御バス
を利用することにより、比較的簡単な構成によって各L
EDユニットごとに識別情報を付与することができるこ
とを見出し本発明を成すに至った。
【0013】即ち、各LEDユニット相互間に設けられ
たデータ通信機能を有する制御バスを利用し、LED制
御装置からLEDユニットを制御できるコマンドを流
す。これにより、各LEDユニットごとに他のLEDユ
ニットとは異なる個別の識別情報を認識、記憶させる。
識別情報を利用することにより各LEDユニットに転送
される表示データ、輝度補正データ及び各種制御データ
を個々に受信し点灯制御させることができる。そのた
め、各LEDユニットを設置場所、設置構成などに影響
されることなくLEDディスプレイを構成することがで
きる。常時、記憶手段に記憶された識別情報の変更を、
人手で行うことなく大型ディスプレイを構成することが
できる。
【0014】以下、本発明の一例について詳述する。図
1に本発明の実施の形態としてLEDディスプレイを構
成する模式的ブロック構成図を示す。LEDディスプレ
イ全体の表示データ転送などを制御するLED制御装置
と、複数のLEDユニットを電気的に接続させてある。
LEDディスプレイとしては、各LEDユニットをマト
リックス状などに配置させてあり全体として所望形状の
表示面を構成する。LED制御装置とLEDユニット又
は、LEDユニット同士を制御バスにより直列に接続さ
せる。LEDユニット内には、受信した識別情報値を所
定のアルゴリズムで変更する制御部を具備している。ま
た、制御部で処理されLEDユニットごとに個別の値と
なった識別情報値を記憶するための識別情報記憶手段も
具備する。
【0015】予めLED制御装置から出力段セレクタを
内部バス側に切り換える制御コマンドを全LEDユニッ
トに対し発行する。次に、初期識別情報をLED制御装
置から制御バスを介して初段のLEDユニットに転送す
る。このとき、識別情報を所定のアルゴリズムで変更し
て次に接続されたLEDユニットに転送する。受信され
た識別情報を自己の識別情報としてLEDユニット内の
識別情報記憶手段にて記憶させる。記憶した次のLED
ユニットは同様の作用を繰り返して順次全てのLEDユ
ニットについて、それぞれ異なる識別情報を内部の記憶
手段に記憶されることとなる。全てのLEDユニットに
識別情報が振られた後、制御バスは通常の表示データを
転送する制御バスとして出力段セレクタを切り換える。
以下、本発明の各構成について詳述する。
【0016】(LED制御装置) LED制御装置は映
像データや各LEDユニットを制御する制御データをL
EDユニット側に転送するものである。したがって、映
像ソースと独立に構成することもできるし、一体的に構
成することもできる。例えば独立に構成しビデオ装置や
DVD装置などからの映像データを利用する場合、それ
らの装置そのものを映像ソースとして映像データを制御
手段側で受け取りAD(アナログ to デジタル)変換な
どする。変換後、制御装置がRGBのデジタルデータと
して転送することができる。一方、デジタルデータを出
力する映像ソースと制御手段とを一体的に形成した場合
は、デジタルデータをLEDユニット側に直接伝送する
こともできる。
【0017】(LEDユニット) LEDユニットは発
光ダイオード、発光ダイオードを駆動させる駆動手段、
本発明のために特に設けられた識別情報付与手段、識別
情報記憶手段、比較手段などから構成することができ
る。これらの各種手段は半導体メモリ、論理回路や中央
演算処理装置を利用することにより構成することができ
る。
【0018】このようなLEDユニットを画面の大きさ
により種々の大きさのLEDユニットや複数のLEDユ
ニットを組み合わせてLEDディスプレイを構成するこ
とができる。同様に、画面が比較的大きい場合、LED
ユニットを複数集めたLEDディスプレイを1つのLE
Dモジュールとして構成する。このLEDモジュールを
複数集めてLEDディスプレイを構成することもでき
る。
【0019】(発光ダイオード) LEDユニットに用
いられる発光ダイオードは、ドットマトリックス状など
2以上の複数個用いて形成することができる。フルカラ
ー表示可能なLEDディスプレイに使用する場合は、例
えば、RGBがそれぞれ発光可能な発光ダイオードを合
わせ1画素として16×16のマトリックス状に配置さ
せることにより構成することができる。
【0020】発光ダイオードは、GaP、GaAs、G
aN、InN、AlN、GaAsP、GaAlAs、I
nGaN、AlGaN、AlGaInP、InGaAl
Nなどの半導体材料を発光層に利用したものが挙げられ
る。半導体素子の構造も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。
【0021】半導体材料やその混晶比により発光波長を
紫外線から赤外光まで種々選択することができる。さら
に、発光層を量子効果を持たせる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。
【0022】RGBの3原色だけでなく、BG(青緑)
とR(赤)など発光ダイオードから放出される光を補色
関係とさせた発光ダイオードやLEDチップからの光と
これにより励起され発光する蛍光物質との組み合わせに
よる発光ダイオードを利用することもできる。蛍光物質
を利用した場合、発光ダイオードからの光により励起さ
れ長波長に変換する蛍光物質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がリニアリティ良く発光可
能な発光ダイオードとすることができる。
【0023】発光ダイオードは、種々の形状のものを用
いることができる。具体的には、発光素子であるLED
チップをワイヤーや導電性ペーストを利用してリード端
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、チップタイプLEDや発光素子そのものを
利用するものが挙げられる。
【0024】(駆動手段) 駆動手段は、発光ダイオー
ドに電力を供給して所望の発光ダイオードのみ駆動可能
なものである。具体的にはスタティック駆動やダイナミ
ック駆動させるものが挙げられる。ドットマトリックス
状に配置したLEDをダイナミック駆動させる場合、コ
モンドライバーにより各セグメント配置されたLED群
を一定周期で選択制御すると共にセグメントドライバー
により電流を流す時間を調節することにより所望の発光
色を得ることができる。
【0025】(識別情報付与手段) 識別情報付与手段
は各LEDユニットごのと識別情報を演算付与するもの
である。制御バスにより接続された直上のLEDユニッ
トやLED制御装置からの識別情報値をLEDユニット
内部などに設けられた処理ブロックによって1つづ加算
など所望の関数によって変化させる。識別情報の演算と
なる処理ブロックは中央演算処理装置などを利用して予
め与えられた情報に単なる加算、減算のほか各LEDユ
ニットごとに個別の識別情報を付与できる限り種々のア
ルゴリズムを利用することができる。
【0026】(識別情報記憶手段) LEDユニットに
設けられる識別情報記憶手段は、各LEDユニットをそ
れぞれ区別する識別情報を記憶するものである。このよ
うな記憶手段は一時記憶メモリであるレジスタ、RAM
など種々の半導体メモリなどを利用することによって構
成することができる。各識別情報は、制御手段側から識
別情報の設定指示及び設定データを全てのLEDユニッ
トに対し転送し、出力段セレクタを内部バスに切り換え
る。続いて、第1のLEDユニットからの識別情報の値
を一つインクリメントして次段のLEDユニットへ転送
する作業を繰り返すことによって個々の識別情報とする
ことができる。順次識別値をインクリメントすることに
より、個々のLEDユニットにディプスイッチなどの常
時記憶手段を設けてユニットIDを割り当てることなく
制御手段からの制御により自動で識別情報を割り当てる
ことができる。
【0027】(比較手段) 個々の識別情報を得た後の
LEDユニットは、出力段セレクタを制御バス側に自律
で切り替えて転送された各データを各LEDユニットの
識別情報と比較手段によって比較し自己のLEDユニッ
トの情報だけを取り込むことができる。比較手段とはL
ED制御装置から転送されたデータの識別情報と各LE
Dユニットの記憶手段に記憶された識別情報とを比較す
る。比較した結果、一致すれば自らのLEDユニットの
データとして選択受信するものであり、排他的論理和や
中央演算処理装置などの比較回路により構成することが
できる。以下、本発明の具体的実施例について詳述する
が、本発明がこれのみに限られないことはいうまでもな
い。
【0028】
【実施例】(実施例1)LEDユニットとしてRGBが
それぞれ発光可能な発光ダイオードによって一画素を構
成する。RGBを一組とした発光ダイオードを基板上に
16×16のドットマトリックス状に配置させてある。
【0029】駆動回路には、各発光ダイオードをダイナ
ミック駆動させる駆動手段、転送されたデータを一時的
に保持する記憶手段としての一時記憶メモリであるレジ
スタ、受信処理されたデータに基づき各発光ダイオード
に供給する電流量、パルス幅を演算する演算手段、制御
装置とLEDユニット間を制御バスとして接続し、LE
Dユニットの通信制御を行う制御部が設けられている。
【0030】特に、本発明には入力された識別情報値
(ID=”00”)に1を加算する演算手段としてのM
PUと識別情報記憶手段としての一時メモリとしてのレ
ジスタが設けられている。
【0031】また、LED制御手段から制御バスを利用
して通常の表示データとは別に識別情報を選択的に処理
するためデータ出力を切り換える出力段セレクタを持っ
ている。データ切換手段は、各LEDユニットで出力段
において制御バスと内部バスを切り替えるセレクタ回路
により構成され、セレクタ回路の切り替え制御は制御装
置から制御情報を送ることにより実施される。図1のよ
うに、上述の構成を取った各LEDユニットを制御装置
或いはLEDユニット間と制御バスにより接続させてあ
る。なお、制御バスはパラレルバスでも良いし、シリア
ルバスを用いることもできる。同様に、赤外線通信によ
る無線通信手段によって行うこともできる。
【0032】次に、本発明の識別情報付与方法を説明す
る。図2は識別情報設定前、又は通常運用時の出力段セ
レクタの状態を示す。電源立ち上げ後、各LEDユニッ
トの識別情報記憶手段に記憶された初期識別情報は、全
LEDユニット共通の識別情報として、例えばID=”
0”とする。また、この時出力段セレクタは制御バス側
(図中”A”側)となるように動作させる。つまり、制
御装置は、全LEDユニット共通の識別情報を使用し、
全LEDユニット一括で、制御可能となる。この状態
で、出力段セレクタをAからB側にバスを切り替える制
御コマンドを全LEDユニットに対し発行する。する
と、各LEDユニットの出力データは各LEDユニット
内の制御部から内部バスを経由して、次段のLEDユニ
ットへ、制御情報を転送することができる。その状態を
図3に示す(なお、矢印付きの太線はデータの流れを示
す)。
【0033】出力段セレクタを内部バス側(図中”B”
側)に切り替えた後、さらに制御装置は初期識別情報、
すなわち制御装置に接続される第1のLEDユニットの
識別情報の値を第1のLEDユニットに対して転送す
る。第1のLEDユニットは初期識別情報の値に1を足
した値を次段のLEDユニットに転送する。次段のLE
Dユニットは受信した識別情報を、自己の一時記憶メモ
リに蓄積し、さらに次段のLEDユニットに受信した識
別情報の値に1を足した値としてさらに次のLEDユニ
ットに転送する。このように所定の値に1を足す(この
場合加算)など所定のアルゴリズムによって受信した識
別情報の値に対し演算処理を施す。なお、演算処理前を
自己のLEDユニットの識別情報としてもよいし、演算
処理後を自己のLEDユニットの識別情報としてもよ
い。これら受信処理を最終段のLEDユニットまで実施
することによって、LEDユニットを自立的に識別情報
の自動設定が行われる。各LEDユニットが自己の識別
情報を一時記憶メモリに蓄積し次段のLEDユニットに
演算後の識別情報を転送後、転送を完結したLEDユニ
ットは出力段セレクタを自律に制御バス側(図中”A”
側)に切り替え図2の状態に戻ることとなる。
【0034】このように、全LEDユニットにおいて、
個別の識別情報設定後は通常の制御装置からの制御バス
を経由して各LEDユニット個別による制御が実施でき
所望の画像データなどを表示することができる。
【0035】
【発明の効果】本発明のLED表示装置とすることによ
り、LED制御装置の制御により人手により個々に各L
EDユニットごとの識別情報を付与することなく極めて
簡単な構成で自動的に各LEDユニット後の識別情報を
付与することができる。このため、LEDディスプレイ
画面の大小に係わらず、或いはLEDディスプレイの組
み直し時などにおいても自動的に識別情報を付与するこ
とができる。また、識別情報を常時記憶する回路を不要
として回路構成を簡略化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明のLED表示装置の模式的回路
ブロックである。
【図2】 図2は本発明のLED表示装置の点灯駆動時
における表示データの流れを示す模式的回路ブロック図
である。
【図3】 図3は本発明のLED表示装置の識別情報付
与時における識別データの流れを示す模式的回路ブロッ
ク図である。
【符号の説明】
101・・・制御装置 102・・・LEDユニットの内部回路 103・・・制御部 104・・・出力段セレクタ 105・・・識別情報記憶手段 200・・・表示データ等のデータの流れを示す 300・・・識別情報等のデータの流れを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 680 G09G 3/20 680E

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光ダイオードの点灯を制御するデータ
    を転送するLED制御装置と、該LED制御装置からの
    データを順次転送する制御バスにより直列に接続された
    複数のLEDユニットとを有するLED表示装置であっ
    て、前記LEDユニットは制御バスにより転送された識
    別情報を一定の関数に基づいて異なる識別情報に変換す
    る識別情報付与手段と、各LEDユニットごとに個別の
    識別情報を記憶する記憶手段とを有することを特徴とす
    るLED表示装置。
  2. 【請求項2】 前記制御バスがシリアルバス或いはパラ
    レルバスである請求項1記載のLED表示装置。
  3. 【請求項3】 前記識別情報記憶手段は転送された識別
    情報或いは、識別情報付与手段により変換された識別情
    報を記憶させる一時記憶手段である請求項1記載のLE
    D表示装置。
  4. 【請求項4】 発光ダイオードの点灯を制御する制御デ
    ータを転送するLED制御装置と、該LED制御装置か
    らの制御データを転送するために電気的に接続された複
    数のLEDユニットとを有するLED表示装置の制御方
    法であって、 前記LED制御装置から該LED制御装置と接続された
    第1のLEDユニットに制御バスと内部バスとを切り替
    える制御情報を転送する工程と、内部バスに切り替えた
    後に、初期識別情報を転送し第1のLEDユニットが識
    別情報を記憶する工程と、 前記第1のLEDユニットから次に接続された第2のL
    EDユニットに対し、初期識別情報或いは初期識別情報
    を一定の関数に基づいて変換した第2の識別情報を転送
    し、受け取った初期識別情報を一定の関数に基づいて第
    2の識別情報として記憶する或いは、転送された第2の
    識別情報を記憶する第2の工程と、 第nのLEDユニットから次に接続された第n+1のL
    EDユニットに対し、第nの識別情報或いは第nの識別
    情報を前記関数に基づいて変換した第n+1の識別情報
    を転送し、受け取った第nの識別情報を一定の関数に基
    づいて第n+1の識別情報として記憶する或いは、転送
    された第n+1の識別情報を記憶する第n+1の工程に
    よりLED制御装置に接続された、複数のLEDユニッ
    トに識別情報の割り当てを行うことを特徴とするLED
    表示装置の制御方法。
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