JP2545830Y2 - Led表示装置 - Google Patents

Led表示装置

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JP2545830Y2
JP2545830Y2 JP1991003801U JP380191U JP2545830Y2 JP 2545830 Y2 JP2545830 Y2 JP 2545830Y2 JP 1991003801 U JP1991003801 U JP 1991003801U JP 380191 U JP380191 U JP 380191U JP 2545830 Y2 JP2545830 Y2 JP 2545830Y2
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隆夫 中川
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Seiwa Electric Mfg Co Ltd
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  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、行方向と列方向との双
方の方向に発光ダイオードが配列されたドットマトリク
ス表示ユニットによって表示を行うLED表示装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】行方向と列方向との双方の方向に発光ダ
イオードが配列されたドットマトリクス表示ユニットに
は、そこに使用されている発光ダイオードの間に輝度の
差異が生じることから、この差異を補正するため従来用
いられている方法としては、例えばドットマトリクス表
示ユニットが、赤色を発光する発光ダイオードと緑色を
発光する発光ダイオードとからなる場合には、各ドット
マトリクス表示ユニット毎に、赤色発光ダイオードを発
光させる時間と緑色発光ダイオードを発光させる時間の
比率を変化させる可変抵抗器を設け、可変抵抗器を調整
することによって、2色の発光ダイオードの輝度の差異
を補正する方法が採用されていた。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】上記方法では、赤色の
発光ダイオードと緑色の発光ダイオードとの輝度の差異
の補正が行われるが、輝度の差異については、赤色の発
光ダイオードと緑色の発光ダイオードとの間の差異ばか
りでなく、同色の発光ダイオードであっても、その製造
上の問題等から、互いの発光ダイオードの間に輝度の差
異が生じており、この差異については、その補正が行わ
れないため、輝度にばらつきが残るという問題が生じて
いた。
【0004】本考案は上記課題を解決するため創案され
たものであり、その目的は、ドットマトリクス表示ユニ
ットの輝度のばらつきを減少させることのできるLED
表示装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本考案のLED表示装置は、複数の発光ダイオードが行
列状に配列されたドットマトリックス表示ユニットと、
ドットマトリックス表示ユニットの複数の発光ダイオー
ドを1行毎に順次走査するための行アドレス信号を生成
するタイミング信号発生回路と、ドットマトリックス表
示ユニットの行アドレスを行アドレス信号に応じて変化
させる行制御回路と、ドットマトリックス表示ユニット
の同一列に配列された発光ダイオードと他の同一列に配
列された発光ダイオードとの輝度のバラツキを示す輝度
データが予め全列分記録されており且つ行アドレス信号
が変化する度に輝度データが1列毎に順次読み出される
輝度データメモリ部と、当該輝度データを順次保持する
輝度データ用レジスタと、輝度データ用レジスタから出
力された輝度データをアナログの輝度信号に変換するD
/A変換回路と、ドットマトリックス表示ユニットに表
示すべき表示データを記憶しており且つ行アドレス信号
が変化する度に1行分の表示データが順次読み出される
表示データメモリ部と、当該表示データを順次保持する
表示データ用レジスタと、ドットマトリックス表示ユニ
ットの各列の発光ダイオードを表示データ用レジスタか
ら出力された表示データの各ビットに応じて点灯させる
ための電流を各列毎に生成する回路であり且つ当該電流
をD/A変換回路から出力された輝度信号に応じた大き
さに調節する駆動回路とを備えた構成にしている。
【0006】
【実施例】以下に、本考案にかかるLED表示装置の一
実施例について、図面を参照しつつ説明する。
【0007】図1は、本考案の一実施例の電気的構成を
示すブロック線図である。図において、タイミング信号
発生回路15からの出力15aは行制御回路12に与え
られ、出力15bは列制御回路13に、出力15cは輝
度信号発生回路14に与えられている。また表示データ
メモリ部16と輝度データメモリ部17とにもタイミン
グ信号発生回路15からの出力が与えられている。
【0008】表示データメモリ部16の出力16aは列
制御回路13に送出されており、輝度データメモリ部1
7の出力17aは輝度信号発生回路14に送出されてい
る。そして行制御回路12の出力は行信号12aとし
て、ドットマトリクス表示ユニット11の行方向端子に
送出されており、列制御回路13の出力は列信号13a
として、ドットマトリクス表示ユニット11の列方向端
子に導かれている。
【0009】そして輝度信号発生回路14の出力14a
は列制御回路13に送出されており、列制御回路13の
出力13bと輝度信号発生回路14の出力14bとは、
外部に送出されている。また表示データメモリ部16と
データ制御部18とは、双方向性の接続となっている。
【0010】以上の構成において、ドットマトリクス表
示ユニット11、行制御回路12、列制御回路13、輝
度信号発生回路14については、その構成を後に詳述す
る。またデータ制御部18は、プログラムが格納された
ROM、CPUチップ等を主要構成要素とするハードウ
エア上で実行されるソフトウエアによって構成されてお
り、表示データメモリ部16は、RAM、シフトレジス
タ等を主要構成要素するブロックとなっていて、出力1
6aには表示データがシリアルデータとして送出され
る。また輝度データメモリ部17は、ROM、シフトレ
ジスタ等を主要構成要素するブロックとなっていて、出
力17aには、輝度データがシリアルデータとして送出
される。そして列制御部10は、列制御回路13と輝度
信号発生回路14とによる構成となっている。
【0011】図2は、ドットマトリクス表示ユニット1
1の電気的構成の詳細を示す回路図である。
【0012】行方向には16本の信号線が2組(L00
U〜L15UおよびL00L〜L15L)設けられてお
り、列方向には、行方向の信号線L00U〜L15Uに
対する16本の信号線UC00〜UC15と、行方向の
信号線L00L〜L15Lに対する16本の信号線LC
00〜LC15が設けられている。そして行方向の2組
の信号線L00U〜L15U、L00L〜L15Lは、
L00UとL00L、L01UとL01Lという具合
に、対応する行番号の信号線を互いに接続することによ
り、16本の行方向端子が構成されている。
【0013】なお行方向端子については、説明を分かり
易いものとするため、後にその構成の詳細を説明する行
制御回路12の出力である行信号12aに付与された符
号L00〜L15と同一の符号が与えられている。
【0014】また列方向の32本の信号線UC00〜U
C15、LC00〜LC15は、列方向端子を構成して
いるが、この信号線UC00〜UC15、LC00〜L
C15の符号については、後にその構成の詳細を説明す
る列制御回路13の出力である列信号13aに付与され
た符号UC00〜UC15、LC00〜LC15と同一
になっている。
【0015】また行方向の信号線L00U〜L15U、
L00L〜L15Lと列方向の信号線UC00〜UC1
5、LC00〜LC15との交点R0000〜R151
5、G0000〜G1515の全てには、図3に示すよ
うに、行方向の信号線L00U〜L15U、L00L〜
L15Lにアノードが接続され、列方向の信号線UC0
0〜UC15、LC00〜LC15にカソードが接続さ
れた発光ダイオードDが設けられている。
【0016】そして付与された符号の最初の文字がRで
ある交点に設けられた発光ダイオードの発光色は赤色と
なっており、Gである交点に設けられた発光ダイオード
の発光色は緑色となっている。また交点R0000〜R
0015に設けられた16個の発光ダイオードは第1行
の行方向の発光ダイオードの組を構成しており、交点G
0000〜G0015に設けられた16個の発光ダイオ
ードは、第2の行方向の発光ダイオードの組を構成して
いる。このことは以下同様となっている。
【0017】図4は、行制御回路12の電気的構成の詳
細を示す回路図である。
【0018】タイミング信号発生回路15からの出力1
5aは、行番号を示す4ビットの信号線LNOとイネー
ブル信号ENとなっていて、これらは共にデコーダ12
1に導かれている。そしてデコーダ121の16本の出
力の各々には、それぞれに対応して設けられた抵抗R0
0〜R15の一方の端子が接続されており、抵抗R00
〜R15の他方の端子の各々は、それぞれの抵抗R00
〜R15に対応して設けられたPNPトランジスタQ0
0〜Q15のベースに導かれている。また16個のトラ
ンジスタQ00〜Q15のエミッタは全てがプラス電源
Pに接続されている。そして各トランジスタQ00〜Q
15のコレクタは、行信号12aを送出する信号線L0
0〜L15として、ドットマトリクス表示ユニット11
の行方向端子に導かれている。
【0019】図5は、列制御回路13の電気的構成の詳
細を示す回路図である。
【0020】列制御回路13は、2組の同一構成の回路
(ブロック131U、131Lにより示す)によって構
成されているので、ブロック131Uの構成についての
説明を行う。
【0021】タイミング信号発生回路15からの出力1
5bは、ラッチクロックLCKとシフトクロックCK1
であり、表示データメモリ部16の出力16aは、表示
データUD1、LD1となっている。また輝度信号発生
回路14の出力14aは、輝度信号LVU、LVLであ
る。
【0022】16ビット構成のシフトレジスタ132
(表示データ用レジスタ)のシリアルデータ入力には表
示データUD1が導かれており、クロック入力にはシフ
トクロックCK1が接続されている。そしてシフトレジ
スタ132の16ビットのラレル出力は、同一ビット
数のラッチ回路133に送出されている。またシフトレ
ジスタ132のシリアル出力UOUT1は、外部に送出
されている。
【0023】ラッチ回路133のクロック入力には、ラ
ッチクロックLCKが導入されており、ラッチ回路13
3の16ビットの出力は、各々の出力に対応して設けら
れた駆動回路K00〜K15に導かれている。またこの
駆動回路K00〜K15の全てには、輝度信号LVUが
与えられている。そして駆動回路K00〜K15の出力
は、列信号13aを送出する出力UC00〜UC15と
してドットマトリクス表示ユニット11の列方向端子に
導かれている。
【0024】駆動回路K00〜K15は、その全てが同
一の構成となっているので、駆動回路K01について、
その詳細を説明する。
【0025】駆動回路K01は、図6に示すように、輝
度信号LVUが、抵抗R21を介して、トランジスタQ
21のベースとトランジスタQ23のコレクタに接続さ
れており、トランジスタQ23のベースには、抵抗R2
2を介して、ラッチ回路133の出力LAOUTが導か
れている。またトランジスタQ23のエミッタは接地さ
れている。
【0026】トランジスタQ21のエミッタはトランジ
スタQ22のベースに接続されており、トランジスタQ
21のコレクタとトランジスタQ22のコレクタとは互
いに接続されて出力UC01を構成している。またトラ
ンジスタQ22のエミッタは、抵抗R22を介して接地
されている。
【0027】図5に戻る。ブロック131Uとブロック
131Lとは構成が同一であるが、ブロック131Lで
は、表示データはUD1からLD1に代わっており、輝
度信号はLVUからLVLに代わっている。そしてシフ
トレジスタからのシリアル出力はLOUT1となってい
る。またドットマトリクス表示ユニット11への出力
は、LC00〜LC15となっている。
【0028】図7は、輝度信号発生回路14の電気的構
成の詳細を示す回路図である。
【0029】輝度信号発生回路14は、2組の同一構成
の回路(ブロック141U、141Lにより示す)によ
って構成されているので、ブロック141Uについての
構成の説明を行う。
【0030】タイミング信号発生回路15からの出力1
5bは、ラッチクロックLCK(列制御回路13に導か
れているラッチクロックLCKと同一)とシフトクロッ
クCK2であり、輝度データメモリ部17の出力17a
は、輝度データUD2、LD2となっている。
【0031】4ビット構成のシフトレジスタ142(輝
度データ用レジスタ)のシリアルデータ入力には輝度デ
ータUD2が導かれており、クロック入力にはシフトク
ロックCK2が接続されている。そしてシフトクロック
142の4ビットのラレル出力は、同一ビット数のラ
ッチ回路143に送出されている。またシフトレジスタ
142のシリアル出力UOUT2は、外部に送出されて
いる。ラッチ回路143の出力はD/A変換回路144
に導かれており、D/A変換回路144の出力は、電圧
変換回路145に与えられている。そして電圧変換回路
145の出力でありアナログ信号である輝度信号LVU
は、列制御回路13に送出されている。
【0032】ブロック141Uとブロック141Lとは
構成が同一であるが、ブロック141Lでは、輝度デー
タがUD1からLD1に代わっている。また輝度信号
は、ブロック141Lでは、LVLとなっている。そし
てシフトレジスタからのシリアル出力はLOUT2とな
っている。
【0033】図8は、本考案の一実施例の主要信号の様
子を示すタイミングチャートである。必要に応じて同図
を参照しつつ、本考案の一実施例の動作について以下に
説明する。
【0034】最初に、輝度データを輝度データメモリ部
17に格納する方法について説明する。ドットマトリク
ス表示ユニット11の信号線L00Uにアノードが接続
されている16個の発光ダイオードのそれぞれに等しい
電流を流すことによって、第1行の行方向の発光ダイオ
ードの組を発光させ、その輝度の総量を検出する。そし
て16個の発光ダイオードに流れる電流の総量を変化さ
せることにより(各発光ダイオードに流れる電流は等し
くしておく)、その輝度が予め設定した輝度となるよう
する。このときの電流値と予め設定した基準値との差異
を輝度データとする。以下同様の方法により、信号線L
01U〜L15U、L00L〜L15Lの各々の発光ダ
イオードの組毎に輝度データを検出する。そして検出し
た輝度データを、輝度データメモリ部17内部のROM
に格納する。
【0035】次に、駆動回路K01の動作について説明
する。ラッチ回路133の出力LAOUTがHレベルと
なったときには、トランジスタQ23がオンとなるた
め、トランジスタQ21、Q22がオフとなる。また出
力LAOUTがLレベルとなったときには、抵抗R22
の値と輝度信号LVUの電圧とによって定まる定電流源
として、トランジスタQ22は動作することとなり、そ
の電流値は、抵抗R22の値が変化しないことから、輝
度信号LVUに対応して定まる。また輝度信号発生回路
14内に設けられ、その出力が駆動回路K00〜K15
に導かれている電圧変換回路145は、D/A変換回路
144の出力を、駆動回路K01に適合させるため、電
圧の変化幅の圧縮と電圧のシフトとを行う。
【0036】次に行制御回路12の動作について説明す
る。行制御回路12を構成するデコーダ121は、イネ
ーブル信号ENがLレベルであるとき、信号線LNOが
示す値に対応する出力がLレベルとなる。また信号線L
NOの値は、0から15に向かって増加することを繰り
返す。そのため電流は、信号線L00から信号線L15
の順序で繰り返し供給される。
【0037】つまり、図8の時刻T5以前では、信号線
LNOの示す値が0であるとすると、イネーブル信号E
NがHレベルとなる時刻T4以前には、信号線L00に
電流が供給されることになる。また時刻T5以後にはそ
の値が1となるので、イネーブル信号ENがLレベルと
なる時刻T6以後には、信号線L01に電流が供給され
る。
【0038】上記動作と並行して、時刻T4以前には、
列制御回路13のラッチ回路133には信号線L00U
に対応する表示データが格納され、時刻T6以後には、
信号線L01Uに対応する表示データが格納されていな
ければならない。また輝度信号発生回路14のラッチ回
路143についても同様であって、時刻T4以前には信
号線L00Uに対応する輝度データが格納され、時刻T
6以後には、信号線L01Uに対応する輝度データが格
納されていなければならない。
【0039】そのため信号線L01Uに対応する表示デ
ータは、時刻T7以後において、表示データメモリ部1
6より、シリアルデータ(D15〜D0により示す)と
して送出される。送出されたシリアルデータ(D15〜
D0により示す)は、シフトクロックCK1に現れるパ
ルスP1の立ち上がり時に入力を行うシフトレジスタ1
32によってその内部に読み取られる。そして時刻T3
となったときには、シフトレジスタ132に16ビット
の表示データが格納され、ラッチ回路133の入力に与
えられる。
【0040】ラッチ回路133は、ラッチクロックLC
KのパルスP2の立ち上がりにおいて、シフトレジスタ
132によって入力された表示データの読み込みを行
う。つまり時刻T5において、信号線L01Uに対応す
る表示データがラッチ回路133に用意されることとな
る。輝度データの読み込みも同様であって、シフトクロ
ックCK2に現れるパルスP3の立ち上がり時に、輝度
データメモリ部17よりシリアルデータとして送出され
る輝度データ(D3L〜D0Lにより示す)がシフトレ
ジスタ142に入力される。そして時刻T5において、
シフトレジスタ142に読み込まれた輝度データがラッ
チ回路143に移される。
【0041】ラッチ回路143に移された輝度データ
は、D/A変換回路144によってアナログ信号に変換
された後、電圧変換回路145によって駆動回路K00
〜K15に適合する電圧に変換され、駆動回路K00〜
K15に与えられる。つまり信号線L01Uに対応する
輝度信号LVUが用意されることになる。そのため、時
刻T6以後においては、信号線L01Uに電流が供給さ
れる。また駆動回路K00〜K15は、表示データUD
1に従ってオン、およびオフに設定されると共に、オン
状態に設定された駆動回路に流れる電流の値は、輝度デ
ータによって示された値となる。つまり信号線L01U
に接続され、対応する駆動回路K00〜K15がオンに
設定された発光ダイオードには、輝度データに対応した
電流が流れる。
【0042】またこの表示動作と並行して、信号線L0
2Uに対応する表示データ(D15N、D14N・・・
により示す)がシフトレジスタ132によって読み取ら
れると共に、同信号線に対応する輝度データ(D3LN
・・・により示す)がシフトレジスタ142によって読
み取られる。以下同様の繰り返しとなる。また信号線L
00L〜L15Lの側についても同様の動作となる。
【0043】なお本考案は上記実施例に限定されず、ド
ットマトリクス表示ユニット11の個数については1個
とした場合について説明したが、ドットマトリクス表示
ユニット11の個数と列制御部10および行制御回路1
2の個数とを同一とし、シフトレジスタ132の出力U
OUT1、LOUT1については、その後に続くシフト
レジスタのデータ入力に導き、シフトレジスタ142の
出力UOUT2、LOUT2についても同様の接続とす
ると共に、シフトクロックCK1、CK2、ラッチクロ
ックLCK等を共通とすることにより、任意の個数のド
ットマトリクス表示ユニット11を連ねた構成とするこ
とが可能である。
【0044】また輝度データについては4ビットとした
場合について説明したが、その他のビット数として、例
えば5ビット等の構成とすることが可能である。
【0045】また行制御回路12から電流が供給され、
列制御回路13に電流が流れ込む構成とした場合につい
て説明したが、列制御回路から電流が供給され、行制御
回路に電流が流れ込む構成の場合にも同様に適用するこ
とが可能である(この場合には、輝度信号LVU、LV
Cに従ってその電流値が変化する定電流源により、ドッ
トマトリクス表示ユニットに電流を供給する構成とな
る)。
【0046】
【考案の効果】以上、本考案に係るLED表示装置は、
ドットマトリックス表示ユニットの同一列に配列された
発光ダイオードと他の同一列に配列された発光ダイオー
ドとの輝度のバラッキを示す輝度データに応じて発光ダ
イオードに供給する電流を調節して輝度のバラッキを行
単位で補正する構成となっているので、ドットマトリッ
クス表示ユニットの輝度のバラツキを減少させることが
可能になる。また、輝度データメモリ部、D/A変換回
路等に高速性が要求されず、装置全体が大幅にコストア
ップするということもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例の電気的構成を示すブロック
線図である。
【図2】ドットマトリクス表示ユニットの電気的構成の
詳細を示す回路図である。
【図3】ドットマトリクス表示ユニットのダイオードの
接続を示す回路図である。
【図4】行制御回路の電気的構成の詳細を示す回路図で
ある。
【図5】列制御回路の電気的構成の詳細を示す回路図で
ある。
【図6】駆動回路の電気的構成の詳細を示す回路図であ
る。
【図7】輝度信号発生回路の電気的構成の詳細を示す回
路図である。
【図8】本考案の一実施例の主要信号の様子を示すタイ
ミングチャートである。
【符号の説明】
10 列制御部 11 ドットマトリクス表示ユニット 12 行制御回路 12a 行信号 13a 列信号 17 輝度データメモリ部

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の発光ダイオードが行列状に配列さ
    れたドットマトリックス表示ユニットと、ドットマトリ
    ックス表示ユニットの複数の発光ダイオードを1行毎に
    順次走査するための行アドレス信号を生成するタイミン
    グ信号発生回路と、ドットマトリックス表示ユニットの
    行アドレスを行アドレス信号に応じて変化させる行制御
    回路と、ドットマトリックス表示ユニットの同一列に配
    列された発光ダイオードと他の同一列に配列された発光
    ダイオードとの輝度のバラツキを示す輝度データが予め
    全列分記録されており且つ行アドレス信号が変化する度
    に輝度データが1列毎に順次読み出される輝度データメ
    モリ部と、当該輝度データを順次保持する輝度データ用
    レジスタと、輝度データ用レジスタから出力された輝度
    データをアナログの輝度信号に変換するD/A変換回路
    と、ドットマトリックス表示ユニットに表示すべき表示
    データを記憶しており且つ行アドレス信号が変化する度
    に1行分の表示データが順次読み出される表示データメ
    モリ部と、当該表示データを順次保持する表示データ用
    レジスタと、ドットマトリックス表示ユニットの各列の
    発光ダイオードを表示データ用ルジスタから出力された
    表示データの各ビットに応じて点灯させるための電流を
    各列毎に生成する回路であり且つ当該電流をD/A変換
    回路から出力された輝度信号に応じた大きさに調節する
    駆動回路とを具備していることを特徴とするLED表示
    装置。
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