JP3442639B2 - 階調制御型ｌｅｄ表示器及びその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マトリクス状に配
置されたＬＥＤチップのそれぞれの点灯時間を階調制御
する階調制御型ＬＥＤ表示器及びその制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーＴＶ画面などの各種表示器
の中で、ＬＥＤチップをマトリクス状に配置した表示器
は、比較的寿命が長く、また、このマトリクス状に配置
した表示器からなるディスプレイ・ユニットを複数個組
み合わせれば容易に大型画面が構成できるといった優れ
た特徴を持ち、広く普及されている。中でも、ＬＥＤチ
ップの点灯時間を階調制御する階調制御型ＬＥＤ表示器
が注目されている。

【０００３】図６は、従来の階調制御型ＬＥＤ表示器の
構成を示すブロック図である。表示部１０１には、Ｒ・
Ｇ・Ｂの３原色のＬＥＤチップ１０１ａがそれぞれ１６
×３２ドットのマトリクスを構成し、３重のマトリクス
状に配置されている。データ入力制御回路１０３は、セ
レクト信号ＳＥが“Ｈ”の期間中、クロック信号ＣＫ１
に同期してＲ・Ｇ・Ｂ毎にＲＡ〜ＲＨ、ＧＡ〜ＧＨ、Ｂ
Ａ〜ＢＨの各８ビットからなる表示データを取り込み、
ＲＡＭ１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂに与える。８ビッ
トの表示データが１ドットに対応し、２５５段階の明る
さを示す。ＲＡＭ１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂは、各
色毎の８ビットデータを３２ドット分記憶すると、階調
制御回路１０７へ出力する。階調制御回路１０７は、８
ビットの表示データに基づいて各ドット毎の点灯時間を
２５５階調で制御する。階調制御された点灯時間に基づ
いてデータ用ドライバ回路１０９は、それぞれの色につ
いて３２ドット分のＬＥＤチップ１０１ａを同時に駆動
する。

【０００４】一方、リセット信号ＲＥによってリセット
され、クロック信号ＣＫ１に同期する２段の４ビットカ
ウンタ１１１ａ，１１１ｂから出力される信号は、４対
１６デコーダ１１３を介してスキャン用ドライバ回路１
１５に入力される。スキャン用ドライバ回路１１５は、
それぞれの色についてデータ用ドライバ回路１０９によ
って３２ドット分のＬＥＤチップ１０１ａが駆動される
毎に、この３２ドット分のＬＥＤチップ１０１ａを順次
スキャンする。

【０００５】図７は、図６に示す階調制御型ＬＥＤ表示
器の表示部１０１のうちの赤（Ｒ）色のマトリクスの詳
細を示す構成図である。この赤（Ｒ）色のマトリクス
は、マトリクス状に配設された３２本のデータラインｐ
１〜ｐ３２と、１６本のスキャンラインｓ１〜ｓ１６と
の交差箇所にＬＥＤチップ１０１ａがそれぞれ接続され
て構成されている。データラインｐ１〜ｐ３２はデータ
用ドライバ回路１０９の出力に接続され、スキャンライ
ンｓ１〜ｓ１６はスキャン用ドライバ回路１１５の出力
に接続されている。実際の、図６に示す階調制御型ＬＥ
Ｄ表示器の表示部１０１では、赤（Ｒ）色のデータライ
ンｐ１に隣接して緑（Ｇ）色のデータラインｐ３３が配
置され、緑（Ｇ）色のデータラインｐ３３に隣接して青
（Ｂ）色のデータラインｐ６５が配置されている。すな
わち、赤（Ｒ）色のデータラインｐ１、緑（Ｇ）色のデ
ータラインｐ３３および青（Ｂ）色のデータラインｐ６
５で一組のデータラインセットを構成している。同様
に、赤（Ｒ）色のデータラインｐ２、緑（Ｇ）色のデー
タラインｐ３４および青（Ｂ）色のデータラインｐ６６
で他の一組のデータラインセットを構成している。こう
して、図６に示す階調制御型ＬＥＤ表示器の表示部１０
１は、全体としては９６本のデータラインが配置され、
赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色および青（Ｂ）色の３種のマト
リクスが重ねられている。

【０００６】図８は、図６に示した階調制御型ＬＥＤ表
示器の赤（Ｒ）色のマトリクス表示動作を簡単に説明す
るためのタイムチャートである。ｔ１での１パルスのリ
セット信号ＲＥで、４ビットカウンタ１１１ａ，１１１
ｂがリセットされる。ｔ２でセレクト信号ＳＥが“Ｈ”
となることにより、データ入力制御回路１０３が動作可
能となる。ｔ３で、図６では図示していないブライト信
号ＢＲが“Ｈ”となり、表示動作がＯＦＦとなる。

【０００７】ｔ４において、クロック信号ＣＫ１の１ク
ロック目が立ち上がる。この１クロック目から３２クロ
ック目の各クロックに同期して、赤色の８ビットデータ
がデータ入力制御回路１０３に取り込まれ、３２ドット
分の表示データ（図７における１行目の表示データｓ
１）がＲＡＭ１０５Ｒに記憶される。図８では省略して
いるが、この１クロック目から３２クロック目の各クロ
ックに同期して、緑色および青色の８ビットデータもデ
ータ入力制御回路１０３に取り込まれ、３２ドット分の
表示データが１０５Ｇ，１０５Ｂに記憶される。

【０００８】ｔ５からｔ６のブライト信号ＢＲが“Ｌ”
となる期間で、ＲＡＭ１０５Ｒに記憶された３２ドット
分の赤色の表示データｓ１が階調制御回路１０７で階調
制御され、データ用ドライバ回路１０９及びスキャン用
ドライバ回路１１５によって階調表示される（このｔ５
からｔ６のブライト信号ＢＲが“Ｌ”となる期間で、同
様にＲＡＭ１０５Ｇ，１０５Ｂに記憶された３２ドット
分の緑色および青色の表示データｓ１が階調制御回路１
０７で階調制御され、データ用ドライバ回路１０９及び
スキャン用ドライバ回路１１５によって階調表示され
る）。

【０００９】ｔ６からｔ７の期間ではｔ３からｔ５と同
様に、２行めの３２ドット分の赤色の表示データｓ２が
ＲＡＭ１０５Ｒに記憶され、ｔ７以降のブライト信号Ｂ
Ｒが“Ｌ”となる期間で階調表示される。以後、同様に
して、３２ドット毎の記憶と表示が表示データｓ１６ま
で繰り返される。ｔ８でセレクト信号ＳＥが“Ｌ”とな
ることにより、ｓ１６が階調表示されて、データ入力制
御回路１０３の動作が終了する。

【００１０】図９に、図６に示したデータ用ドライバ回
路１０９を構成する単位回路の回路図を示す。すなわ
ち、データ用ドライバ回路１０９は、図９に示す２段の
バイポーラトランジスタ１１７，１１９、第１のベース
抵抗１２１，バイパス抵抗１２３、電流制限抵抗１２
４、及び第２のベース抵抗１２５からなる単位回路が３
２×３＝９６個設けられて構成されている。入力端子１
２７は階調制御回路１０７と、出力端子１２９は図７で
示した各データラインｐ１〜ｐ９６と接続される。

【００１１】入力端子１２７に、階調制御回路１０７で
階調制御された“Ｈ”の表示データが入力されると、第
１のベース抵抗１２１を介してｎｐｎトランジスタ１１
７にベース電流が供給され、このｎｐｎトランジスタ１
１７がオンする。これにより、電源から抵抗１２３、第
２のベース抵抗１２５、及びｎｐｎトランジスタ１１７
を介して電流が流れるので、ｐｎｐトランジスタ１１９
がオンし、出力端子１２９が“Ｈ”となってデータライ
ンｐ１〜ｐ９６が活性化される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図１０は、図６に示し
た階調制御回路１０７において２５５階調に制御された
８ビットの各表示データに対する点灯時間を示してい
る。理想的には点線で示すように、立ち下がり時間、立
ち上がり時間が共に遅れないことであるが、実線で示す
ように立ち上がり時間がαだけ遅れるのが現状である。
この立ち上がり時間αは、代表的には１乃至２マイクロ
秒のオーダーである。

【００１３】これは、図９で示した、データ用ドライバ
回路１０９を構成するｐｎｐトランジスタ１１９のオフ
特性が悪いためである。つまり、第２のベース抵抗１２
５が小さく、ｐｎｐトランジスタ１１９が、飽和領域に
振り込まれる動作をすることによって大きなベース電流
がｐｎｐトランジスタ１１９に流れるために、少数キャ
リアの蓄積効果が生じるのが原因である。

【００１４】図１０から分かるように、ターンオフ時間
αはどの階調レベルの表示データに対しても一定であ
る。階調制御型ＬＥＤ表示器では２５５段階の点灯時間
でＬＥＤチップを駆動しているが、低階調レベル（１〜
７階調程度）では、点灯時間に対するターンオフ時間α
の割合が相対的に大きくなる。最も低階調レベル（１階
調）の点灯時間は、０．１〜０．５マイクロ秒程度であ
る。したがって、従来の階調制御型ＬＥＤ表示器では低
階調レベルの明暗の違いが明瞭とならず、所望の輝度が
表示されないこととなる。この結果、図１１で示すよう
に、低階調レベルの表示データに対する相対輝度はリニ
アリティが悪くなる。

【００１５】このように、従来の階調制御型ＬＥＤ表示
器では、低階調レベルのコントラストが悪く、相対輝度
のリニアリティが悪いという問題点がある。この相対輝
度のリニアリティを改善するにはｐｎｐトランジスタ１
１９のオフ特性を改善すればよい。オフ特性を改善する
方法として、単純に、すべてのベース抵抗１２５を一律
に大きくする方法が考えられるかも知れない。しかし、
多数のＬＥＤチップをマトリクス状に配置したディスプ
レイ・ユニットは、一般に発熱する電子部品が限られた
面積内に密集する構造であるため、全体としての発熱量
の考慮が必要である。トランジスタの動作点を「飽和領
域」から外し「活性領域」に設定すれば、トランジスタ
のコレクタ電圧Ｖ_CEが高くなり、トランジスタの発熱量
は増大する。したがって、マトリクス回路に接続されて
いるトランジスタ１１９を、常時活性領域で駆動すると
すれば、ディスプレイ・ユニット全体としての発熱量は
極めて大きな値となる。この結果、ディスプレイ・ユニ
ットの信頼性に新たな問題が生じる。また、安定動作の
ために、電流制限抵抗１２４の値を大きくすることも必
要になるため、電源電圧を高くせざるを得ず、一般的に
は、更に消費電力の増加をもたらす。この結果、ディス
プレイ・ユニットの信頼性が、さらに、失われる事態に
至る。したがって、単純にベース抵抗１２５を大きくす
る方法は、好ましくない。

【００１６】本発明は以上のような問題に鑑みて成され
たものであり、その目的は、低階調レベルの表示データ
に対する相対輝度のリニアリティが良く、暗い領域にお
ける明暗のコントラストが改善された階調制御型ＬＥＤ
表示器を提供することである。

【００１７】本発明の他の目的は、発熱量が少なく信頼
性の高い階調制御型ＬＥＤ表示器を提供することであ
る。

【００１８】本発明のさらに他の目的は、ＬＥＤ表示器
における低階調レベルの表示データに対する相対輝度の
リニアリティを良くし、暗い領域における明暗のコント
ラストを改善することができる階調制御の方法を提供す
ることである。

【００１９】本発明のさらに他の目的は、発熱量が少な
く信頼性の高いＬＥＤの階調制御の方法を提供すること
である。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、（ａ）ＬＥＤチップをマトリクス状に配置
した表示部；（ｂ）複数ビットからなる表示データを取
り込むデータ入力制御回路；（ｃ）取り込まれた表示デ
ータのビットデータに応じて、それぞれのＬＥＤチップ
の点灯時間を数段階に階調制御する階調制御回路；
（ｄ）少くともトランジスタを含み、階調制御された点
灯時間に基づいてそれぞれのＬＥＤチップを駆動するデ
ータ用ドライバ回路；（ｅ）表示データに応じて、デー
タ用ドライバ回路中のトランジスタのベース電流を選択
するベース電流制御回路；および（ｆ）データ用ドライ
バ回路によって、一のスキャンライン上を順次駆動され
たＬＥＤチップが所定のデータライン数に達する毎に、
次のスキャンラインを順次スキャンして、ＬＥＤチップ
を順次点灯するスキャン回路を少なくとも有する階調制
御型ＬＥＤ表示器であることを第１の特徴とする。「表
示データに応じて、データ用ドライバ回路中のトランジ
スタのベース電流を選択する」とは、たとえば、大小２
通りのデータ用ドライブ回路を構成するトランジスタの
ベース電流を用意し、表示データの上位の数ビットが全
て０か否かによって、ベース電流をベース電流制御回路
を用いて選択すれば良い。

【００２１】本発明の第１の特徴によれば、「上位数ビ
ットが全て０か否か」などの表示データの内容によっ
て、データ用ドライブ回路を構成するトランジスタのベ
ース電流を選択するので、低階調レベルでのベース電流
を高階調レベルのベース電流より小さくすることがで
き、低階調レベルの時のみのトランジスタのオフ特性を
改善することができる。すなわち低階調レベルの時のみ
におけるトランジスタの動作点を飽和領域に振り込まな
いようにして、トランジスタのベース領域に対する過剰
な少数キャリアの注入を抑制出来る。このため、少数キ
ャリアの蓄積効果が生じないため、低階調レベルにおけ
る駆動時のみのターンオフ時間を短くすることができ
る。したがって、点灯時間が短くなっても各階調レベル
の点灯時間の相違が明確であるため、暗い部分における
コントラストが明瞭となる。

【００２２】より具体的には第１の特徴において、ベー
ス電流制御回路は、２種類の抵抗値の異なるベース抵抗
を用意し、この２種類の抵抗値の異なるベース抵抗のい
ずれかを選択可能であるように構成すればよい。即ち、
リニアリティ調整回路によって上位数ビットが全て０で
あると検出された場合は抵抗値の大きい方のベース抵抗
を選択し、上位数ビットのいずれかが１であると検出さ
れた場合は他方のベース抵抗を選択するようにすればよ
い。このように２種類の抵抗値の異なるベース抵抗を選
択可能にして、低階調レベルの時のみ抵抗値の大きい方
のベース抵抗を選択すれば、低階調レベルの時のみター
ンオフ時間を短縮することができる。

【００２３】たとえば表示データを８ビットからなるデ
ータとし、リニアリティ調整回路は、８ビットからなる
表示データの上位５ビットを検出すれば、２５５階調の
表示データの内の低階調レベルとなる１〜７階調の時の
み、明暗のコントラストを改善することができる。

【００２４】より一般的に、表示データが、

【数１】 通りの階調レベルを示す複数ビット（Ｎ≧７）からなる
データである場合には、リニアリティ調整回路により、
最下位ビットから数えて、この表示データの４ビット以
上のビットを検出すれば、

【数２】 階調の内の低階調レベルとなる１〜７階調の時のみ、明
暗のコントラストを改善することができる。

【００２５】本発明の第２の特徴は、マトリクス状に配
置されたＬＥＤチップのそれぞれを所定の点灯時間で点
灯するための表示データのうちの上位数ビットがすべて
０であるか否かを検出するステップと；この検出結果に
応じて、マトリクスを構成する所定の数のデータライン
を駆動するためのデータ用ドライバ回路中のトランジス
タのベース電流を制御しながらこのトランジスタをＯＮ
／ＯＦＦするステップと；マトリクスを構成するデータ
ラインの所定の数が駆動される毎にマトリクスのスキャ
ンラインを順次スキャンするステップとを少なくとも有
する階調型ＬＥＤ表示器の制御方法であることである。

【００２６】本発明の第２の特徴によれば、第１の特徴
と同様に、表示データの上位数ビットが全て０か否かに
よって、データ用ドライブ回路を構成するトランジスタ
のベース電流を選択して、低階調レベルの時のみトラン
ジスタの動作点を飽和領域に振り込まないようにでき
る。すなわち、トランジスタのベース領域に対する過剰
な少数キャリアの注入を抑制し、少数キャリアの蓄積効
果が生じないようにして、低階調レベルにおける駆動時
のみのターンオフ時間を短くすることができる。したが
って、点灯時間が短くなっても各階調レベルの点灯時間
の相違が明確であるため、暗い部分における所望のコン
トラストを得ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一
又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
図１は、本発明の実施の形態に係る階調制御型ＬＥＤ表
示器の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形
態に係る階調制御型ＬＥＤ表示器は、ＬＥＤチップ１ａ
をマトリクス状に配置した表示部１と；複数ビットから
なる表示データを取り込むデータ入力制御回路３と；取
り込まれた表示データのビットデータに応じて表示部１
のＬＥＤチップ１ａの点灯時間を数段階に階調制御する
階調制御回路９と；少くともトランジスタを含み、階調
制御された点灯時間に基づいて表示部１のＬＥＤチップ
１ａを駆動するデータ用ドライバ回路１３と；表示デー
タに応じてデータ用ドライバ回路１３中のトランジスタ
のベース電流を選択するベース電流制御回路（７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂ，１１）と；データ用ドライバ回路１３によっ
て駆動されたＬＥＤチップ１ａが所定数に達する毎に、
ＬＥＤチップ１ａを順次スキャンするスキャン回路（１
５ａ，１５ｂ，１７，１９）とから少なくとも構成され
ている。ここで、ベース電流制御回路は、データ入力制
御回路３によって取り込まれた表示データ中の上位数ビ
ットが全て０か否かを検出するリニアリティ調整回路７
Ｒ，７Ｇ，７Ｂと、２種類の抵抗値の異なるベース抵抗
を備え、リニアリティ調整回路７Ｒ，７Ｇ，７Ｂによっ
て上位数ビットが全て０であると検出された場合は抵抗
値の大きい方のベース抵抗を選択し、上位数ビットのい
ずれかが１であると検出された場合は他方のベース抵抗
を選択するベース抵抗選択回路１１とを有する。さら
に、データ入力制御回路３と階調制御回路９との間には
記憶装置（５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ）が配置されている。

【００２８】図１において、表示部１には、Ｒ・Ｇ・Ｂ
の３原色のＬＥＤチップ１ａがそれぞれ１６×３２ドッ
トのマトリクスを構成し、この３つのマトリクスが重畳
的に配置されている（図７参照）。データ入力制御回路
３は、セレクト信号ＳＥが“Ｈ”の期間中、クロック信
号ＣＫ１に同期してＲ・Ｇ・Ｂ毎にＲＡ〜ＲＨ、ＧＡ〜
ＧＨ、ＢＡ〜ＢＨの各８ビットからなる表示データを取
り込み、記憶装置としてのＲＡＭ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ及び
リニアリティ調整回路７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに与える。ここ
で、８ビットの表示データはＬＥＤチップ１ａの１ドッ
トに対応し、ビットデータによって２５５段階の明るさ
を示す。

【００２９】ＲＡＭ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、各色毎の８ビ
ットデータを３２ドット分記憶すると、階調制御回路９
へ出力する。階調制御回路９は、８ビットの表示データ
に基づいて各ドット毎の点灯時間を２５５階調で制御す
る。

【００３０】リニアリティ調整回路７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ
は、８ビットの表示データ中の上位５ビットが全て０か
否かを検出し、検出結果に応じた信号をベース抵抗選択
回路１１へ供給する。ベース抵抗選択回路１１は、図２
に示すように、ベース端子を階調制御回路９に電気的に
結合し、エミッタ端子を接地レベルに接続し、コレクタ
端子に第１のベース抵抗２９ａと第１のスイッチ３１ａ
とからなる第１の直列回路と、第１のベース抵抗２９ａ
よりも大きな第２のベース抵抗２９ｂと第２のスイッチ
３１ｂとからなる第２の直列回路との並列回路を接続し
たｎｐｎトランジスタ２５を有する。ｎｐｎトランジス
タ２５のベース端子は抵抗２７を介して入力端子３５に
接続されている。そして、ベース抵抗選択回路１１
は、、リニアリティ調整回路７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから供給
された信号に応じて第１のベース抵抗２９ａ又は第２の
抵抗２９ｂのいずれか一方のベース抵抗を選択すること
が可能である。階調制御回路９で階調制御された表示デ
ータは、このベース抵抗選択回路１１を介してデータ用
ドライバ回路１３へ出力される。

【００３１】データ用ドライバ回路１３は、ベース抵抗
選択回路１１から出力された表示データの基づき、各色
につき、３２ドット部のＬＥＤチップ１ａを同時に駆動
する。一方、リセット信号ＲＥによってリセットされ、
クロック信号ＣＫ１に同期する２段の４ビットカウンタ
１５ａ，１５ｂから出力される信号は、４対１６デコー
ダ１７を介してスキャン用ドライバ回路１９に入力され
る。スキャン用ドライバ回路１９は、データ用ドライバ
回路１３によって、各色につき、３２ドット分のＬＥＤ
チップ１ａが駆動される毎に、この３２ドット分のＬＥ
Ｄチップ１ａを順次スキャンする。

【００３２】図３に、本発明の特徴となる赤色のリニア
リティ調整回路７Ｒとベース抵抗選択回路１１を含む、
データ入力制御回路３からデータ用ドライバ回路１３ま
での詳細な構成を示す。図３において、リニアリティ調
整回路７Ｒは、上位５ビット検出回路２１及び２段の４
対１６デコーダ２３ａ，２３ｂから構成されている。上
位５ビット検出回路２１は、データ入力制御回路３から
与えられた８ビットの赤色の表示データの内、上位５ビ
ットが全て０か否かを検出し、検出結果に応じた４ビッ
トデータを４対１６デコーダ２３ａ，２３ｂへそれぞれ
提供する。これにより、２５５階調の内の低階調レベル
となる１〜７階調の赤色の表示データとこれ以外の階調
レベルでの赤色の表示データとで、４対１６デコーダ２
３ａ，２３ｂへ提供されるデータが異なる。４対１６デ
コーダ２３ａ，２３ｂは、提供された４ビットデータを
それぞれ１６ビットに変換し、計３２ビットの赤色の信
号として３２個のベース抵抗選択回路１１へ１ビットず
つ供給する。

【００３３】図２に示したベース抵抗選択回路１１にお
いて、第１のベース抵抗２９ａは従来と同様な小さい抵
抗値、第２のベース抵抗２９ｂは１〜７階調の時のみ選
択される大きい抵抗値である。また、第１のスイッチ３
１ａ，第２のスイッチ３１ｂは、４対１６デコーダ２３
ａ，２３ｂから供給される信号に応じていずれか一方の
みがオンするようになっている。ベース抵抗選択回路１
１の入力端子３５は階調制御回路９に接続される。また
出力端子３６は図３に示すように、データ用ドライバ回
路１３と接続される。図７で示した赤色のデータライン
ｐ１〜ｐ３２に対応して、３２個の赤色のベース抵抗選
択回路１１が設けられている。

【００３４】上位５ビット検出回路２１によって、上位
５ビットが全て０であると検出された場合は、これを示
す信号が４対１６デコーダ２３ａ，２３ｂを介して供給
されて第２のスイッチ３１ｂがオンされるため、抵抗値
が大きい第２のベース抵抗２９ｂのみが選択される。上
位５ビットのいずれかが１であると検出された場合は、
逆に第１のスイッチ３１ａがオンされ、抵抗値が小さい
第１のベース抵抗２９ａが選択される。階調制御回路９
によって階調制御された赤色の表示データは、３２個の
ベース抵抗選択回路１１で選択された第１のベース抵抗
２９ａあるいは第２のベース抵抗２９ｂを介して３２個
の赤色のデータ用ドライバ回路１３へそれぞれ出力され
る。３２個の赤色のデータ用ドライバ回路１３は、それ
ぞれ図３で示すように、ｐｎｐトランジスタ３７とバイ
パス抵抗３９と電流制限抵抗１２４とから少なくとも構
成され、それぞれの出力端子ｏ１〜ｏ３２はデータライ
ンｐ１〜ｐ３２と１対１で接続される。それぞれのベー
ス抵抗選択回路１１から出力された赤色の表示データに
基づき、それぞれの出力端子ｏ１〜ｏ３２が“Ｈ”とな
って赤色のデータラインｐ１〜ｐ３２を活性化し、３２
ドット分の赤色のＬＥＤチップ１ａを同時に駆動する。

【００３５】このように、本発明の実施の形態における
階調制御型ＬＥＤ表示器及びその制御方法によれば、リ
ニアリティ調整回路７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ及び、各色につき
３２個のベース抵抗選択回路１１を設け、８ビットの表
示データ中の上位５ビットが全て０か否かを検出し、検
出結果に応じて２種類の抵抗値の異なる第１のベース抵
抗２９ａおよび第２のベース抵抗２９ｂの内、いずれか
一方のベース抵抗をそれぞれのベース抵抗選択回路１１
が選択可能とした。これにより、上位５ビットが全て０
であると検出された場合、即ち表示データが２５５階調
の内の低階調レベルとなる１〜７階調の場合にのみ、大
きい抵抗値の第２のベース抵抗２９ｂを選択するので、
データ用ドライバ回路１３のｐｎｐトランジスタ３７に
流れるベース電流が小さくなる。すなわち、低階調レベ
ルの時のみに限って、ｐｎｐトランジスタ３７の動作点
を飽和領域に振り込まないようにして、ｐｎｐトランジ
スタ３７のベース領域に対する過剰な少数キャリアの注
入を抑制出来る。このため、少数キャリアの蓄積効果が
抑制され、ターンオフ時間が短縮される。この結果、図
４に示すように、１〜７階調の場合のみ、理想的な点灯
時間に近いターンオフ特性になり、立ち上がり時間が改
善されるので、１〜７階調での暗さの違いを明瞭にで
き、所望の暗さを表示することが可能となる。トランジ
スタの動作点を「飽和領域」から外し「活性領域」に設
定すれば、トランジスタのコレクタ電圧Ｖ_CEが高くな
り、トランジスタの発熱量は増大するが、低階調レベル
の時のみに限って動作点を「活性領域」に設定している
ので全体としての発熱量を抑えることが出来る。

【００３６】表示データに対する相対輝度を表すグラフ
を図５に示す。従来技術における図１１と比較して、図
５では低階調レベルの表示データに対する相対輝度のリ
ニアリティが改善されており、暗い領域における表示で
のコントラストが良くなる。

【００３７】なお、上記の実施の形態では、表示データ
を８ビットデータとし、上位５ビットを検出する例を示
したが、これに限ら無いことは勿論である。たとえば、
本発明は、７ビット又は９ビットの表示データに適用し
ても、上述した８ビットデータの場合と同様な効果が得
られる。すなわち、より一般的には、表示データを

【数３】 が最大値となる複数ビット（Ｎビット）データとし、最
下位ビットから数えて４ビット以上の上位ビットを検出
できるようにすることにより、種々の階調数のＬＥＤ表
示器にも対応させることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上、本発明によれば、低階調レベルの
場合の表示データに対する相対輝度のリニアリティが良
く、暗い領域における明暗のコントラストが改善された
階調制御型ＬＥＤ表示器を提供することができる。

【００３９】また、本発明によれば、暗い領域における
明暗のコントラストを改善すると同時に、ＬＥＤ表示器
中での発熱量の増大を抑え、信頼性の高い階調制御型Ｌ
ＥＤ表示器を提供することができる。

【００４０】さらに、本発明によれば、低階調レベルの
場合の表示データに対する相対輝度のリニアリティを良
くし、暗い領域における明暗のコントラストを改善した
階調制御型ＬＥＤ表示器の制御方法を提供することがで
きる。

【００４１】さらに、本発明によれば、暗い領域におけ
る明暗のコントラストを改善すると同時に、ＬＥＤ表示
器中での発熱量の増大を抑え、信頼性の高い階調制御型
ＬＥＤ表示器の制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による階調制御型ＬＥＤ表
示器の構成を示すブロック図である。

【図２】図１で示したベース抵抗選択回路の詳細な回路
図である。

【図３】図１で示したデータ入力制御回路からデータ用
ドライバ回路までの構成を、各データライン毎に示す示
す詳細なブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る階調制御型ＬＥＤの
各表示データにおける点灯用パルスの時間応答を示す図
である。

【図５】本発明の実施の形態に係る階調制御型ＬＥＤ表
示器における階調レベルに対する相対輝度の関係を示す
リニアリティグラフである。

【図６】従来の階調制御型ＬＥＤ表示器の構成を示すブ
ロック図である。

【図７】図６で示した従来の階調制御型ＬＥＤ表示器の
表示部の赤色のマトリクスの詳細な構成図である。

【図８】図６に示した従来の階調制御型ＬＥＤ表示器の
表示動作を説明するためのタイムチャートである。

【図９】図６で示したデータ用ドライバ回路を構成する
単位回路を示す図である。

【図１０】従来の階調制御型ＬＥＤ表示器の各表示デー
タにおける点灯用パルスの時間応答を示す図である。

【図１１】従来の階調制御型ＬＥＤ表示器における階調
レベルに対する相対輝度の関係を示すリニアリティグラ
フである。

【符号の説明】

１ 表示部 １ａ ＬＥＤチップ ３ データ入力制御回路 ５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ 記憶装置 ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ リニアリティ調整回路 ９ 階調制御回路 １１ ベース抵抗選択回路 １３ データ用ドライバ回路 １５ａ，１５ｂ ４ビットカウンタ １７，２３ａ，２３ｂ ４対１６デコーダ １９ スキャン用ドライバ回路 ２１ 上位５ビット検出回路 ２５ ｎｐｎトランジスタ ２７ 抵抗 ２９ａ 第１のベース抵抗 ２９ｂ 第２のベース抵抗 ３１ａ 第１のスイッチ ３１ｂ 第２のスイッチ ３５ 入力端子 ３６ 出力端子 ３７ ｐｎｐトランジスタ ３９ バイパス抵抗 １２４ 電流制限抵抗 ＳＥ セレクト信号 ＲＥ リセット信号 ＣＫ１ クロック信号 ＲＡ〜ＲＨ、ＧＡ〜ＧＨ、ＢＡ〜ＢＨ 表示データ ｏ１〜ｏ３２ 出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−46022（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−267589（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−134486（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−319787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−121492（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−30231（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−328511（ＪＰ，Ａ) 実公 昭53−31698（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 3/00 - 3/38 H04N 5/66 - 5/74

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスキャンラインと、該複数のスキ
   ャンラインに直交する複数のデータラインとの交差箇所
   にそれぞれＬＥＤチップを接続することにより、該ＬＥ
   Ｄチップをマトリクス状に配置した表示部と、 取り込まれた表示データのビットデータに応じて前記Ｌ
   ＥＤチップの点灯時間を数段階に階調制御する階調制御
   回路と、 複数ビットからなる表示データを取り込むデータ入力制
   御回路と、前記表示データ中の上位数ビットが全て０か否かを検出
   するリニアリティ調整回路、及び第１のベース抵抗と該
   第１のベース抵抗より抵抗値の大きい第２のベース抵抗
   とを有し、前記リニアリティ調整回路によって前記上位
   数ビットのいずれかが１であると検出された場合は前記
   第１のベース抵抗を選択し、前記上位数ビットが全て０
   であると検出された場合は前記第２のベース抵抗を選択
   するベース抵抗選択回路とを備え、 前記表示データに応
   じて、電流値の異なる２種類のベース電流を生成するベ
   ース電流制御回路と、 前記２種類のベース電流で駆動されるトランジスタを含
   み、前記２種類のベース電流に対応した２種類のコレク
   タ電流のいずれかを、階調制御されたそれぞれの点灯時
   間内に出力し、前記ＬＥＤチップを駆動するデータ用ド
   ライバ回路と、 該データ用ドライバ回路による前記複数のデータライン
   の駆動に合わせて、前記複数のスキャンラインを順次ス
   キャンするスキャン回路とを備えたことを特徴とする階
   調制御型ＬＥＤ表示器。
2. 【請求項２】 前記表示データは８ビットからなるデー
   タであり、前記リニアリティ調整回路は、８ビットから
   なる表示データの上位５ビットを検出することを特徴と
   する請求項１に記載の階調制御型ＬＥＤ表示器。
3. 【請求項３】 前記表示データは、複数ビット（Ｎ≧
   ７）からなるデータであり、前記リニアリティ調整回路
   は、該複数ビットの表示データのうちの最下位ビットか
   ら数えて４ビット以上のビットを検出することを特徴と
   する請求項１又は２記載の階調制御型ＬＥＤ表示器。
4. 【請求項４】 前記リニアリティ調整回路は前記上位ビ
   ットを検出する上位ビット検出回路と、該上位ビット検
   出回路の検出結果信号を前記マトリクスのデータライン
   の本数分の信号に変換するデコーダから構成されている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の階調制御型ＬＥ
   Ｄ表示器。
5. 【請求項５】 前記ベース抵抗選択回路は、 ベース端子を前記階調制御回路に電気的に結合し、 エミッタ端子を接地レベルに接続し、 コレクタ端子に、前記第１のベース抵抗と第１のスイッ
   チとからなる第１の直列回路と、前記第２のベース抵抗
   と第２のスイッチとからなる第２の直列回路との並列回
   路を接続した ｎｐｎトランジスタを更に有することを特徴とする請求
   項１〜４のいずれか１項に記載の階調制御型ＬＥＤ表示
   器。
6. 【請求項６】 複数のスキャンラインと、該複数のスキ
   ャンラインに直交する複数のデータラインとの交差箇所
   にそれぞれＬＥＤチップを接続することにより、マトリ
   クス状に配置された前記ＬＥＤチップのそれぞれを所定
   の点灯時間と点灯電流で点灯するための表示データのう
   ちの上位数ビットがすべて０であるか否かを検出するス
   テップと、前記上位数ビットのいずれかが１であると検出された場
   合は第１のベース抵抗を選択し、前記上位数ビットが全
   て０であると検出された場合は前記第１のベース抵抗よ
   り抵抗値の大きい第２のベース抵抗を選択することによ
   り、電流値の 異なる２種類のベース電流を生成するステ
   ップと、 該２種類のベース電流で前記データラインを駆動するた
   めのデータ用ドライバ回路中のトランジスタを駆動し、
   前記２種類のベース電流に対応した２種類のコレクタ電
   流を前記点灯電流とし、前記点灯電流のいずれかを、階
   調制御されたそれぞれの点灯時間内に出力するステップ
   と、 該データラインの駆動に合わせて、前記複数のスキャン
   ラインを順次スキャンするステップを含むことを特徴と
   する階調制御型ＬＥＤ表示器の制御方法。
7. 【請求項７】 前記表示データは、複数ビット（Ｎ≧
   ７）からなるデータであり、前記リニアリティ調整回路
   は、該複数ビットの表示データのうちの最下位ビットか
   ら数えて４ビット以上のビットを検出することを特徴と
   する請求項６記載の階調制御型ＬＥＤ表示器の制御方
   法。