JP3733023B2 - 発光装置の駆動回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は発光装置の駆動回路に関し、特に、ＧａＮ系発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）を使用した文字情報や映像情報などを表示可能なＬＥＤディスプレイユニットを駆動する発光装置の駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、各画素に赤と黄緑の発光色のＬＥＤを設けることにより、赤と黄緑の単色発光とこれらを組合せた混合色（オレンジ）の発光が可能になるダイナミック駆動方式のＬＥＤ表示装置の一例を示すブロック図であり、図４は図３のＬＥＤマトリクスの回路図である。
【０００３】
図３に示すＬＥＤ表示装置に用いるＬＥＤマトリクス３は１６×１６ドット構成による２５６画素にそれぞれ赤色と黄緑色のＬＥＤをマトリクス状に配置したものである。すなわち、図４に示すように、横方向に１６本のＸ軸ライン１ａが設けられるとともに、このＸ軸ライン１ａに直交する縦方向に１６本ずつの赤と黄緑のＹＲ軸ライン１ｂとＹＧ軸ライン１ｃが設けられている。そして、このＸ軸とＹＲ軸ラインの交差部には赤色ＬＥＤ１ｄが接続され、Ｘ軸とＹＧ軸ラインの交差部には黄緑色ＬＥＤ１ｅがそれぞれ接続されている。
【０００４】
このようなＬＥＤマトリクス３は図３に示す構成によって表示駆動される。すなわち、シフトレジスタ／ドライバ４にはクロック信号に同期してＲデータが入力され、シフトレジスタ／ドライバ５にはＧデータが入力される。そして、シフトレジスタ／ドライバ４，５に所定数のデータが入力されるとラッチ信号によってシフトレジスタに入力データがラッチされ、定電流ドライバによってＬＥＤが駆動される。このとき、該当するＸ軸ラインを指定するために、アドレス信号Ａ０〜Ａ３が入力され、デコーダ１でデコードされた後、ドライバ２によって指定されたＸ軸ラインが駆動される。
【０００５】
この動作を１６ライン繰返すことにより１画面の表示が行われる。また、この画面を１００〜２００回／秒繰返すことにより、ちらつきのない安定した表示をすることが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＧａＮ系などの化合物半導体は、逆方向に印加される電圧に対して弱く、半導体層が破壊されることがある。ＧａＮ系化合物半導体は、その逆方向耐圧が５０Ｖ程度と低く、逆方向の印加電圧に対して特に破壊しやすい。
【０００７】
また、外部からサージ電圧などの大きな電圧が印加される場合、ＧａＮ系半導体では順方向電圧でも１５０Ｖ程度で破壊されやすい問題がある。このため、外部から静電気が印加されないような保護処理を施さずにユニットを取扱うと、内部のＧａＮ系ＬＥＤが破壊されてしまうという問題があり、そのための対策が必要となる。
【０００８】
図５はＬＥＤに対して保護用のツェナダイオードを並列接続した例を示す回路図である。この図５に示した例では、図４に示したＬＥＤ１ｄ，１ｅのうちの一方の系統のみを示している。各ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ３３にはツェナダイオードＺ１１〜Ｚ３３が並列接続され、ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ３３は駆動用のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３，ＴＲ５〜ＴＲ７によって駆動される。
【０００９】
ツェナダイオードＺ１１〜Ｚ３３は外部から加えられるサージ電圧などの大きな電圧をＬＥＤ１１〜ＬＥＤ３３に加わらないようにバイパスさせるためのものである。これにより、外部からのサージ電圧などの大きな電圧によるＬＥＤの破壊を防止できる。
【００１０】
しかしながら、図５に示すたとえばＬＥＤ２２を点灯するためにトランジスタＴＲ２およびＴＲ５をオンにすると、矢印Ａで示すようにツェナダイオードＺ１１を介してリーク電流が流れ、ＬＥＤ２２が点灯するのみでなく、ＬＥＤ２１とＬＥＤ１２も微点灯するという問題を生じる。しかも、各ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ３３に対してツェナダイオードＺ１１〜Ｚ３３を接続するため、ＬＥＤと同数のツェナダイオードが必要となってしまう。
【００１１】
それゆえに、この発明の主たる目的は、保護用のツェナダイオードの数を少なくし得る発光装置の駆動回路を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る発光装置の駆動回路は、ドットマトリクス状に配列されたＧａＮ系発光ダイオードを駆動するための駆動回路であって、ドットマトリクス状に配列された各列の発光ダイオードのアノード側共通ラインと接地間にツェナダイオードを接続したことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明に係る発光装置の駆動回路は、ドットマトリクス状に配列されたＧａＮ系発光ダイオードを駆動するための駆動回路であって、ドットマトリクス状に配列された各行の発光ダイオードのカソード側共通ラインと電源端子との間にツェナダイオードを接続したことを特徴とする。
【００１６】
このように各発明は、各発光ダイオードに対して並列にツェナダイオードを接続するものに比べて、ツェナダイオードの数を大幅に削減することができ、部品点数が少なくなることにより回路規模を小さくすることができ、実装工数も低減できる。
【００１７】
また、ツェナダイオードの順方向電圧はＧａＮ系発光ダイオードの逆方向電圧より小さく、ツェナダイオードの逆方向ブレーク電圧はＧａＮ系発光ダイオードの順方向破壊電圧よりも小さいことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態のドットマトリクスを示す回路図である。
【００２０】
図１において、ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４が４行（Ｎ行），４列（Ｍ列）のマトリクス状に配列されており、各行に対応してドライバ用のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ４のコレクタが接続されており、各列に対応してドライバ用のトランジスタＴＲ５〜ＴＲ８のコレクタが接続される。トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４の各エミッタにはＬＥＤ電源電圧ＶLEDが供給されている。トランジスタＴＲ５〜ＴＲ８のエミッタは接地されている。
【００２１】
なお、図１においてＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４は赤色または黄緑色のＬＥＤの一方のみを示しており、他方は図示を省略している。
【００２２】
ＬＥＤ電源電圧ＶLEDの供給端子と接地間にはツェナダイオードＺ１が接続されている。このツェナダイオードＺ１は表示装置の電源ラインからドットマトリクスユニットに混入するサージを接地側に逃がす機能を果たす。
【００２３】
また、各ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４のアノードの共通ラインと接地間にツェナダイオードＺ２〜Ｚ５を接続すれば、アノードのＸ軸共通ラインにサージが混入しても、ツェナダイオードＺ２〜Ｚ５を介してサージを接地側に逃がすことができる。
【００２４】
さらに、各ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４のカソードの共通ラインとＬＥＤ電源電圧ＶLEDの端子との間にツェナダイオードＺ６〜Ｚ９を接続することにより、Ｙ軸データラインにサージが混入してもツェナダイオードＺ６〜Ｚ９を介して電源端子側にサージ電圧を逃がすことができ、ＧａＮ系ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４を保護することができる。
【００２５】
しかも、ドライバ用トランジスタＴＲ１〜ＴＲ８で各行，各列を駆動しても、１つのＬＥＤのみが点灯し、図５に示したように他のＬＥＤが微点灯することはない。
【００２６】
図２はこの発明の他の実施形態を示すドットマトリクスの回路図である。図２において、Ｎ行，Ｍ列（４行，４列）のマトリクス状に配列さたＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４のうち、１行目Ｘ１と１列目Ｙ１，２行目Ｘ２と２列目Ｙ２，３行目Ｘ３と３列目Ｙ３，４行目Ｘ４と４列目Ｙ４の交点のＬＥＤ１１，２２，３３，４４に対して正逆に直列接続したツェナダイオードＺａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄが並列接続される。これにより、ある軸上ラインにサージ電圧が混入しても、ツェナダイオードＺａ〜Ｚｄを介して逃がすことができるため、ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４にサージ電圧が印加されることがなく、ＧａＮ系ＬＥＤを保護できる。
【００２７】
なお、この図２においても、ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４は赤色と黄緑色のＬＥＤの一方のみを示し、他方を省略している。
【００２８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ドットマトリクス状に配列された各列の発光ダイオードのアノード側共通ラインと接地間にツェナーダイオードを接続するか、各行の発光ダイオードのカソード側共通ラインと電源端子との間にツェナーダイオードを接続することにより、各発光ダイオードに対して並列にツェナダイオードを接続するものに比べて、ツェナダイオードの数を大幅に削減することができ、部品点数が少なくなることにより回路規模を小さくすることができ、実装工数も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態のドットマトリクスの回路図である。
【図２】 この発明の他の実施形態のドットマトリクスの回路図である。
【図３】 ダイナミック駆動方式の発光ダイオード表示装置の一例を示すブロック図である。
【図４】 図３に示した発光ダイオード表示装置のＬＥＤマトリクスの具体的な回路図である。
【図５】 ＬＥＤマトリクスの各発光ダイオードにツェナダイオードを並列接続した例を示す回路図である。
【符号の説明】
ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４ 発光ダイオード、ＴＲ１〜ＴＲ４，ＴＲ５〜ＴＲ８
トランジスタ、Ｚ１〜Ｚ９，Ｚａ〜Ｚｄ ツェナダイオード。
【発明の属する技術分野】
この発明は発光装置の駆動回路に関し、特に、ＧａＮ系発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）を使用した文字情報や映像情報などを表示可能なＬＥＤディスプレイユニットを駆動する発光装置の駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、各画素に赤と黄緑の発光色のＬＥＤを設けることにより、赤と黄緑の単色発光とこれらを組合せた混合色（オレンジ）の発光が可能になるダイナミック駆動方式のＬＥＤ表示装置の一例を示すブロック図であり、図４は図３のＬＥＤマトリクスの回路図である。
【０００３】
図３に示すＬＥＤ表示装置に用いるＬＥＤマトリクス３は１６×１６ドット構成による２５６画素にそれぞれ赤色と黄緑色のＬＥＤをマトリクス状に配置したものである。すなわち、図４に示すように、横方向に１６本のＸ軸ライン１ａが設けられるとともに、このＸ軸ライン１ａに直交する縦方向に１６本ずつの赤と黄緑のＹＲ軸ライン１ｂとＹＧ軸ライン１ｃが設けられている。そして、このＸ軸とＹＲ軸ラインの交差部には赤色ＬＥＤ１ｄが接続され、Ｘ軸とＹＧ軸ラインの交差部には黄緑色ＬＥＤ１ｅがそれぞれ接続されている。
【０００４】
このようなＬＥＤマトリクス３は図３に示す構成によって表示駆動される。すなわち、シフトレジスタ／ドライバ４にはクロック信号に同期してＲデータが入力され、シフトレジスタ／ドライバ５にはＧデータが入力される。そして、シフトレジスタ／ドライバ４，５に所定数のデータが入力されるとラッチ信号によってシフトレジスタに入力データがラッチされ、定電流ドライバによってＬＥＤが駆動される。このとき、該当するＸ軸ラインを指定するために、アドレス信号Ａ０〜Ａ３が入力され、デコーダ１でデコードされた後、ドライバ２によって指定されたＸ軸ラインが駆動される。
【０００５】
この動作を１６ライン繰返すことにより１画面の表示が行われる。また、この画面を１００〜２００回／秒繰返すことにより、ちらつきのない安定した表示をすることが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＧａＮ系などの化合物半導体は、逆方向に印加される電圧に対して弱く、半導体層が破壊されることがある。ＧａＮ系化合物半導体は、その逆方向耐圧が５０Ｖ程度と低く、逆方向の印加電圧に対して特に破壊しやすい。
【０００７】
また、外部からサージ電圧などの大きな電圧が印加される場合、ＧａＮ系半導体では順方向電圧でも１５０Ｖ程度で破壊されやすい問題がある。このため、外部から静電気が印加されないような保護処理を施さずにユニットを取扱うと、内部のＧａＮ系ＬＥＤが破壊されてしまうという問題があり、そのための対策が必要となる。
【０００８】
図５はＬＥＤに対して保護用のツェナダイオードを並列接続した例を示す回路図である。この図５に示した例では、図４に示したＬＥＤ１ｄ，１ｅのうちの一方の系統のみを示している。各ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ３３にはツェナダイオードＺ１１〜Ｚ３３が並列接続され、ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ３３は駆動用のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３，ＴＲ５〜ＴＲ７によって駆動される。
【０００９】
ツェナダイオードＺ１１〜Ｚ３３は外部から加えられるサージ電圧などの大きな電圧をＬＥＤ１１〜ＬＥＤ３３に加わらないようにバイパスさせるためのものである。これにより、外部からのサージ電圧などの大きな電圧によるＬＥＤの破壊を防止できる。
【００１０】
しかしながら、図５に示すたとえばＬＥＤ２２を点灯するためにトランジスタＴＲ２およびＴＲ５をオンにすると、矢印Ａで示すようにツェナダイオードＺ１１を介してリーク電流が流れ、ＬＥＤ２２が点灯するのみでなく、ＬＥＤ２１とＬＥＤ１２も微点灯するという問題を生じる。しかも、各ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ３３に対してツェナダイオードＺ１１〜Ｚ３３を接続するため、ＬＥＤと同数のツェナダイオードが必要となってしまう。
【００１１】
それゆえに、この発明の主たる目的は、保護用のツェナダイオードの数を少なくし得る発光装置の駆動回路を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る発光装置の駆動回路は、ドットマトリクス状に配列されたＧａＮ系発光ダイオードを駆動するための駆動回路であって、ドットマトリクス状に配列された各列の発光ダイオードのアノード側共通ラインと接地間にツェナダイオードを接続したことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明に係る発光装置の駆動回路は、ドットマトリクス状に配列されたＧａＮ系発光ダイオードを駆動するための駆動回路であって、ドットマトリクス状に配列された各行の発光ダイオードのカソード側共通ラインと電源端子との間にツェナダイオードを接続したことを特徴とする。
【００１６】
このように各発明は、各発光ダイオードに対して並列にツェナダイオードを接続するものに比べて、ツェナダイオードの数を大幅に削減することができ、部品点数が少なくなることにより回路規模を小さくすることができ、実装工数も低減できる。
【００１７】
また、ツェナダイオードの順方向電圧はＧａＮ系発光ダイオードの逆方向電圧より小さく、ツェナダイオードの逆方向ブレーク電圧はＧａＮ系発光ダイオードの順方向破壊電圧よりも小さいことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態のドットマトリクスを示す回路図である。
【００２０】
図１において、ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４が４行（Ｎ行），４列（Ｍ列）のマトリクス状に配列されており、各行に対応してドライバ用のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ４のコレクタが接続されており、各列に対応してドライバ用のトランジスタＴＲ５〜ＴＲ８のコレクタが接続される。トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４の各エミッタにはＬＥＤ電源電圧ＶLEDが供給されている。トランジスタＴＲ５〜ＴＲ８のエミッタは接地されている。
【００２１】
なお、図１においてＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４は赤色または黄緑色のＬＥＤの一方のみを示しており、他方は図示を省略している。
【００２２】
ＬＥＤ電源電圧ＶLEDの供給端子と接地間にはツェナダイオードＺ１が接続されている。このツェナダイオードＺ１は表示装置の電源ラインからドットマトリクスユニットに混入するサージを接地側に逃がす機能を果たす。
【００２３】
また、各ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４のアノードの共通ラインと接地間にツェナダイオードＺ２〜Ｚ５を接続すれば、アノードのＸ軸共通ラインにサージが混入しても、ツェナダイオードＺ２〜Ｚ５を介してサージを接地側に逃がすことができる。
【００２４】
さらに、各ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４のカソードの共通ラインとＬＥＤ電源電圧ＶLEDの端子との間にツェナダイオードＺ６〜Ｚ９を接続することにより、Ｙ軸データラインにサージが混入してもツェナダイオードＺ６〜Ｚ９を介して電源端子側にサージ電圧を逃がすことができ、ＧａＮ系ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４を保護することができる。
【００２５】
しかも、ドライバ用トランジスタＴＲ１〜ＴＲ８で各行，各列を駆動しても、１つのＬＥＤのみが点灯し、図５に示したように他のＬＥＤが微点灯することはない。
【００２６】
図２はこの発明の他の実施形態を示すドットマトリクスの回路図である。図２において、Ｎ行，Ｍ列（４行，４列）のマトリクス状に配列さたＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４のうち、１行目Ｘ１と１列目Ｙ１，２行目Ｘ２と２列目Ｙ２，３行目Ｘ３と３列目Ｙ３，４行目Ｘ４と４列目Ｙ４の交点のＬＥＤ１１，２２，３３，４４に対して正逆に直列接続したツェナダイオードＺａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄが並列接続される。これにより、ある軸上ラインにサージ電圧が混入しても、ツェナダイオードＺａ〜Ｚｄを介して逃がすことができるため、ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４にサージ電圧が印加されることがなく、ＧａＮ系ＬＥＤを保護できる。
【００２７】
なお、この図２においても、ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４は赤色と黄緑色のＬＥＤの一方のみを示し、他方を省略している。
【００２８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ドットマトリクス状に配列された各列の発光ダイオードのアノード側共通ラインと接地間にツェナーダイオードを接続するか、各行の発光ダイオードのカソード側共通ラインと電源端子との間にツェナーダイオードを接続することにより、各発光ダイオードに対して並列にツェナダイオードを接続するものに比べて、ツェナダイオードの数を大幅に削減することができ、部品点数が少なくなることにより回路規模を小さくすることができ、実装工数も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態のドットマトリクスの回路図である。
【図２】 この発明の他の実施形態のドットマトリクスの回路図である。
【図３】 ダイナミック駆動方式の発光ダイオード表示装置の一例を示すブロック図である。
【図４】 図３に示した発光ダイオード表示装置のＬＥＤマトリクスの具体的な回路図である。
【図５】 ＬＥＤマトリクスの各発光ダイオードにツェナダイオードを並列接続した例を示す回路図である。
【符号の説明】
ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ４４ 発光ダイオード、ＴＲ１〜ＴＲ４，ＴＲ５〜ＴＲ８
トランジスタ、Ｚ１〜Ｚ９，Ｚａ〜Ｚｄ ツェナダイオード。
Claims (3)
- ドットマトリクス状に配列されたＧａＮ系発光ダイオードを駆動するための駆動回路であって、
前記ドットマトリクス状に配列された各列の発光ダイオードのアノード側共通ラインと接地間にツェナダイオードを接続したことを特徴とする、発光装置の駆動回路。 - ドットマトリクス状に配列されたＧａＮ系発光ダイオードを駆動するための駆動回路であって、
前記ドットマトリクス状に配列された各行の発光ダイオードのカソード側共通ラインと電源端子との間にツェナダイオードを接続したことを特徴とする、発光装置の駆動回路。 - 前記ツェナダイオードの順方向電圧は前記ＧａＮ系発光ダイオードの逆方向電圧より小さく、前記ツェナダイオードの逆方向ブレーク電圧は前記ＧａＮ系発光ダイオードの順方向破壊電圧よりも小さいことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の発光装置の駆動回路。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000398016A JP3733023B2 (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 発光装置の駆動回路 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3733023B2 true JP3733023B2 (ja) | 2006-01-11 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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2000
- 2000-12-27 JP JP2000398016A patent/JP3733023B2/ja not_active Expired - Fee Related
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