JPWO2017029895A1 - Ｌｅｄ表示装置及び駆動装置 - Google Patents

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Abstract

ＬＥＤの消費電力を抑制可能な技術を提供することを目的とする。ＬＥＤ表示装置は、互いに異なる複数種類の電圧を供給可能な電圧供給部（４０），（５０）と、当該複数種類の電圧を用いて、ＬＥＤ表示部（１）を駆動する駆動部（５）とを備える。駆動部（５）は、点灯対象グループのＬＥＤアレイと、当該ＬＥＤアレイに並行して供給すべき複数種類の電圧との組み合わせを、時分割制御により切り替え、かつ、点灯対象グループのＬＥＤアレイに含まれる複数のＬＥＤのうち、当該ＬＥＤアレイに供給すべき電圧によって点灯すべき一部のＬＥＤを点灯させる。

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を有するＬＥＤ表示部を備えるＬＥＤ表示装置と、当該ＬＥＤ表示部を駆動する駆動装置に関する。
ＬＥＤを有するＬＥＤ表示装置は、屋外、屋内の広告表示等に多く使用されている。これらのＬＥＤ表示装置は、これまで画素ピッチ３ｍｍ以上の大型表示装置として使用されてきたが、近年のＬＥＤの低コスト化及び画素ピッチの狭ピッチ化により、１．５ｍｍ、１．９ｍｍの製品として市場に投入されてきている。
画素ピッチの狭ピッチ化により、１画素を構成するＬＥＤは１．０ｍｍ×１．０ｍｍ以下の非常に小さなパッケージで構成されている。そして、パッケージの小型化に伴い、端子数によっては半田付け用パッドの面積の減少による半田付け工程の歩留まり低下が生じたり、パターン複雑化ひいては基板の層数増加によるコストアップなどの不具合が生じたりしている。これらの問題を解決する方法として、パッケージの端子数が必要最低限の数となるように、赤、緑、青のそれぞれのＬＥＤのアノードを電気的に接続したアノードコモンのパッケージが広く使用されている。
しかし、アノードコモンでは、赤、緑、青のそれぞれのＬＥＤに供給する電圧が共通となるため、各ＬＥＤの順方向電圧が異なると、順方向電圧差に応じた電力が無駄に消費されるので、消費電力の増大などの不具合が発生する。また、消費電力が増大すると、発熱も大きくなるので、ＬＥＤ自体の温度上昇によるＬＥＤの寿命低下などの不具合も発生する。これに対して、ＬＥＤの消費電力の低減化、及び、長寿命化を実現するために、ＬＥＤのカソードを電気的に接続したカソードコモンのドライブ方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
特許第３５６４３５９号公報
しかしながら、カソードコモンに対応した駆動回路は製造メーカが限られており、コスト的に量産効果が得られにくく、結果的にコスト高になるという問題があった。
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、ＬＥＤの消費電力を抑制可能な技術を提供することを目的とする。
本発明に係るＬＥＤ表示装置は、複数のグループに区分された複数のＬＥＤアレイを含むＬＥＤ表示部と、互いに異なる複数種類の電圧を供給可能な電圧供給部と、前記電圧供給部が供給可能な前記複数種類の電圧を用いて、前記ＬＥＤ表示部を駆動する駆動部とを備える。各前記ＬＥＤアレイは、アノードまたはカソードが互いに電気的に接続された、発光波長が異なる複数のＬＥＤを有する。前記駆動部は、点灯対象の前記グループである点灯対象グループの前記ＬＥＤアレイと、当該ＬＥＤアレイに並行して供給すべき前記複数種類の電圧との組み合わせを、時分割制御により切り替え、かつ、前記点灯対象グループの前記ＬＥＤアレイに含まれる前記複数のＬＥＤのうち、当該ＬＥＤアレイに供給すべき前記電圧によって点灯すべき一部のＬＥＤを、前記切り替えに同期して点灯させる。
本発明によれば、点灯対象グループのＬＥＤアレイと、当該ＬＥＤアレイに並行して供給すべき複数種類の電圧との組み合わせを、時分割制御により切り替え、かつ、点灯対象グループのＬＥＤアレイに含まれる複数のＬＥＤのうち、当該ＬＥＤアレイに供給すべき電圧によって点灯すべき一部のＬＥＤを、切り替えに同期して点灯させる。これによりＬＥＤの消費電力を抑制することができる。
本発明の目的、特徴、態様及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置の構成を示す回路図である。 定電流回路における印加電圧と出力電流との関係の一例を示す図である。 実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置の動作を示すタイミングチャートである。
＜実施の形態１＞
図１及び図２は、本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置の構成を示すブロック図である。図１のＬＥＤ表示装置は、ＬＥＤ表示部１と、入力端子２と、映像信号処理部３と、輝度補正部４と、駆動装置に相当する駆動部５とを備えている。
まず各構成要素のハードウェアについて説明する。ＬＥＤ表示部１には例えばＬＥＤ表示パネルが適用される。映像信号処理部３及び輝度補正部４（以下「映像信号処理部３等」と記す）は、例えば図３のプロセッサ９２が、メモリ９１に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。
なお、メモリ９１は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等を含む。プロセッサ９２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰを含む。上記プログラムは、映像信号処理部３等の手順や方法をコンピュータに実行させるものであり、例えば、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。
なお、映像信号処理部３等は、ソフトウェアプログラムに従って動作することにより実現される構成に限ったものではなく、例えば、当該動作をハードウェアの電気回路で実現する信号処理回路であってもよい。または、映像信号処理部３等は、ソフトウェアプログラムにより実現される構成と、ハードウェアにより実現される構成との組み合わせであってもよい。同様に、駆動部５は、ハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。
次に、図１及び図２のＬＥＤ表示装置の各構成要素について説明する。
ＬＥＤ表示部１は、例えば文字、図形などの所望の画像を表示するために用いられる。ＬＥＤ表示部１は、マトリクス状に配設された複数のＬＥＤアレイを有している。図１の例では、縦４×横４の合計１６のＬＥＤアレイが、マトリクス状に配設されている。
複数のＬＥＤアレイの１つであるＬＥＤアレイ１００は、図２に示すように、発光波長が異なる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の合計３つのＬＥＤ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを有している。なお、図１及び図２では示さないが、その他のＬＥＤアレイも同様に構成されている。
入力端子２は、外部から映像信号を受け付ける。映像信号処理部３は、入力端子２で受け付けた映像信号に基づいて、表示に必要な領域を選択したり、ガンマ補正などの処理を行ったりする。輝度補正部４は、映像信号処理部３の出力信号の輝度を補正する。駆動部５は、輝度補正部４で補正された出力信号に基づいて、ＬＥＤ表示部１を駆動することによって、例えばＬＥＤ表示部１のＬＥＤの点灯制御（点滅制御）などを行なう。
＜ＬＥＤ表示部１及び駆動部５＞
図４は、本実施の形態１に係るＬＥＤ表示部１及び駆動部５の構成を示す回路図である。
まずＬＥＤ表示部１について説明する。一般的に画素ピッチの狭いＬＥＤ表示装置では、数ライン単位でスキャンされる。図４ではその一例として、２列×４ラインスキャンで駆動制御される構成が示されている。
図４の例では、ＬＥＤアレイ１００，１０１が１ライン目のＬＥＤアレイであり、ＬＥＤアレイ１１０，１１１が２ライン目のＬＥＤアレイであり、ＬＥＤアレイ１２０，１２１が３ライン目のＬＥＤアレイであり、ＬＥＤアレイ１３０，１３１が４ライン目のＬＥＤアレイである。そして、ＬＥＤアレイ１００，１１０，１２０，１３０が１列目のＬＥＤアレイであり、ＬＥＤアレイ１０１，１１１，１２１，１３１が２列目のＬＥＤアレイである。なお、列及びラインの数はこれに限ったものではなく、一般的にはこれより多くなる。
ＬＥＤアレイ１００は、上述したように、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを有している。そして、ＬＥＤ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂのアノードは、アノードコモン端子であり、互いに電気的に接続されている。同様に、ＬＥＤアレイ１０１は、アノードが互いに電気的に接続されたＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤ１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂを有している。ＬＥＤアレイ１１０，１１１，１２０，１２１，１３０，１３１も同様に構成されている。
次に駆動部５について説明する。駆動部５は、スイッチ２０，２１，２２，２３と、緑色及び青色用電源回路４０と、赤色用電源回路５０と、定電流回路ブロック６０，６５と、オン及びオフ回路ブロック７０，７５と、これらを統括的に制御する制御回路８０とを備える。
ここで、緑色及び青色用電源回路４０と、これと出力電圧が異なる赤色用電源回路５０とは、電圧供給部（電源回路）を構成している。これにより、電圧供給部（電源回路）は、互いに異なる複数種類の電圧Ｖｇｂ，Ｖｒを供給可能となっている。
駆動部５は、電圧供給部（緑色及び青色用電源回路４０並びに赤色用電源回路５０）が供給可能な複数種類Ｖｇｂ，Ｖｒの電圧を用いて、ＬＥＤ表示部１を駆動する。なお、本実施の形態１では、電圧供給部（緑色及び青色用電源回路４０並びに赤色用電源回路５０）は、駆動部５に備えられているが、駆動部５と別体であってもよい。
次に、駆動部５の各構成要素について詳細に説明する。
ＬＥＤアレイ１００，１０１のアノードコモン端子は、スイッチ２０と接続されている。このスイッチ２０が、制御回路８０の制御によって緑色及び青色用電源回路４０または赤色用電源回路５０に切り替えられた場合には、ＬＥＤアレイ１００，１０１が点灯対象となり、それらのＬＥＤが点灯可能になる。一方、スイッチ２０が、制御回路８０の制御によって緑色及び青色用電源回路４０並びに赤色用電源回路５０のいずれにも切り替えられなかった場合には、ＬＥＤアレイ１００，１０１のＬＥＤが消灯状態となる。
同様に、ＬＥＤアレイ１１０，１１１のアノードコモン端子は、スイッチ２１と接続されている。このスイッチ２１が、制御回路８０の制御によって緑色及び青色用電源回路４０または赤色用電源回路５０に切り替えられた場合には、ＬＥＤアレイ１１０，１１１が点灯対象となり、それらのＬＥＤが点灯可能になる。一方、スイッチ２１が、制御回路８０の制御によって緑色及び青色用電源回路４０並びに赤色用電源回路５０のいずれにも切り替えられなかった場合には、ＬＥＤアレイ１１０，１１１のＬＥＤが消灯状態となる。
同様に、ＬＥＤアレイ１２０，１２１のアノードコモン端子は、スイッチ２２と接続され、ＬＥＤアレイ１３０，１３１のアノードコモン端子は、スイッチ２３と接続されている。
なお、後述するように、ＬＥＤアレイ１００，１０１，１１０，１１１，１２０，１２１，１３０，１３１は、第１グループのＬＥＤアレイ１００，１０１，１１０，１１１（以下「第１グループ１００〜１１１」と記すこともある）と、第２グループのＬＥＤアレイ１２０，１２１，１３０，１３１（以下「第２グループ１２０〜１３１」と記すこともある）と、からなる２つのグループに区分されている。
そして、第１グループ１００〜１１１が点灯対象グループ（点灯対象のグループ）である場合には、スイッチ２０，２１の一方のスイッチが緑色及び青色用電源回路４０に切り替えられ、他方のスイッチが赤色用電源回路５０に切り替えられる。この結果として、第１グループ１００〜１１１のＬＥＤが点灯可能になる。なお、この場合に、スイッチ２２，２３は、オフ電圧に切り替えられる。この結果として第２グループ１２０〜１３１のＬＥＤは消灯状態となる。
一方、第２グループ１２０〜１３１が点灯対象グループである場合には、スイッチ２２，２３の一方のスイッチが緑色及び青色用電源回路４０に切り替えられ、他方のスイッチが赤色用電源回路５０に切り替えられる。この結果として、第２グループ１２０〜１３１のＬＥＤが点灯可能になる。なお、この場合に、スイッチ２０，２１は、オフ電圧に切り替えられる。この結果として第１グループ１００〜１１１のＬＥＤは消灯状態となる。
定電流回路ブロック６０は、定電流回路６１Ｒと、定電流回路６１Ｇと、定電流回路６１Ｂと、定電流回路６２Ｒと、定電流回路６２Ｇと、定電流回路６２Ｂとを備える。
定電流回路６１Ｒは、１ライン目のＬＥＤ１００Ｒ及び３ライン目のＬＥＤ１２０Ｒのカソードと電気的に接続され、定電流回路６１Ｇは、２ライン目のＬＥＤ１１０Ｇ及び４ライン目のＬＥＤ１３０Ｇのカソードと電気的に接続され、定電流回路６１Ｂは、２ライン目のＬＥＤ１１０Ｂ及び４ライン目のＬＥＤ１３０Ｂのカソードと電気的に接続されている。定電流回路６２Ｒは、１ライン目のＬＥＤ１０１Ｒ及び３ライン目のＬＥＤ１２１Ｒのカソードと電気的に接続され、定電流回路６２Ｇは、２ライン目のＬＥＤ１１１Ｇ及び４ライン目のＬＥＤ１３１Ｇのカソードと電気的に接続され、定電流回路６２Ｂは、２ライン目のＬＥＤ１１１Ｂ及び４ライン目のＬＥＤ１３１Ｂのカソードと電気的に接続されている。
定電流回路ブロック６５は、定電流回路６６Ｒと、定電流回路６６Ｇと、定電流回路６６Ｂと、定電流回路６７Ｒと、定電流回路６７Ｇと、定電流回路６７Ｂとを備える。
定電流回路６６Ｒは、２ライン目のＬＥＤ１１０Ｒ及び４ライン目のＬＥＤ１３０Ｒのカソードと電気的に接続され、定電流回路６６Ｇは、１ライン目のＬＥＤ１００Ｇ及び３ライン目のＬＥＤ１２０Ｇのカソードと電気的に接続され、定電流回路６６Ｂは、１ライン目のＬＥＤ１００Ｂ及び３ライン目のＬＥＤ１２０Ｂのカソードと電気的に接続されている。定電流回路６７Ｒは、２ライン目のＬＥＤ１１１Ｒ及び４ライン目のＬＥＤ１３１Ｒのカソードと電気的に接続され、定電流回路６７Ｇは、１ライン目のＬＥＤ１０１Ｇ及び３ライン目のＬＥＤ１２１Ｇのカソードと電気的に接続され、定電流回路６７Ｂは、１ライン目のＬＥＤ１０１Ｂ及び３ライン目のＬＥＤ１２１Ｂのカソードと電気的に接続されている。
オン及びオフ回路ブロック７０は、オン及びオフ回路７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ，７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂを備える。
オン及びオフ回路７１Ｒは、定電流回路６１Ｒを介してＬＥＤ１００Ｒ，１２０Ｒのカソードと電気的に接続され、オン及びオフ回路７１Ｇは、定電流回路６１Ｇを介してＬＥＤ１１０Ｇ，１３０Ｇのカソードと電気的に接続され、オン及びオフ回路７１Ｂは、定電流回路６１Ｂを介してＬＥＤ１１０Ｂ，１３０Ｂのカソードと電気的に接続されている。これらと同様に、オン及びオフ回路７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂは、定電流回路６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂを介して赤色、緑色及び青色のＬＥＤのカソードと電気的に接続されている。以上のオン及びオフ回路７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ，７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂは、制御回路８０の制御によって、電気的な接続をオンまたはオフする。
オン及びオフ回路ブロック７５は、オン及びオフ回路７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂ，７７Ｒ，７７Ｇ，７７Ｂを備える。
オン及びオフ回路７６Ｒは、定電流回路６６Ｒを介してＬＥＤ１１０Ｒ，１３０Ｒのカソードと電気的に接続され、オン及びオフ回路７６Ｇは、定電流回路６６Ｇを介してＬＥＤ１００Ｇ，１２０Ｇのカソードと電気的に接続され、オン及びオフ回路７６Ｂは、定電流回路６６Ｂを介してＬＥＤ１００Ｂ，１２０Ｂのカソードと電気的に接続されている。これらと同様に、オン及びオフ回路７７Ｒ，７７Ｇ，７７Ｂは、定電流回路６７Ｒ，６７Ｇ，６７Ｂを介して赤色、緑色及び青色のＬＥＤのカソードと電気的に接続されている。以上のオン及びオフ回路７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂ，７７Ｒ，７７Ｇ，７７Ｂは、制御回路８０の制御によって、電気的な接続をオンまたはオフする。
制御回路８０は、時分割制御によりスイッチ２０，２１，２２，２３の切り替えを制御する。また、制御回路８０は、その切り替えに同期して、オン及びオフ回路７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ，７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂ，７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂ，７７Ｒ，７７Ｇ，７７Ｂのオン及びオフを個別に制御することにより、ＬＥＤに流れる電流のオン及びオフ、ひいては、ＬＥＤの点灯及び消灯を個別に制御する。
なお本実施の形態１では、制御回路８０は、デューティ比（パルス周期当たりのオン期間の割合）を用いるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって、ＬＥＤの点灯制御を行う。このため、制御回路８０が行うＬＥＤの点灯制御は、厳密にはＬＥＤの点滅制御であるが、パルス周期は非常に短いので、人の目には点灯として感じられることになる。このようなＰＷＭ制御では、デューティ比が大きくなるほど、オン期間の割合が大きくなるので、人の目に感じられるＬＥＤの輝度が高くなる。
また、制御回路８０は、上記制御を行うだけでなく、スイッチ２０，２１，２２，２３を切り替えも制御する。
以上のように構成された駆動部５は、スイッチ２０，２１，２２，２３の切り替えを時分割制御することによって、点灯対象グループのＬＥＤアレイと、当該ＬＥＤアレイに並行して供給すべき複数種類の電圧Ｖｇｂ，Ｖｒとの組み合わせを、時分割制御により切り替える。以下の説明では、便宜上、＜点灯対象グループのＬＥＤアレイ，当該ＬＥＤアレイに供給すべき電圧＞と表記するものとする。
後で詳細に説明するが、そのような切り替えの一例として、本実施の形態１に係る駆動部５は、＜ＬＥＤアレイ１００及びＬＥＤアレイ１０１，Ｖｒ＞と＜ＬＥＤアレイ１１０及びＬＥＤアレイ１１１，Ｖｇｂ＞という組み合わせに切り替えた後に、＜ＬＥＤアレイ１００及びＬＥＤアレイ１０１，Ｖｇｂ＞と＜ＬＥＤアレイ１１０及びＬＥＤアレイ１１１，Ｖｒ＞という組み合わせに切り替える。その後、本実施の形態１に係る駆動部５は、それらの切り替えにおいてＬＥＤアレイ１００，１０１，１１０，１１１を、ＬＥＤ１２０，１２１，１３０，１３１に置き換えたものと同様の切り替えを行う。
そして、駆動部５は、上述の切り替えを行いつつ、点灯対象グループのＬＥＤアレイに含まれる複数のＬＥＤのうち、当該ＬＥＤアレイに供給すべき電圧によって点灯すべき一部のＬＥＤを、切り替えに同期して点灯させる。本実施の形態１に係る駆動部５は、ＬＥＤアレイに供給すべき電圧が、赤色用電源回路５０の電圧Ｖｒである場合には、当該ＬＥＤアレイのうち赤色のＬＥＤを、上記一部のＬＥＤとして点灯させる。また、本実施の形態１に係る駆動部５は、ＬＥＤアレイに供給すべき電圧が、緑色及び青色用電源回路４０の電圧Ｖｇｂである場合には、当該ＬＥＤアレイのうち緑色及び青色のＬＥＤを、上記一部のＬＥＤとして点灯させる。なお、ＬＥＤの点灯制御については、後で詳細に説明する。
＜電圧供給部の電圧＞
電圧供給部（緑色及び青色用電源回路４０並びに赤色用電源回路５０）の電圧Ｖｇｂ，Ｖｒについて説明する。本実施の形態１に係るＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤの材料、及び、順方向電圧の一例を、表１に示す。
Figure 2017029895
表１に示すように、緑色（Ｇ）のＬＥＤ、及び、青色（Ｂ）のＬＥＤの順方向電圧はほぼ同じ電圧であるが、赤色（Ｒ）のＬＥＤの順方向電圧は、緑色（Ｇ）のＬＥＤ、青色（Ｂ）のＬＥＤの順方向電圧との間にぼほ１．０Ｖの電圧差がある。この電圧差が、アノードコモン接続時の電力損失の原因となる。このことに鑑みて本実施の形態１では、所望のＲのＬＥＤを点灯する際には、制御回路８０は、対応するスイッチを赤色用電源回路５０に切り替えて、その電圧を所望のＲのＬＥＤに供給する。一方、所望のＧ及びＢのＬＥＤを点灯する際には、制御回路８０は、対応するスイッチを緑色及び青色用電源回路４０に切り替えて、その電圧を所望のＧ及びＢのＬＥＤに供給する。
図５は、定電流回路６１Ｒ，６２Ｒ，６６Ｒ，６７Ｒにおける印加電圧と出力電流との関係の一例を示す図である。定電流回路６１Ｒ等は、印加電圧に関わらず、規定電流（規定された電流）を流す機能を有する。ただし、この機能が有効となるためには、図５に示すように、定電流回路６１Ｒ等の印加電圧が、定電流回路６１Ｒ等に依存したニー電圧と呼ばれる電圧（図５の場合は０．５Ｖ）以上となることが必要である。このため、ＲのＬＥＤに１０ｍＡの電流を流す構成では、例えば、順方向電圧２．４Ｖにニー電圧を加えた２．９Ｖ以上の電圧が、赤色用電源回路５０の電圧Ｖｒとして適用される。ただし、ばらつきを考慮して、例えば２．９Ｖよりも若干大きい電圧が、電圧Ｖｒとして適用されることが好ましい。
同様の理由で、Ｇ及びＢのＬＥＤに１０ｍＡの電流を流す構成では、例えば、順方向電圧３．４Ｖにニー電圧０．５Ｖを加えた３．９Ｖ以上の電圧が、緑色及び青色用電源回路４０の電圧Ｖｇｂとして適用される。ただし、ばらつきを考慮して、例えば３．９Ｖよりも若干大きい電圧が、電圧Ｖｇｂとして適用されることが好ましい。
このように本実施の形態１では、電圧供給部により供給可能な複数種類の電圧は、第２電圧である電圧Ｖｇｈと、第２電圧よりも小さい第１電圧である電圧Ｖｒとを含んでいる。
＜ＬＥＤの点灯制御＞
図６は、本実施の形態１に係るスイッチの切り替え、及び、ＬＥＤの点灯制御を示すタイミングチャートである。この図６には、電圧供給部からスイッチ２０〜２３を介してＬＥＤに供給される供給電圧と、点灯されるＬＥＤとが示されている。スイッチ２０〜２３のそれぞれは、３つの電圧（赤色用電源回路５０の電圧Ｖｒ、緑色及び青色用電源回路４０の電圧Ｖｇｂ、オフ電圧）のいずれかを供給電圧として、ＬＥＤアレイに供給することが可能となっている。
制御回路８０は、図５に示すタイミングチャートに従って、複数のグループに区分されたＬＥＤアレイ１００〜１３１を時分割で順次発光させるように制御を行う。
まず期間ｔ１〜ｔ２において、制御回路８０は、第１グループのＬＥＤアレイ１００，１０１，１１０，１１１を点灯対象グループとして適用し、＜ＬＥＤアレイ１００及びＬＥＤアレイ１０１，Ｖｒ＞と＜ＬＥＤアレイ１１０及びＬＥＤアレイ１１１，Ｖｇｂ＞という組み合わせに切り替える。
具体的には、スイッチ２０は電圧Ｖｒに切り替えられ、スイッチ２１は電圧Ｖｇｂに切り替えられ、スイッチ２２，２３はオフ電圧に切り替えられる。そして、制御回路８０は、オン及びオフ回路７１Ｒ，７２ＲをＰＷＭ制御して、定電流回路６１Ｒ，６２ＲをＰＷＭ制御する。この結果、ＬＥＤ１００Ｒ，１０１Ｒが点灯する。同様に、制御回路８０は、オン及びオフ回路７１Ｇ，７２Ｇ，７１Ｂ，７２ＢをＰＷＭ制御して、定電流回路６１Ｇ，６２Ｇ，６１Ｂ，６２ＢをＰＷＭ制御する。この結果、ＬＥＤ１１０Ｇ，１１１Ｇ，１１０Ｂ，１１１Ｂが点灯する。
このとき、制御回路８０（駆動部５）は、オン及びオフ回路７６Ｇ，７６Ｂ，７７Ｇ，７７Ｂをオフすることによって、ＬＥＤアレイ１００のうちＬＥＤ１００Ｒ以外のＬＥＤ１００Ｇ，１００Ｂと、ＬＥＤアレイ１０１のうちＬＥＤ１０１Ｒ以外のＬＥＤ１０１Ｇ，１０１Ｂとを消灯させる。同様に、制御回路８０（駆動部５）は、オン及びオフ回路７６Ｒ，７７Ｒをオフすることによって、ＬＥＤアレイ１１０のうちＬＥＤ１１０Ｇ，１１０Ｂ以外のＬＥＤ１１０Ｒと、ＬＥＤアレイ１１１のうちＬＥＤ１１１Ｇ，１１１Ｂ以外のＬＥＤ１１１Ｒとを消灯させる。また、スイッチ２２，２３はオフ電圧に切り替えられているので、第２グループのＬＥＤアレイ１２０，１２１，１３０，１３１のＬＥＤは消灯状態となっている。
次に期間ｔ２〜ｔ３において、制御回路８０は、第１グループのＬＥＤアレイ１００，１０１，１１０，１１１を点灯対象グループとして適用し、＜ＬＥＤアレイ１００及びＬＥＤアレイ１０１，Ｖｇｂ＞と＜ＬＥＤアレイ１１０及びＬＥＤアレイ１１１，Ｖｒ＞という組み合わせに切り替える。
具体的には、スイッチ２０は電圧Ｖｇｂに切り替えられ、スイッチ２１は電圧Ｖｒに切り替えられ、スイッチ２２，２３はオフ電圧に維持される。そして、制御回路８０は、オン及びオフ回路７６Ｒ，７７ＲをＰＷＭ制御して、定電流回路６６Ｒ，６７ＲをＰＷＭ制御する。この結果、ＬＥＤ１１０Ｒ，１１１Ｒが点灯する。同様に、制御回路８０は、オン及びオフ回路７６Ｇ，７７Ｇ，７６Ｂ，７７ＢをＰＷＭ制御して、定電流回路６６Ｇ，６７Ｇ，６６Ｂ，６７ＢをＰＷＭ制御する。この結果、ＬＥＤ１００Ｇ，１０１Ｇ，１００Ｂ，１０１Ｂが点灯する。
このとき、制御回路８０（駆動部５）は、オン及びオフ回路７１Ｇ，７１Ｂ，７２Ｇ，７２Ｂをオフすることによって、ＬＥＤアレイ１１０のうちＬＥＤ１１０Ｒ以外のＬＥＤ１１０Ｇ，１１０Ｂと、ＬＥＤアレイ１１１のうちＬＥＤ１１１Ｒ以外のＬＥＤ１１１Ｇ，１１１Ｂとを消灯させる。同様に、制御回路８０（駆動部５）は、オン及びオフ回路７１Ｒ，７２Ｒをオフすることによって、ＬＥＤアレイ１００のうちＬＥＤ１００Ｇ，１００Ｂ以外のＬＥＤ１００Ｒと、ＬＥＤアレイ１０１のうちＬＥＤ１０１Ｇ，１０１Ｂ以外のＬＥＤ１０１Ｒとを消灯させる。また、スイッチ２２，２３はオフ電圧に切り替えられているので、第２グループのＬＥＤアレイ１２０，１２１，１３０，１３１のＬＥＤは消灯状態となっている。
次に期間ｔ３〜ｔ４において、制御回路８０は、第２グループのＬＥＤアレイ１２０，１２１，１３０，１３１を点灯対象グループとして適用し、＜ＬＥＤアレイ１２０及びＬＥＤアレイ１２１，Ｖｒ＞と＜ＬＥＤアレイ１３０及びＬＥＤアレイ１３１，Ｖｇｂ＞という組み合わせに切り替える。
具体的には、スイッチ２２は電圧Ｖｒに切り替えられ、スイッチ２３は電圧Ｖｇｂに切り替えられ、スイッチ２０，２１はオフ電圧に切り替えられる。そして、制御回路８０は、オン及びオフ回路７１Ｒ，７２ＲをＰＷＭ制御して、定電流回路６１Ｒ，６２ＲをＰＷＭ制御する。この結果、ＬＥＤ１２０Ｒ，１２１Ｒが点灯する。同様に、制御回路８０は、オン及びオフ回路７１Ｇ，７２Ｇ，７１Ｂ，７２ＢをＰＷＭ制御して、定電流回路６１Ｇ，６２Ｇ，６１Ｂ，６２ＢをＰＷＭ制御する。この結果、ＬＥＤ１３０Ｇ，１３１Ｇ，１３０Ｂ，１３１Ｂが点灯する。
このとき、制御回路８０（駆動部５）は、オン及びオフ回路７６Ｇ，７６Ｂ，７７Ｇ，７７Ｂをオフすることによって、ＬＥＤアレイ１２０のうちＬＥＤ１２０Ｒ以外のＬＥＤ１２０Ｇ，１２０Ｂと、ＬＥＤアレイ１２１のうちＬＥＤ１２１Ｒ以外のＬＥＤ１２１Ｇ，１２１Ｂとを消灯させる。同様に、制御回路８０（駆動部５）は、オン及びオフ回路７６Ｒ，７７Ｒをオフすることによって、ＬＥＤアレイ１３０のうちＬＥＤ１３０Ｇ，１３０Ｂ以外のＬＥＤ１３０Ｒと、ＬＥＤアレイ１３１のうちＬＥＤ１３１Ｇ，１３１Ｂ以外のＬＥＤ１３１Ｒとを消灯させる。また、スイッチ２０，２１はオフ電圧に切り替えられているので、第１グループのＬＥＤアレイ１００，１０１，１１０，１１１のＬＥＤは消灯状態となっている。
次に期間ｔ４〜ｔ５において、制御回路８０は、第２グループのＬＥＤアレイ１２０，１２１，１３０，１３１を点灯対象グループとして適用し、＜ＬＥＤアレイ１２０及びＬＥＤアレイ１２１，Ｖｇｂ＞と＜ＬＥＤアレイ１３０及びＬＥＤアレイ１３１，Ｖｒ＞という組み合わせに切り替える。
具体的には、スイッチ２２は電圧Ｖｇｂに切り替えられ、スイッチ２３は電圧Ｖｒに切り替えられ、スイッチ２０，２１はオフ電圧に維持される。そして、制御回路８０は、オン及びオフ回路７６Ｒ，７７ＲをＰＷＭ制御して、定電流回路６６Ｒ，６７ＲをＰＷＭ制御する。この結果、ＬＥＤ１３０Ｒ，１３１Ｒが点灯する。同様に、制御回路８０は、オン及びオフ回路７６Ｇ，７７Ｇ，７６Ｂ，７７ＢをＰＷＭ制御して、定電流回路６６Ｇ，６７Ｇ，６６Ｂ，６７ＢをＰＷＭ制御する。この結果、ＬＥＤ１２０Ｇ，１２１Ｇ，１２０Ｂ，１２１Ｂが点灯する。
このとき、制御回路８０（駆動部５）は、オン及びオフ回路７１Ｇ，７１Ｂ，７２Ｇ，７２Ｂをオフすることによって、ＬＥＤアレイ１３０のうちＬＥＤ１３０Ｒ以外のＬＥＤ１３０Ｇ，１３０Ｂと、ＬＥＤアレイ１３１のうちＬＥＤ１３１Ｒ以外のＬＥＤ１３１Ｇ，１３１Ｂとを消灯させる。同様に、制御回路８０（駆動部５）は、オン及びオフ回路７１Ｒ，７２Ｒをオフすることによって、ＬＥＤアレイ１２０のうちＬＥＤ１２０Ｇ，１２０Ｂ以外のＬＥＤ１２０Ｒと、ＬＥＤアレイ１２１のうちＬＥＤ１２１Ｇ，１２１Ｂ以外のＬＥＤ１２１Ｒとを消灯させる。また、スイッチ２０，２１はオフ電圧に切り替えられているので、第１グループのＬＥＤアレイ１００，１０１，１１０，１１１のＬＥＤは消灯状態となっている。
期間ｔ５以降では、上述と同様の制御が繰り返し行われる。これにより、ＬＥＤ１００Ｒ，１０１Ｒ，１１０Ｇ，１１１Ｇ，１１０Ｂ，１１１Ｂの点灯と、ＬＥＤ１１０Ｒ，１１１Ｒ，１００Ｇ，１０１Ｇ，１００Ｂ，１０１Ｂの点灯と、ＬＥＤ１２０Ｒ，１２１Ｒ，１３０Ｇ，１３１Ｇ，１３０Ｂ，１３１Ｂの点灯と、ＬＥＤ１３０Ｒ，１３１Ｒ，１２０Ｇ，１２１Ｇ，１２０Ｂ，１２１Ｂの点灯と、が順に繰り返して行われる。そして、点灯時の輝度は、ＰＷＭ制御によって制御され、ＬＥＤ表示部１に所望の映像が表示される。
ここで、従来のアノードコモンのＬＥＤ表示装置と、本実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置とに関して、消費電力を比較する。本実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置は、電源電圧の差分１（Ｖ）×１０（ｍＡ）×ＰＷＭ制御のデューティ比×画素数という式によって得られる電力程度だけ、従来のＬＥＤ表示装置よりも消費電力が低くなる。ここで、仮に、デューティ比を０．２５とし、フルハイビジョンを想定して画素数を２００万以上として、これらを上式に代入すると、本実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置によれば、５ＫＷ程度の消費電力を低減することができることがわかる。
＜実施の形態１のまとめ＞
以上のような本実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置によれば、点灯対象グループのＬＥＤアレイに含まれる複数のＬＥＤのうち、当該ＬＥＤアレイに供給すべき電圧によって点灯すべき一部のＬＥＤを点灯させる。これにより、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤのそれぞれに、適した電圧を印加することができるので、無駄な電力の消費を抑制することができ、消費電力を低減することができる。また、駆動回路８０（駆動部５）などの発熱も抑制することができるので、ＬＥＤの寿命を長くすることができ、信頼性も向上する。また、ＬＥＤアレイを複数のグループ（以上の説明では２つのグループ）に区分して制御を行うため、異なるＬＥＤアレイ上で並行してＬＥＤを点灯させることができる。これにより、時分割制御時により点灯されるＬＥＤの数を一定化することができるので、フリッカ現象なども抑制することができる。
また、以上に説明したように、多くのメーカが製品化しているアノードコモン型のＬＥＤ駆動回路に適用できるので、入手性及びコストにおいても有利である。ただし、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤのカソードが互いに電気的に接続されたカソードコモン型のＬＥＤ駆動回路に上述と同様の構成を適用しても、上述と同様の効果を得ることができる。
なお、上述の実施の形態１では、電圧供給部に、２種類の電源回路（緑色及び青色用電源回路４０、赤色用電源回路５０）を適用した。しかし必ずしも２種類である必要はなく、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応させて３種類の電圧を独立して供給できるように、電圧供給部に、３種類の電源回路を適用してもよい。また、図４においてＬＥＤアレイの数の組み合わせを２×４としたが、これに限ったものではなく、任意の数の組み合わせを適用してもよい。また、図４では、ＬＥＤの発光を４ライン単位で時分割制御（時分割処理）を行うように構成されていた。しかしこれに限ったものではなく、ＬＥＤパネルを構成するＬＥＤの数に対応させて任意のライン単位（例えば３２ライン単位）で時分割制御（時分割処理）を行ってもよい。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
１ ＬＥＤ表示部、５ 駆動部、４０ 緑色及び青色用電源回路、５０ 赤色用電源回路、１００，１０１，１１０，１１１，１２０，１２１，１３０，１３１ ＬＥＤアレイ、１００Ｒ〜１００Ｂ，１０１Ｒ〜１０１Ｂ，１１０Ｒ〜１１０Ｂ，１１１Ｒ〜１１１Ｂ，１２０Ｒ〜１２０Ｂ，１２１Ｒ〜１２１Ｂ，１３０Ｒ〜１３０Ｂ，１３１Ｒ〜１３１Ｂ
ＬＥＤ。
本発明に係るＬＥＤ表示装置は、複数のグループに区分された複数のＬＥＤアレイを含むＬＥＤ表示部と、互いに異なる複数種類の電圧を供給可能な電圧供給部と、前記電圧供給部が供給可能な前記複数種類の電圧を用いて、前記ＬＥＤ表示部を駆動する駆動部とを備える。各前記ＬＥＤアレイは、アノードまたはカソードが互いに電気的に接続された、発光波長が異なるマトリクス状の複数のＬＥＤを有する。前記駆動部は、点灯対象の前記グループである点灯対象グループの前記ＬＥＤアレイと、当該ＬＥＤアレイに並行して供給すべき前記複数種類の電圧との組み合わせを、時分割制御により切り替え、かつ、前記点灯対象グループの前記ＬＥＤアレイに含まれる複数の行のＬＥＤのうち、当該ＬＥＤアレイに供給すべき前記複数種類の電圧によって点灯すべき一部のＬＥＤであり、かつ各行の発光波長が相補的に組み合わされた一部のＬＥＤを、前記切り替えに同期して点灯させる。

Claims (5)

  1. 複数のグループに区分された複数のＬＥＤアレイ＜１００，１０１，１１０，１１１，１２０，１２１，１３０，１３１＞を含むＬＥＤ表示部＜１＞と、
    互いに異なる複数種類の電圧を供給可能な電圧供給部＜４０，５０＞と、
    前記電圧供給部が供給可能な前記複数種類の電圧を用いて、前記ＬＥＤ表示部を駆動する駆動部＜５＞と、
    を備え、
    各前記ＬＥＤアレイは、
    アノードまたはカソードが互いに電気的に接続された、発光波長が異なる複数のＬＥＤ＜１００Ｒ〜１００Ｂ，１０１Ｒ〜１０１Ｂ，１１０Ｒ〜１１０Ｂ，１１１Ｒ〜１１１Ｂ，１２０Ｒ〜１２０Ｂ，１２１Ｒ〜１２１Ｂ，１３０Ｒ〜１３０Ｂ，１３１Ｒ〜１３１Ｂ＞を有し、
    前記駆動部は、
    点灯対象の前記グループである点灯対象グループの前記ＬＥＤアレイと、当該ＬＥＤアレイに並行して供給すべき前記複数種類の電圧との組み合わせを、時分割制御により切り替え、かつ、
    前記点灯対象グループの前記ＬＥＤアレイに含まれる前記複数のＬＥＤのうち、当該ＬＥＤアレイに供給すべき前記電圧によって点灯すべき一部のＬＥＤを、前記切り替えに同期して点灯させる、ＬＥＤ表示装置。
  2. 請求項１に記載のＬＥＤ表示装置であって、
    前記複数のＬＥＤは、赤色、緑色及び青色のＬＥＤ＜１００Ｒ〜１００Ｂ，１０１Ｒ〜１０１Ｂ，１１０Ｒ〜１１０Ｂ，１１１Ｒ〜１１１Ｂ，１２０Ｒ〜１２０Ｂ，１２１Ｒ〜１２１Ｂ，１３０Ｒ〜１３０Ｂ，１３１Ｒ〜１３１Ｂ＞を含む、ＬＥＤ表示装置。
  3. 請求項２に記載のＬＥＤ表示装置であって、
    前記複数種類の電圧は、第１電圧及び第２電圧を含み、
    前記駆動部＜５＞は、
    前記ＬＥＤアレイ＜１００，１０１，１１０，１１１，１２０，１２１，１３０，１３１＞に供給すべき前記電圧が前記第１電圧である場合に、当該ＬＥＤアレイに含まれる前記赤色のＬＥＤを前記一部のＬＥＤとして点灯させ、前記ＬＥＤアレイに供給すべき前記電圧が前記第２電圧である場合に、当該ＬＥＤアレイに含まれる前記緑色及び前記青色のＬＥＤを前記一部のＬＥＤとして点灯させる、ＬＥＤ表示装置。
  4. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のＬＥＤ表示装置であって、
    前記駆動部＜５＞は、
    前記点灯対象グループの前記ＬＥＤアレイ＜１００，１０１，１１０，１１１，１２０，１２１，１３０，１３１＞に含まれる前記複数のＬＥＤのうち、前記一部のＬＥＤ以外のＬＥＤを消灯させる、ＬＥＤ表示装置。
  5. 互いに異なる複数種類の電圧を用いて、複数のグループに区分された複数のＬＥＤアレイ＜１００，１０１，１１０，１１１，１２０，１２１，１３０，１３１＞を含むＬＥＤ表示部を駆動する駆動装置＜５＞であって、
    各前記ＬＥＤアレイは、
    アノードまたはカソードが互いに電気的に接続された、発光波長が異なる複数のＬＥＤ＜１００Ｒ〜１００Ｂ，１０１Ｒ〜１０１Ｂ，１１０Ｒ〜１１０Ｂ，１１１Ｒ〜１１１Ｂ，１２０Ｒ〜１２０Ｂ，１２１Ｒ〜１２１Ｂ，１３０Ｒ〜１３０Ｂ，１３１Ｒ〜１３１Ｂ＞を有し、
    前記駆動装置は、
    点灯対象の前記グループである点灯対象グループの前記ＬＥＤアレイと、当該ＬＥＤアレイに並行して供給すべき前記複数種類の電圧との組み合わせを、時分割制御により切り替え、かつ、
    前記点灯対象グループの前記ＬＥＤアレイに含まれる前記複数のＬＥＤのうち、当該ＬＥＤアレイに供給すべき前記電圧によって点灯すべき一部のＬＥＤを、前記切り替えに同期して点灯させる、駆動装置。
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