JPH11126047A

JPH11126047A - Ｌｅｄ表示装置及びその駆動方法

Info

Publication number: JPH11126047A
Application number: JP28887297A
Authority: JP
Inventors: Ryuhei Tsuji; 隆平辻
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 1999-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は複数の発光ダイオードが配設されたＬ
ＥＤユニットを表示装置の大きさに応じて複数接続され
たＬＥＤ表示装置に係わり、特に、ＬＥＤユニット間な
どのデータ伝送をより効率的に且つ高速に行い、構成上
の柔軟性を向上させたＬＥＤ表示装置に関するものであ
る。【解決手段】本発明は複数の発光ダイオードが配置され
各々の発光ダイオードを制御するＬＥＤユニットと、映
像データを複数の前記ＬＥＤユニットに伝送する制御手
段とを有するＬＥＤ表示装置である。特に、制御手段が
ＡＴＭパケットの形式にフォーマットされたデータを各
ＬＥＤユニットに転送すると共に、ＬＥＤユニットが各
ＬＥＤユニットごとに設けられた識別情報を記憶する記
憶手段と制御手段からのデータを各ＬＥＤユニットの識
別情報と比較し自らのデータを選択して受信処理を行う
比較手段を持っているＬＥＤ表示装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の発光ダイオー
ド（以下、ＬＥＤとも呼ぶ。）が配設されたＬＥＤユニ
ットを表示装置の大きさに応じて複数接続されたＬＥＤ
表示装置などに係わり、特に、ＬＥＤユニット間などの
データ伝送をより効率的に、また高速に行い、さらに柔
軟性のある表示制御を可能とするＬＥＤ表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高性能の赤色、緑色や青色のＬＥ
Ｄが開発され、フルカラーのＬＥＤ表示が可能となっ
た。大型表示装置の中でも高輝度、長寿命かつ軽量など
ＬＥＤの特長を生かした、ＬＥＤ表示装置が広く普及し
つつある。

【０００３】ビルボード用などとして屋外用の大型ディ
スプレイから、プラットホームなど半屋内の中・小画面
サイズのものまで、用途・場所に応じて、ＬＥＤディス
プレイの画面サイズ及び画素ピッチも多様になってき
た。また、従来の縦・横の画面比率（アスペクト比）も
変化していく傾向にあり、今後ＨＤＴＶに代表されるよ
うなハイビジョン映像をＬＥＤ表示する場合、映像デー
タ量の増大、表示パネルのさらなる大画面化にも対応し
ていかねばならない。

【０００４】例えば１６ドット×１６ドット程度のＬＥ
Ｄをマトリクス状に配列させて、これを一つのＬＥＤユ
ニットとしてモジュール化する。画面サイズや縦・横の
アスペクト比などに応じて、ＬＥＤユニットをマトリク
ス状につなぎ合わせてＬＥＤ表示装置を構成している。
図８に構成例としてＬＥＤ表示装置８０１を示す。コン
トローラ８０３に接続された複数の分配器８０４はＬＥ
Ｄユニット８０２の各行毎に配設され、表示用の映像デ
ータ及び各種制御信号を各ＬＥＤユニット８０２に対し
供給する。

【０００５】制御信号８２０は例えば、映像データの同
期クロック、水平同期信号、垂直同期信号、ブランキン
グ信号、階調基準信号、及び映像データのラッチ信号等
があり、コントローラ８０３内で、信号の生成を行い分
配器８０４を介して各ＬＥＤユニット８０２に供給す
る。分配器８０４から各ＬＥＤユニット８０２へ送信す
る表示用フルカラー映像データ８１０は少なくともＲＧ
Ｂ（赤色、緑色、青色）の各色の映像データを必要と
し、階調分解能に応じて映像データのビット幅が決ま
る。

【０００６】例えば１色当たり２５６階調で表示する場
合には、８ビット幅の映像データバスが３色分必要とな
る。これら映像データはＬＥＤユニットの数×表示ドッ
トの数を時分割して、ＬＥＤユニット８０２に供給され
る。各ＬＥＤユニット８０２内のシフトレジスタ回路８
０５で映像データ８１０をビットシフトしていき、ある
所定のデータ数を供給した時点でデータをラッチし、表
示用映像データ８１０として取り込み映像データを表示
することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＬＥＤ表示装置はコントローラ８０３、分配器８０
４とＬＥＤユニット８０２間の表示用映像データ８１０
を信号インタフェースとしてパラレルバスで伝送し、そ
れに同期した同期クロックと各種制御信号８２０を供給
している。そのため、ＬＥＤ表示装置が高精細化或いは
大型化するに従って信号線数が増大するという問題があ
った。特に、表示画面が大型化しＬＥＤユニット数が増
大する傾向にある現在においては、信号線が増大し長く
なると階調用基準信号、映像データの同期クロックのパ
ルス幅劣化、ノイズへの影響が大きな問題となる。

【０００８】また、ＨＤＴＶ仕様に対応するために、画
面のアスペクト比が変わり、接続するＬＥＤユニット数
をさらに増やす必要性が発生し、映像データの転送速度
をそれに応じてあげてやらなければならない。ＬＥＤユ
ニットの接続数が多くなると、各信号のパルス劣化が増
大し、特に映像データと同期クロックとの入出力タイミ
ングがさらに難しくなるという問題もある。

【０００９】さらにＬＥＤ表示装置の映像表示における
画質の要求レベルも年々高くなってきており、ＬＥＤの
小型化とも相まって、精細表示可能なＬＥＤディスプレ
イの技術開発が急務となってきている。映像の精細表示
化を実現しようとするためには、階調分解能を上げる必
要がある。具体的には、従来の表示用映像データバス幅
を８ビットから１０ビットにするなどのバス仕様を変更
する必要がある。また、精細表示を実現する為には、Ｌ
ＥＤを小型化しドットピッチ幅を小さくする必要もあ
る。ドットピッチを小さくすると、ＬＥＤユニットサイ
ズがそれに比例して小さくなる。そのため映像データバ
ス幅増大により、コネクタ等の部品実装面積の比率が大
きくなるという問題がある。

【００１０】したがって、表示画面の大型化と、精細表
示化はＬＥＤユニットを設計する場合、実装条件におい
てトレードオフの関係となる。本発明は、上記問題点を
解決する為に成したもので、ＬＥＤディスプレイにおけ
る表示画面の大型化、多様な画面サイズに適用可能なＬ
ＥＤ表示装置や高精細化を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の発光ダ
イオードが配置され各々の発光ダイオードを制御するＬ
ＥＤユニットと、映像データを複数のＬＥＤユニットに
伝送する制御手段とを有するＬＥＤ表示装置に関する。
特に、制御手段がＡＴＭパケットの形式にフォーマット
されたデータを各ＬＥＤユニットに伝送すると共に、Ｌ
ＥＤユニットが各ＬＥＤユニットごとに設けられた識別
情報を記憶する記憶手段と前記制御手段からのデータを
各ＬＥＤユニットの識別情報と比較し自らのデータを選
択して受信処理を行う比較手段を持っているＬＥＤ表示
装置である。

【００１２】本発明の請求項２に記載されたＬＥＤ表示
装置は、制御手段が少なくともデータ信号とストローブ
信号をそれぞれシリアル転送する。また、ＬＥＤユニッ
トは、データ信号とストローブ信号の排他的論理和をと
ることにより制御信号を自律生成するクロック信号発生
手段を持っている。

【００１３】本発明の請求項３に記載の駆動方法は、複
数の発光ダイオードが配置されると共に制御手段からの
データを処理することにより各々の発光ダイオードを制
御するＬＥＤユニットから構成される複数のＬＥＤユニ
ットグループを有するＬＥＤ表示装置の駆動方法に関す
る。

【００１４】特に、本発明においてはＡＴＭパケットの
形式であるデータを制御手段から各ＬＥＤユニット側に
シリアル転送する工程と、分配手段によりルーティング
スイッチし所望のＬＥＤユニットに配信する工程と、デ
ータを受信し各ＬＥＤユニットの識別情報と比較し自ら
のＬＥＤユニットデータかを判断する工程と、自らのデ
ータのみ受信処理を行う工程とを有する方法である。

【００１５】本発明の請求項４に記載の駆動方法は、制
御手段によりＬＥＤユニットグループを共通に制御する
共通制御データからなるＡＴＭパケットをＬＥＤ点灯周
期毎に伝送する工程と、共通制御データの転送周期内に
ＬＥＤユニットごとに個別に制御するＬＥＤユニット個
別制御データからなるＡＴＭパケットを伝送する工程と
を有する。

【００１６】本発明の請求項５に記載の駆動方法は、Ｌ
ＥＤユニットがＬＥＤドライバ回路及びコモンドライバ
制御信号を自律生成する工程とを有する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明者は、ＬＥＤ表示装置にお
ける表示画面の大型化と、精細表示化とを特定のデータ
転送方式を利用したＬＥＤ表示装置を用いることにより
達成できることを見いだし本発明を成すに到った。

【００１８】具体的には、本発明はデータを転送する制
御手段となるコントローラと各々のＬＥＤユニット間の
データ伝送に非同期転送方式（以下、ＡＴＭ（asynchro
noustransfer mode）とも呼ぶ）を利用する。特に、表
示用映像データ、及び各種制御信号をＡＴＭパケットセ
ルというデータの単位にして多重化し、高速なシリアル
通信を各ＬＥＤユニット間及びＬＥＤユニットと映像ソ
ース間などで行うＬＥＤ表示装置としたものである。

【００１９】ＡＴＭパケットを利用した本発明のＬＥＤ
表示装置例を図２に示す。また、コントローラ２０３か
らＬＥＤユニット２０２に転送されるＡＴＭパケットの
フォーマット例を図３と共に以下に記す。ＡＴＭパケッ
トのフォーマットは、共通制御データとＬＥＤユニット
個別制御データの２種類のデータで構成している。共通
制御データはＨｄｒ部（先頭データ）、制御データ部、
Ｅｏｐ部（終了データ）で構成している。Ｈｄｒ部はＬ
ＥＤユニットグループを識別するグループＩＤとＬＥＤ
ユニットモジュールを識別する識別情報（以下、モジュ
ールＩＤとも呼ぶ）で構成している。制御データ部は、
ＬＥＤユニットをダイナミック点灯制御をするさいの走
査ドライバの選択情報、あるいは階調ドライバへの各種
制御情報などが含まれている。

【００２０】ＬＥＤユニット２０２側でこのようなＡＴ
Ｍパケットを利用したデータを参照することにより制御
信号を自律生成する。ＬＥＤのブランキング周期はコン
トローラ側で所定の周期により共通制御データを送出す
ることによって行う。ある一定周期の制御となるＬＥＤ
点灯制御などにおいては、ＡＴＭパケットセルを一定周
期でイベント発生させる。他方、ＬＥＤユニット２０２
側で制御データの受信周期に応じて、各種制御信号を自
律生成する。共通制御データを含むＡＴＭパケットセル
のＥｏｐ部はパケットの終了を示す。これにより次なる
データ受信処理への移行を行うことができる。

【００２１】ＬＥＤユニット個別制御データを含むＡＴ
ＭパケットのＨｄｒ部にはＬＥＤユニット２０２を識別
する識別情報（以下、ユニットＩＤとも呼ぶ。）を含ん
でいる。各ＬＥＤユニット２０２には自らのユニットＩ
Ｄを記憶する記憶手段を持っており、Ｈｄｒ部のユニッ
トＩＤとＬＥＤユニット自らのユニットＩＤとを比較手
段で比較し一致すれば受信する。

【００２２】ＬＥＤユニット個別制御データのデータ領
域には表示用映像データ及び／又は表示用映像データを
含ませることもできる。表示用映像データは、ＬＥＤユ
ニット２０２のドット数、点灯周期、表示色の数、単位
点灯周期あたりのＬＥＤの数等の条件でデータ量は異な
るが、仕様に応じてシステム設計側で自由に設定するこ
とができる。また表示用映像データは各ＬＥＤユニット
２０２のＬＥＤ点灯指示及び消灯指示、階調クロックの
分周設定、ＬＥＤのドライバ制御及びＬＥＤユニット２
０２内部回路の制御などを行うこともできる。最後に、
ＬＥＤユニット個別制御データを含むＡＴＭパケットの
ＥＯＰ部は同データの終了を示し次なるアクションを起
こすことができる。

【００２３】共通制御データは全ＬＥＤユニット２０２
で受信処理を行うが、ＬＥＤユニット個別制御データは
Ｈｄｒ部のユニットＩＤで合致したデータのみＬＥＤユ
ニット２０２で受信処理を行う。ＬＥＤユニット個別制
御データはＬＥＤユニットモジュール２１１中において
最大ＬＥＤユニット２０２の枚数分転送させればよい。
なお、複数のＬＥＤユニット２０２が接続されており、
その中の１か所のＬＥＤユニット２０２のみを表示する
場合、そのＬＥＤユニット個別制御データのみを転送す
ることもできる。

【００２４】図２にはＬＥＤユニット２０２がマトリク
ス状に配列され一つのモジュールとしてＬＥＤユニット
モジュール２１１を構成してある。また、各ＬＥＤユニ
ットモジュール２１１が複数配置し一つのグループとし
てＬＥＤユニットグループ２２１を構成してある。各Ｌ
ＥＤユニットグループ２２１、ＬＥＤユニットモジュー
ル２１１やＬＥＤユニット２０２を画面サイズに応じて
組み合わせ、映像ソース２００からのデータをコントロ
ーラ２０３を介して表示するＬＥＤ表示装置を構成して
ある。各ＬＥＤユニット２０２のモジュールや各ＬＥＤ
ユニットモジュール２１１のグループに対しデータをそ
れぞれ分配する分配手段２１４、２２４を配置させＬＥ
Ｄ表示装置が構成されている。

【００２５】分配手段２１４はＡＴＭパケットセルであ
る共通制御データのＨｄｒ部のモジュールＩＤを参照し
該当するＬＥＤユニットモジュールへルーティング制御
を行う。次段の分配手段２２４で共通制御データのＨｄ
ｒ部のユニットＩＤを参照し該当するＬＥＤユニットへ
のルーティング制御を行う。一方、ＬＥＤユニット２０
２側では共通制御データを受信しＬＥＤユニット２０２
の制御データとして利用する。

【００２６】また、ＬＥＤユニット個別制御データもＬ
ＥＤユニット２０２のユニットＩＤが合えば同様に受信
し制御データに従って、ＬＥＤユニット２０２を表示制
御する。転送先のアドレスを示すグループＩＤ、モジュ
ールＩＤやユニットＩＤはＬＥＤ表示装置のコントロー
ラ２０３側で行うことができる。データストローブ方式
を利用した場合、データ転送のタイミングを利用するだ
けでＬＥＤユニット２０２側で各種クロック信号などを
生成させることができる。以下、本発明の構成について
詳述する。

【００２７】（ＡＴＭパケット形式のデータ１００）本
発明に用いられるＡＴＭパケット形式のデータを利用す
ることにより、各ＬＥＤユニット側で独立にクロック信
号などの制御信号を生成することができるものである。
ＬＥＤユニットを駆動させる上記データは一定の符号化
方式（Data/Strobe符号化方式や10 B1C符号化方式な
ど）を利用して形成させることができる。

【００２８】具体的なＡＴＭパケットセルのフォーマッ
ト例を図３に示す。図３には、少なくともヘッダ或いは
転送先アドレスを示す「Ｈｄｒ」部と、データ部と、パ
ケットの終了を示す「ＥＯＰ」部の３つの部分を組み合
わせて構成されたパケットが示してある。それぞれの部
分は、長さに制限を加えることなくデータを構成するこ
とができる。また、データストローブ符号化方式の例を
図４に示してある。

【００２９】例えば本発明において、複数のＬＥＤユニ
ットグループ２２１、複数のＬＥＤユニットモジュール
２１１及び複数のＬＥＤユニットにより構成される場
合、Ｈｄｒ部においてＬＥＤディスプレイのグループを
識別する識別因子としてグループＩＤ、ＬＥＤユニット
モジュールを識別するモジュールＩＤ及びＬＥＤユニッ
トを識別するユニットＩＤ等が割り付けることができ
る。また、転送するデータの部分はＬＥＤユニット２０
２内のドット数、点灯周期、ＬＥＤユニット２０２数に
応じてデータ長を決定することができる。したがって、
可変長に設定可能なＡＴＭパケットのサイズを有効に利
用することができる。

【００３０】これら、転送先のアドレスはＬＥＤ表示装
置のシステム設計側で自由に設定することができる。ま
た、データ部は表示用映像データ及び／又は制御データ
から構成することができる。表示用映像データは、ＬＥ
Ｄユニット２０２のドット数、点灯周期、表示色の数、
単位点灯周期あたりのＬＥＤの数等の条件でデータ量は
異なるが、仕様に応じてシステム設計側で自由に設定す
ることができる。

【００３１】同様に制御データは、各ＬＥＤユニットの
ＬＥＤ点灯指示及び消灯指示、階調クロックの分周設
定、ＬＥＤドライバ制御及びＬＥＤユニット回路の制御
等を行うことができる。従って、水平同期、垂直同期、
ＬＥＤブランキング周期はコントローラ２０３側で所定
の周期で、制御データを送出することによって行うこと
ができる。一定周期の制御を行うＬＥＤ点灯制御におい
ては、制御データを含むＡＴＭパケットセルを一定周期
でイベント発生させる。特に本発明においてはＬＥＤユ
ニット２０２側で受信した制御データの種類に応じて、
各種制御信号を自律生成することができる。

【００３２】（制御手段１０３、２０３）制御手段１０
３、２０３は映像データや各ＬＥＤユニット２０２を制
御する制御データをＬＥＤユニット２０２側に伝送する
ものである。したがって、映像ソース２００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２００として映像データを制御手段１０
３、２０３側で受け取りＡＤ（アナログ to デジタル）
変換する。変換後、制御手段１０３、２０３がＲＧＢの
デジタルデータとしてＡＴＭパケットの形式にフォーマ
ットし伝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、ＡＴＭパケットの形式にフォーマットしたデジタ
ルデータをＬＥＤユニット側２０２に直接伝送すること
もできる。

【００３３】制御手段側１０３、２０３からＬＥＤユニ
ット側２０２に伝送されるデータのタイミングを制御す
ることにより、ＬＥＤユニット側２０２でこれを受信し
ＬＥＤの点灯を制御するブランキングなど各種クロック
信号を自律生成することができる。具体的には、制御手
段１０３、２０３からＬＥＤユニットグループ２２１を
共通に制御する共通制御データからなるＡＴＭパケット
をＬＥＤ点灯周期毎に伝送する。他方、共通制御データ
の転送周期内にＬＥＤユニット２０２ごとに個別に制御
するＬＥＤユニット個別制御データからなるＡＴＭパケ
ットを伝送することによりＬＥＤユニット側２０２で各
種クロック信号を自律生成することができる。

【００３４】（ＬＥＤユニット２０２）ＬＥＤユニット
２０２は、発光ダイオードを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。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。

【００３５】また、基板上に設けられた配線と各発光ダ
イオードを駆動させる駆動手段、伝送されたデータを一
時的に保存する記憶手段、予め各ＬＥＤユニットごとに
設けられた識別情報などを記憶する記憶手段、伝送され
たデータを各ＬＥＤユニットの識別情報と比較し自らの
ＬＥＤユニットデータであることを判定する比較手段、
比較判定後に受信処理されたデータに基づき各々の発光
ダイオードに供給する電力を演算する演算手段や得られ
たデータに基づいて同期クロック信号を発生する同期ク
ロック信号発生手段などと電気的に接続され構成されて
いる。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。

【００３６】（同期クロック発生手段）同期クロック発
生手段は、ＬＥＤユニット側の復号器６０２でデータ信
号とストローブ信号の排他的論理和をとることによっ
て、同期クロックを生成することができる。この同期ク
ロックをもとにブランキング信号(BLANK)、データラッ
チ信号(LATCH)、シフトクロック信号(SCLK)や階調基準
クロック信号(GDCK)などの各種信号をタイミング生成回
路６０５により生成することができる。駆動手段は、発
光ダイオードなど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。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。

【００３７】（記憶手段６０７）記憶手段６０７とは、
各ＬＥＤユニット２０２を識別するユニットＩＤを記憶
するものである。このような記憶手段６０７は種々の半
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。各ユニットＩＤは、各ＬＥＤユニット２０２ご
とに個別に記憶させても良いし、制御手段側から識別情
報の設定指示及び設定データを第１のＬＥＤユニット２
０２に対し転送し、第１のＬＥＤユニット２０２からの
識別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してもよい。順次識別値をイン
クリメントする方法では、個々のＬＥＤユニット２０２
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１０３、２０３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。具体的には、映像ソースの発生や各ＬＥＤユニット
２０２などを制御する制御手段６０７からユニットＩＤ
設定モードに移行するための制御コマンドを全ＬＥＤユ
ニット２０２に対して転送する。これにより各ＬＥＤユ
ニット２０２は出力セレクタをスルーモードからユニッ
トＩＤのカウントアップモードへ切り換える。

【００３８】その後、制御手段１０３、２０３側からユ
ニットＩＤの初期データを第１段目のＬＥＤユニット２
０２に転送する。各ＬＥＤユニットは順次カウントアッ
プされたユニットＩＤを自らのユニットＩＤとして記憶
手段に記憶することができる。

【００３９】なお、スルーモードとは制御手段よりＬＥ
Ｄユニットが受信したＬＥＤユニット個別制御データを
第１段目のＬＥＤユニットから次のＬＥＤユニットへそ
のまま同データを送信するモードである。また、カウン
トアップモードとはＬＥＤユニットがそのまま送信せず
一旦受信し、データの内容を変更後（カウントアップ）
に次のＬＥＤユニットへ送信するモードを言う。

【００４０】（比較手段６０８）比較手段６０８とは制
御手段１０３、２０３から伝送されたＡＴＭパケット形
式であるデータのＨｄｒ部にあるユニットＩＤと各ＬＥ
Ｄユニットの記憶手段に記憶されたユニットＩＤと比較
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。

【００４１】（発光ダイオード）発光ダイオードは、種
々の発光が可能な半導体発光素子を利用することができ
る。半導体素子としては、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、
ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａ
Ｎ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｌＮなど
の半導体を発光層に利用したものが挙げられる。また、
半導体の構造も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。

【００４２】半導体層の材料やその混晶度により発光波
長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。
さらに、量子効果を持たせるため発光層を薄膜とした単
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。

【００４３】ＲＧＢの３原色だけでなく、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。この場合、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。

【００４４】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やチップタイプＬＥＤなど
や発光素子そのものを利用するものが挙げられる。

【００４５】（ＬＥＤユニットモジュール２１１及びＬ
ＥＤユニットグループ２２１）ＬＥＤユニットモジュー
ル２１１及びＬＥＤユニットグループ２２１は、ＬＥＤ
表示装置を構成する画面は所望の大きさにより種々選択
するために利用することができる。具体的には、画面が
大きい場合、ＬＥＤユニット１０２、２０２を複数集め
たＬＥＤディスプレイを１つのＬＥＤユニットモジュー
ル２１１として構成すればよい。更に大きい画面を構成
する場合、ＬＥＤユニット１０２、２０２を画面の大き
さまで複数集めても良いし、ＬＥＤユニットモジュール
２１１を複数集めたＬＥＤユニットグループ２１１とし
て構成することもできる。

【００４６】（分配手段２１４、２２４）分配手段２１
４、２２４は、ＬＥＤユニット２０２を複数もったＬＥ
Ｄユニットグループ２２１やＬＥＤユニットモジュール
２１１の分配を行うために好適に用いられる。分配手段
２１４、２２４は、受信したデータ（ＡＴＭパケット）
のＨｄｒ部を読みどのＬＥＤユニット２０２のグループ
やモジュールに配信するかを判断して伝送する。そのた
め、ＡＴＭパケットのＨｄｒを読みとる演算手段とＡＴ
Ｍパケットを選択的に配信する機能を持つ。このような
分配手段２１４、２２４はＣＰＵなどで比較的簡単に構
成することができる。分配手段２１４、２２４はＬＥＤ
ユニット２０２と個別に設けることもできるしＬＥＤユ
ニット内２０２に配置させることもできる。

【００４７】信号の物理インタフェースである接続部は
コントローラからのデータをＬＥＤユニットにシリアル
伝送する手段であり配線を用いて電気的に接続させるこ
ともできるし光ファイバ、電磁波を直接利用して伝送す
ることもできる。配線による場合、接続部にはデータ線
とストローブ線の２種類の信号線である接続線を利用す
ることによって好適に構成することもできる。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。

【００４８】

【実施例】

（実施例１）発光ダイオードとして発光層にＩｎＧａＮ
を用いたものと、ＡｌＧａＩｎＰを用いたものを利用し
た。窒化物系化合物半導体であるＩｎＧａＮは、Ｉｎの
組成を変えることにより青色発光の発光ダイオードと、
緑色発光の発光ダイオードとを形成させた。ＡｌＧａＩ
ｎＰを用いたものは赤色発光の発光ダイオードとして利
用した。各発光層がそれぞれ形成されたＬＥＤチップ
は、マウント・リード上に配置されると共に金線を用い
てインナー・リードとそれぞれワイヤーボンディングさ
せた。各ＬＥＤチップをエポキシ樹脂を用いてモールド
することにより発光観測面から見て楕円状の砲弾型発光
ダイオードを形成させた。

【００４９】導電性パターンが形成された基板上にＲＧ
Ｂがそれぞれ発光可能な各発光ダイオードを１絵素とし
てドットマトリックス状に配置した。また、基板には、
各発光ダイオードを駆動させる半導体スイッチング素子
であるコモンドライバーとセグメントドライバーにより
構成される駆動手段、伝送されたデータを一時的に保存
する半導体メモリ、予め各ＬＥＤユニットごとに設けら
れた識別情報などを記憶する記憶手段としての半導体メ
モリ、伝送されたデータを各ＬＥＤユニットの識別情報
と比較し自らのＬＥＤユニットデータを選択する演算手
段、選択されたデータに基づき各々の発光ダイオードに
供給する電力を演算する演算手段が配置された基板とリ
ードを用いて電気的に接続されている。

【００５０】電気的に接続されたものを樹脂で形成され
たパッケージ内に収容することによりＬＥＤユニットを
構成させた。ＬＥＤユニットはＬＥＤユニットを制御す
るコントローラと分配手段を介して接続させてある。各
ＬＥＤユニットは１６枚数のＬＥＤユニットがマトリク
ス状に配列され一つのモジュールとしてＬＥＤユニット
モジュールを構成してある。

【００５１】各ＬＥＤユニットのモジュールに対しデー
タを分配する分配手段を配置させＬＥＤ表示装置が構成
される。分配手段は転送先アドレスを示すＡＴＭパケッ
トセルのＨｄｒ部を参照し、どの行のＬＥＤユニットモ
ジュールであるかを判定する。ＡＴＭパケットセルの転
送先アドレスに従ってルーティング後、該当ポートへ出
力を制御する。ＬＥＤユニット側では出力されたＡＴＭ
パケットセルのＨｄｒ部に示されたユニットＩＤを参照
し、自分のユニットＩＤと合致すれば受信処理を行うと
共に各データを演算させた後ＬＥＤユニットの駆動手段
を駆動させる。また、ＬＥＤユニットがデータ信号とス
トローブ信号の排他的論理和をとることによって、生成
された同期クロック信号に基づいてブランキング信号
（BLANK）、データラッチ信号(LATCH)、シフトクロック
信号(SCLK)や階調基準クロック信号(GDCK)を自律生成す
る。これらによりＬＥＤユニットが複数組み合わされた
ＬＥＤ表示装置を表示制御することができる。

【００５２】制御手段側の具体的回路構成としては、図
５の如くFIFO（First In First Out）５０１、制御デー
タ一時記憶メモリ(Control Buffer)５０７、タイミング
生成回路（Timing Generator）５０６、発振器(OSC)５
０５、並直列変換器（Parallel To Serial）５０２、符
号化回路(Encorder)５０３、ドライバ５０４などで構成
されている。

【００５３】制御手段側は、映像ソースからのアナログ
データをアナログ／デジタル変換後、ＲＧＢ（赤色、緑
色、青色）のデジタルデータを表示用映像データとして
受け取り、制御手段側でFIFO５０１に一時的に蓄積す
る。また、ＬＥＤユニットを制御する制御データは、制
御データ一時記憶メモリ５０７に書き込んでおく。発振
器５０５を基本クロックとして動作するタイミング生成
回路５０６で点灯周期毎に発生するブランキング信号
（BLANK）をトリガとして、制御データ及び表示用映像
データを所定のタイミングでFIFO５０１および制御デー
タ一時記憶メモリ５０７から読み出しを行う。この時、
ＡＴＭパケットの形式にデータを生成し、並直列変換器
５０２にて並列データから直列データに変換を行う。

【００５４】さらに、直列データに変換後、符号化回路
５０３でデータストローブ符号化処理を行う。処理され
た信号は、ドライバ５０４を介してデータ信号、ストロ
ーブ信号としてＬＥＤユニット側へ転送する。なお、デ
ータ伝送速度は制御手段の基本クロック周波数で決定さ
れる。共通制御データはブランキング信号のトリガ周期
で送信され、ＬＥＤユニット側でこれを受信しＬＥＤの
点灯を制御するブランキング信号を再生することとな
る。

【００５５】他方、ＬＥＤユニット側の回路構成とし
て、より具体的には図６に示す如くレシーバー６０１、
復号器（Decoder）６０２、タイミング生成回路（Timin
g Generator）６０５、直並列変換器（Serial To Paral
lel）６０３、比較手段（Comparater）６０８、ＬＥＤ
ドライバーコントローラー（LED Driver Controlle
r）６０９、アドレス生成回路(ＡＤＲ Generator)６０
６、コモンドライバ（Common Line Driver）６１１、発
振器(OSC)６０４などで構成されている。ＬＥＤユニッ
ト内部では制御手段側から転送された信号により以下の
如き駆動する。

【００５６】制御手段側からデータ信号及びストローブ
信号で転送されたＡＴＭパケット形式のデータはレシー
バー６０１を介して復号器６０２でデータストローブ復
号処理を行うと共に同時に同期クロックを生成させる。
この同期クロックをもとにタイミング生成回路６０５で
ブランキング信号（BLANK）、データラッチ信号(LATC
H)、シフトクロック信号(SCLK)や階調基準クロック信号
(GDCK)などの各種信号を生成させる。データストローブ
復号化したデータを直並列変換器６０３にて直列データ
から並列データに変換する。変換されたデータは、各種
制御データ、表示データごとに時分割にラッチさせ自ら
のＬＥＤユニットに用いられるデータか否かを記憶手段
６０７に記憶されたユニットＩＤと比較手段６０８で比
較することにより判断する。

【００５７】自らのＬＥＤユニットのデータであればＬ
ＥＤドライバーのコントローラー６０９に転送する。ま
た、共通制御データの制御データとしてコモンドライバ
選択アドレス（ＡＤＲ０：３）の情報を載せて送信して
ある。この情報をＬＥＤユニット側のアドレス生成回路
６０６で再生したのち復号器６１０で復号させる。復号
されたコモンドライバ選択アドレスのデータに基づいて
コモンドライバ６１１を１６分の１周期で切換えダイナ
ミック点灯制御を行う。

【００５８】次に、実施例のデータ処理例を図７を用い
て示す。ＬＥＤ表示装置は１／１６Duty時のダイナミッ
ク駆動点灯方式を利用してある。ＡＴＭパケットのフォ
ーマットは、共通制御データとＬＥＤユニット個別制御
データで構成されＬＥＤユニットモジュールあたりのＬ
ＥＤユニット接続段数で決定される。上述のデータ処理
例ではｍ段の１６×１６ドットマトリックスのＬＥＤユ
ニットが接続されており、１６本のコモンラインを切り
換えてダイナミック点灯を行う。

【００５９】図中、ＬＥＤユニットの１画面分のデータ
を１フレーム周期とし、アドレス（ＡＤＲ）０から１５
までのＡＴＭパケット形式のデータで形成されている。
ＡＤＲ＝２の場合、先頭に共通制御データＡＤＲ＝２を
配する。また、表示するＬＥＤユニット分のＬＥＤユニ
ット個別制御データがユニット０からユニットｍ−１の
ｍ個のＡＴＭパケット形式のデータで１点灯周期毎に点
灯させる。制御手段側では共通制御データをブランキン
グ信号のトリガ周期で発生させ、各ＬＥＤユニットのＬ
ＥＤユニット個別制御データを次の共通制御データまで
の間で送信させる。共通制御データのＨｄｒ部のデータ
パターンは特有のパターンで送信し、各ＬＥＤユニット
側ではこの特有のパターンを認識してＬＥＤのブランキ
ング信号を再生させる。さらに共通制御データの制御デ
ータを抽出し、コモンドライバの選択情報(ＡＤＲ０：
３)を識別しＬＥＤ点灯制御を行う。また、ブランキン
グ信号を再生することで前周期の表示用映像データをラ
ッチするラッチ信号も同時に再生する。ＬＥＤユニット
個別制御データは各ＬＥＤユニットが持つ自らのユニッ
トＩＤであることを認識後、表示用映像データとして取
り込む。

【００６０】なお、本実施例ではＬＥＤの点灯時期は１
コモンライン周期分のＬＥＤユニット個別制御データを
全ＬＥＤユニットが受信後、次のコモンライン周期でＬ
ＥＤユニットモジュールを一度に同時点灯させたが、各
ＬＥＤユニットでＬＥＤユニット個別制御データを受信
後順次点灯を開始しても良い。このように本発明の構成
とすることで比較的簡単な配線で大型化や高精細化が可
能なＬＥＤ表示装置とすることができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明の構成とすることにより高精細化
と高画質化とを両立させることができる。特に、ビルボ
ードのような壁面に配置させる大型表示装置には本発明
の構成とすることにより効果が大きい。すなわち、各種
制御信号をＬＥＤユニット内部で自動生成することによ
って信号線を削減することができる。

【００６２】また、高速シリアル通信でデータ転送を行
うことにより信号線数を大きく減少することが可能であ
る。そのため、ＬＥＤユニットの数が増減しても接続部
の構成を小型かつ簡略化することができる。同様に、同
期クロック及び階調基準クロックなどをＬＥＤ内部で発
生させることができるため信号劣化や放射ノイズの問題
が回避することができる。

【００６３】表示用映像データをＡＴＭパケットセルで
転送するためデータのビット長が変化してもコントロー
ラとＬＥＤユニット間やＬＥＤユニット間同士でのバス
の増減は発生せず同一インタフェースのままデータビッ
ト長を可変にできる。したがって、表示階調レベルが異
なるシステムにおいても柔軟に対応することができる。

【００６４】ＬＥＤの表示用映像データの他に、輝度補
正データなど種々のデータを同一インタフェースでユニ
ット個別データとして各ＬＥＤユニットに提供すること
ができる。ユニットＩＤが割り付けられているため各Ｌ
ＥＤユニットの独立点灯制御をも行うことができる。

【００６５】ＬＥＤユニット個別制御データの表示用映
像データ長を可変にすることができるためＬＥＤ表示装
置の点灯方法を容易に変えることができる。具体的に
は、ダイナミック駆動させる駆動周期をコントローラ側
でコモンドライバの選択情報を制御することにより柔軟
に対応することができる。

【００６６】ＬＥＤユニットの制御回路がかわっても、
信号インタフェースを変更せずに制御データの制御種別
を変更することで対応することができる。即ち、信号線
の追加や変更を行うことなくＬＥＤユニットの機能面で
のグレードを変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のＬＥＤ表示装置の模式的説明
図を示す。

【図２】図２は、他の本発明のＬＥＤ表示装置を示す模
式的説明図である。

【図３】図３は、本発明に利用されるデータ形式を説明
する模式的説明図である。

【図４】図４は、本発明のＬＥＤ表示装置に利用される
コントローラ側の回路構成例を示す模式図である。

【図５】図５は、本発明のＬＥＤ表示装置に利用される
ＬＥＤユニット側の回路構成例を示す模式図である。

【図６】図６は、本発明に利用されるＡＴＭパケットの
サイクル構造例を示す模式図である。

【図７】図７に本発明の駆動方法を説明する模式的説明
図である。

【図８】図８に本発明と比較のために示すＬＥＤ表示装
置の模式的説明図を示す。

【符合の説明】

１００・・・ＡＴＭパケット形式のデータ１０１・・・ＬＥＤディスプレイ１０２・・・ＬＥＤユニット１０３・・・制御手段２００・・・映像ソース２０２・・・ＬＥＤユニット２０３・・・コントローラ２１４、２２４・・・分配手段２２１・・・ＬＥＤユニットグループ５０１・・・ＦＩＦＯ５０２・・・並直列変換器５０３・・・符号化回路５０４・・・ドライバ５０５・・・発信器５０６・・・タイミング生成回路５０７・・・コントロールデータバッファ６０１・・・レシーバ６０２・・・復号器６０３・・・直並列変換器６０４・・・発信器６０５・・・タイミング生成回路６０７・・・記憶手段６０８・・・比較手段６０９・・・ＬＥＤドライバコントローラ６１０・・・復号器６１１・・・コモンドライバ６１２・・・ＬＥＤドットマトリックス表示器８０１・・・ＬＥＤ表示装置８０２・・・ＬＥＤユニット８０３・・・コントローラ８０４・・・分配器８０５・・・駆動ドライバ８１０・・・映像データ８２０・・・制御データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の発光ダイオードが配置され各々の発
光ダイオードを制御するＬＥＤユニットと、映像データ
を複数の前記ＬＥＤユニットに伝送する制御手段とを有
するＬＥＤ表示装置であって、前記制御手段がＡＴＭパケットの形式にフォーマットさ
れたデータを各ＬＥＤユニットに転送すると共に、前記
ＬＥＤユニットが各ＬＥＤユニットごとに設けられた識
別情報を記憶する記憶手段と前記制御手段からのデータ
を各ＬＥＤユニットの識別情報と比較し自らのデータを
選択して受信処理を行う比較手段を持っていることを特
徴とするＬＥＤ表示装置。
【請求項２】前記制御手段が少なくともデータ信号とス
トローブ信号をそれぞれシリアル転送すると共に前記Ｌ
ＥＤユニットが、データ信号とストローブ信号の排他的
論理和をとることによりデータ信号に同期したクロック
信号を自律生成するクロック信号発生手段を持っている
請求項１記載のＬＥＤ表示装置。
【請求項３】複数の発光ダイオードが配置されると共に
制御手段からのデータを処理することにより各々の発光
ダイオードを制御するＬＥＤユニットから構成される複
数のＬＥＤユニットグループを有するＬＥＤ表示装置の
駆動方法であって、ＡＴＭパケットの形式であるデータを制御手段からシリ
アル転送する工程と、分配手段によりルーティングスイッチし所望のＬＥＤユ
ニットに配信する工程と、前記データを受信し各ＬＥＤユニットの識別情報と比較
し自らのＬＥＤユニットデータかを判断する工程と、自らのデータのみ受信処理を行う工程とを有することを
特徴とするＬＥＤ表示装置の駆動方法。
【請求項４】前記制御手段によりＬＥＤユニットグルー
プを共通に制御する共通制御データからなるＡＴＭパケ
ットをＬＥＤ点灯周期毎に伝送する工程と、前記共通制御データの転送周期内にＬＥＤユニットごと
に個別に制御するＬＥＤユニット個別制御データからな
るＡＴＭパケットを伝送する工程とを有する請求項３記
載のＬＥＤ表示装置の駆動方法。
【請求項５】ＬＥＤユニットがＬＥＤドライバ回路及び
コモンドライバ制御信号を自律生成する工程とを有する
請求項４記載のＬＥＤ表示装置の駆動方法。