WO2003098587A1 - Charge/discharge control circuit, light emitting device, and drive method thereof - Google Patents

Description

明 細 書 充放電制御回路、 発光装置及びその駆動方法 技術分野

本発明は、 例えば複数の発光素子や液晶などの被駆動素子を配列してなる表示 部を備えた発光装置において充放電を制御する充放電制御回路、 発光装置及びそ の駆動方法に関する。 背景技術

今日、 100 Omc d以上の高輝度の発光ダイオードが RGBそれぞれ開発さ れ、 大型の LEDディスプレイが作製されるようになった。 この LEDディスプレ ィは軽量、 薄型化が可能で且つ消費電力が低いこと等の特徴を有し、 屋外でも使用 可能な大型ディスプレイとして需要が急激に増加している。

実際には、 大型の LEDディスプレイは、 設置場所に合わせて複数の LEDュニ ットを組み合わせることにより構成されており、 その LEDユニットは、 基板上に R G Bの発光ダイオードがドットマトリクス状に配置されて構成される。

また、 L EDディスプレイには各発光ダイォードを個々に駆動することができる 駆動回路が設けられている。 具体的には、 LEDディスプレイにおいて、 各 LED ユニットに対してそれぞれ表示データを転送する各 LED制御装置が接続され、 そ れらが複数個接続されて 1つの大型ディスプレイを構成している。 LEDディスプ レイが大型になれば、 .使用される LEDユニットが増え、 大きいものでは例えば、 縦 300 X横 400の合計 12万の LEDュニットが使用される。

また、 LEDディスプレイにおいて駆動方式としてはダイナミック駆動方式が用 いられ、 具体的には以下のように接続されて駆動される。

例えば、 mXnドットマトリクスで構成された LEDユニットの場合、 各行に位 置する各発光ダイオード （LED) のアノード端子が 1つのコモンソースラインに 共通に接続され、 各列に位置する各発光ダイオード （LED) の力ソード端子が 1 つの電流ラインに共通に接続される。 そして、 m行のコモンソースラインを所定の周期で順次 O Nすることにより、 表 示させる。 尚、 m行のコモンソースラインの切り.換えは、 例えば、 アドレス信号に 基いてデコーダ回路を介して行われる。

以上発光ダイオードを用いた従来の L E D表示装置について説明したが、 エレク トロルミネッセンス表示装置、 フィールドェミッションタイプ表示装置 （F E D) 、 液晶などにおいても同様の駆動回路 （方法） で駆動することができる。 しかしながら、 従来の L E D表示装置等の表示装置では、 選択されたコモンソ一 スラインに接続された発光ダイオード （発光素子） を点灯させているときに、 選択 されていない非点灯状態にあるコモンソースラインに接続された発光ダイオード (発光素子） に電荷が残留し、 そのコモンソースラインが選択された時に、 非選択 時に残留した電荷による余分な電流が生じるという問題点があつた。 このような余 分な電流の発生により、 発光しないように制御している発光ダイオードが微小に発 光する誤点灯が生じたり、 表示画像において十分なコントラストを得ることができ ないなど、 表示品質を低下させる原因となっていた。 そこで、 図 3に示されるよう に、 抵抗 (R 1 ) のみを使用した回路 3 7を駆動回路に設けて、 非選択状態にある コモンソースラインに接続された発光ダイオードのアノード端子側に残留した電荷 を接地端から放電させる方法が行われている。 しかしながら、 このような回路 3 7 を使用すると、 上記発光ダイオードの整流機能が十分でない場合には、 非選択状態 にある他のコモンソースラインに対して余分な電流が図 3中に矢印で示される経路 に沿って生じる。 従って、 発光しないように制御している発光ダイオードが微小に 発光する誤点灯は上記回路を設けることによって防止されず、 残留電荷等による余 分な電流の発生は、 依然として表示品質を低下させる原因となっている。 また、 こ のような残留電荷は発光素子のみならず駆動状態や非駆動状態で被駆動される寄生 容量を有するような被駆動素子においても発生するものであり、 例えば液晶表示装 置などの電圧制御素子においても問題となっていた。 加えて、 このような残留電荷 は素子本体に発生するのみならず、 素子に接続された配線等にも浮遊容量として発 生，残存するものであるので、 特に大型の表示装置など配線が長く、 また配線が多 くなると残留電荷も増える傾向にありこれらの残留電荷による誤点灯や誤表示、 誤 駆動が問題となる。 そこで、 本発明は上記残留電荷による影響を小さくでき、 表示品質の高い L E D 表示装置や液晶表示器、 E L表示器等の発光装置や C C Dなどの受光装置を実現可 能な充放電制御回路、 発光装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。 発明の開示

請求項 1に記載の発明は、 駆動状態と非駆動状態を持つ被駆動素子と、 一端を接 地した充電用素子と、 被駆動素子に接続されて駆動状態と非駆動状態を制御する駆 動回路を備える充放電制御回路であって、 被駆動素子に接続され、 被駆動素子及び /又は被駆動素子に接続される配線に発生する残留電荷を、 非駆動状態において充 電用素子に充電する充電経路と、 充電用素子に接続され、 残留電荷を駆動状態にお いて充電用素子から接地端に放電する放電経路を有する充放電制御回路である。 請求項 2に記載の発明は、 被駆動素子は、 複数の被駆動素子が m行 n列のマトリ クス状に配列されてなり、 その各列に配置された各被駆動素子の一方の端子をそれ ぞれ、 各列ごとに設けられた第一ラインに接続し、 かつ各行に配置された各被駆動 素子の他方の端子をそれぞれ、 各行ごとに設けられた第二ラインに接続しており、 第一ラインと第二ラインの少なくとも一方を通電制御する充放電制御回路である。 請求項 3に記載の発明は、 充電経路および放電経路は、 充電用素子を介して一端 を接地している充放電制御回路である。

請求項 4に記載の発明は、 充電経路は、 負荷を備えている充放電制御回路であ る。

請求項 5に記載の発明は、 放電経路は、 整流器を備える充放電制御回路である。 請求項 6に記載の発明は、 被駆動素子に接続され、 被駆動素子及び/又は被駆動 素子に接続される配線に発生する残留電荷を、 非駆動状態において充電用素子に充 電する充電経路は、 被駆動素子のアノード端子側に接続された充放電制御回路であ る。

請求項 7に記載の発明は、 整流器の一端は、 充電用素子に接続され、 他端は接地 側に接続されている充放電制御回路である。

請求項 8に記載の発明は、 被駆動素子は、 寄生容量を有する半導体素子である充 放電制御回路である。 請求項 9に記載の発明は、 充電用素子は、 コンデンサである充放電制御回路であ る。

請求項 1 0に記載の発明は、 前記負荷は、 抵抗器である充放電制御回路である。 請求項 1 1に記載の発明は、 整流器は、 ダイオードである充放電制御回路であ る。

請求項 1 2に記載の発明は、 被駆動素子は、 半導体発光素子である充放電制御回 路である。

請求項 1 3に記載の発明は、 被駆動素子は、 発光ダイオードである充放電制御回 路である。

請求項 1 4に記載の発明は、 被駆動素子は発光素子であり、 充放電制御回路は発 光素子の誤点灯を防止する誤点灯防止回路を構成する充放電制御回路である。 請求項 1 5に記載の発明は、 充電経路と放電経路が同じ経路であり、 充電用素子 に充電した残留電荷が、 被駆動素子の駆動状態における駆動電流として放電される 充放電制御回路である。

請求項 1 6に記載の発明は、 駆動状態と非駆動状態を持つ被駆動素子と、 一端を 接地した充電用素子と、 被駆動素子に接続されて駆動状態と非駆動状態を制御する 駆動回路を備える発光装置であって、 被駆動素子に接続され、 被駆動素子及び/又 は被駆動素子に接続される配線に発生する残留電荷を、 非駆動状態において充電用 素子に充電する充電経路と、 充電用素子に接続され、 残留電荷を駆動状態において 充電用素子から接地端に放電する放電経路を有する発光装置である。

請求項 1 7に記載の発明は、 被駆動素子は、 複数の被駆動素子が m行 n列のマト リクス状に配列されてなり、 その各列に配置された各被駆動素子の一方の端子をそ れぞれ、 各列ごとに設けられた第一ラインに接続し、 かつ各行に配置された各被駆 動素子の他方の端子をそれぞれ、 各行ごとに設けられた第二ラインに接続してお り、 第一ラインと第二ラインの少なくとも一方を通電制御する発光装置である。 請求項 1 8に記載の発明は、 充電経路および放電経路は、 充電用素子を介して一 端を接地している発光装置である。

請求項 1 9に記載の発明は、 充電経路は、 負荷を備えている発光装置である。 請求項 2 0に記載の発明は、 放電経路は、 整流器を備える発光装置である。 請求項 2 1に記載の発明は、 被駆動素子に接続され、 被駆動素子及び/又は被駆 動素子に接続される配線に発生する残留電荷を、 非駆動状態において充電用素子に 充電する充電経路は、 被駆動素子のアノード端子側に接続された発光装置である。 請求項 2 2に記載の発明は、 整流器の一端は、 充電用素子に接続され、 他端は接 地側に接続されている発光装置である。

請求項 2 3に記載の発明は、 被駆動素子は、 寄生容量を有する半導体素子である 発光装置である。

請求項 2 4に記載の発明は、 充電用素子は、 コンデンサである発光装置である。 請求項 2 5に記載の発明は、 負荷は、 抵抗器である発光装置である。

請求項 2 6に記載の発明は、 整流器は、 ダイオードである発光装置である。 請求項 2 7に記載の発明は、 被駆動素子は、 半導体発光素子である発光装置であ る。

請求項 2 8に記載の発明は、 被駆動素子は、 発光ダイオードである発光装置で.あ る。

請求項 2 9に記載の発明は、 被駆動素子は発光素子であり、 発光装置は発光素子 の誤点灯を防止する誤点灯防止回路を構成する発光装置である。

請求項 3 0に記載の発明は、 充電経路と放電経路が同じ経路であり、 充電用素子 に充電した残留電荷が、 被駆動素子の駆動状態における駆動電流として放電される 発光装置である。

また以上の目的を達成するために、 本発明の請求項 3 1に係る発光装置は、 複 数の発光素子を m行 n列のマトリクス状に配列し、 その各列に配置された各発光 素子の力ソード端子をそれぞれ、 各列ごとに設けられた電流ラインに接続しかつ 各行に配置された各発光素子のアノード端子をそれぞれ各行ごとに設けられたコ モンソースラインに接続してなる表示部を備えた発光装置において、 前記発光装 置は、 前記電流ラインに接続された複数の発光素子と、 入力される点灯制御信号 によって駆動状態と非駆動状態が制御され、 その各駆動状態において入力される 表示データに基いて前記各コモンソースラインを通電制御する駆動回路とを有 し、 該駆動回路は、 前記各発光素子のアノード端子および前記駆動回路に接続し 前記駆動状態から前記非駆動状態に移行する際に前記発光素子のアノード端子側 に発生する残留電荷を前記非駆動状態において充電用素子に充電する充電経路 と、 該充電経路に接続し前記残留電荷を前記駆動状態において前記充電用素子か ら接地端に放電する放電経路とを有する誤点灯防止回路を備えることを特徴とす る発光装置である。

このように構成すると、 上記駆動状態において発光素子又はその周辺に蓄積さ れた不要な残留電荷は、 上記非駆動状態において充電用素子に充電され、 上記駆 動状態において上記放電経路を介して放電されることによって、 所定の発光素子 を点灯させる駆動状態において、 残留電荷による影響を実質的になくすことがで き、 表示品質の高い発光装置を提供することができる。

また、 本発明に係る請求項 3 2記載の発明は、 前記放電経路は、 前記充電経路 に接続し前記駆動回路を経由して前記接地端に至る経路である請求項 3 1に記載 の発光装置である。

このように構成すると、 所定の発光素子を点灯させる駆動状態において、 残留 電荷による影響を実質的になくすことができ、 表示品質の高い発光装置を提供す ることができる。

また、 本発明に係る請求項 3 3記載の発明は、 前記駆動回路はさらに、 前記コ モンソースラインにそれぞれ対応して接続された m個の切り換え回路を備え、 前 記駆動状態において入力されるアドレス信号で指定されたコモンソースラインを 電流源と接続する電流源切り換え回路と、 順次入力される前記表示データの n個 の階調データをそれぞれ記憶する記憶回路を備え、 前記駆動状態において、 各記 憶回路に記憶された階調データに応じた階調幅で対応する電流ラインを通電状態 とする定電流制御回路部とを備えた請求項 3 1乃至 3 2に記載の発光装置であ る。

このように構成すると、 所定の発光素子を点灯させる駆動状態において、 残留 電荷による影響を実質的になくすことができ、 表示品質の高い発光装置を提供す ることができる。

また、 本発明に係る請求項 3 4記載の発明は、 前記充電経路は、 一端が前記各 発光素子のアノード端子側に接続し他端が接地された充電用素子を含む経路であ る請求項 3 1乃至 3 3に記載の発光装置である。 このように構成すると、 所定の発光素子を点灯させる駆動状態において、 残留 電荷による影響を実質的になくすことができ、 表示品質の高い発光装置を容易に 提供することができる。

また、 本発明に係る請求項 3 5記載の発明は、 前記放電経路は、 アノード端子 が前記充電経路に接続しカソ一ド端子が接地端方向に接続する整流器を含む経路 である請求項 3 1乃至 3 4に記載の発光装置である。

このように整流器を含む放電経路を形成することにより、 上記残留電荷を確実 に放電させることができ、 残留電荷による影響を実質的になくすことにより、 表 示品質の高い発光装置を容易に提供することができる。

また、 本発明に係る請求項 3 6記載の発明は、 前記充電経路は、 少なくとも一 つの抵抗器を備える経路である請求項 3 1乃至 3 5に記載の発光装置である。 このように構成すると、 上記残留電荷を確実に放電させることができ、 残留電 荷による影響を実質的になくすことにより、 表示品質の高い発光装置を容易に提 供することができる。

また、 本発明に係る請求項 3 7記載の発明は、 前記発光素子は、 発光ダイォー ドである請求項 3 1乃至 3 6に記載の発光装置である。

このように構成すると、 所定の発光素子を点灯させる駆動状態において、 残留 電荷による影響を実質的になくすことができ、 表示品質の高い発光装置を容易に 提供することができる。

また、 本発明に係る請求項 3 8記載の発明は、 前記充電用素子は、 コンデンサ である請求項 3 1乃至 3 7に記載の発光装置である。

このように構成すると、 所定の発光素子を点灯させる駆動状態において、 残留 電荷による影響を実質的になくすことができ、 表示品質の高い発光装置を容易に 提供することができる。

また、 本発明に係る請求項 3 9記載の発明は、 前記整流器は、 ダイオードであ る請求項 3 1乃至 3 8に記載の発光装置である。

このように構成すると、 所定の発光素子を点灯させる駆動状態において、 残留 電荷による影響を実質的になくすことができ、 表示品質の高い発光装置を容易に 提供することができる。 また、 本発明に係る請求項 4 0記載の発明は、 前記発光装置は、 L E Dデイス プレイである請求項 3 1乃至 3 9に記載の発光装置である。

このように構成すると、 所定の発光素子を点灯させる駆動状態において、 残留 電荷による影響を実質的になくすことができ、 表示品質の高い L E D表示装置を 容易に提供することができる。

また、 本発明に係る請求項 4 1記載の発明は、 複数の発光素子を m行 n列のマ トリクス状に配列し、 その各列に配置された各発光素子のカソード端子をそれぞ れ、 各列ごとに設けられた電流ラインに接続しかつ各行に配置された各発光素子 のアノード端子をそれぞれ各行ごとに設けられたコモンソースラインに接続して なる表示部を備え、 前記電流ラインに接続された複数の発光素子と、 入力される 点灯制御信号によつて駆動状態と非駆動状態が制御され、 その各駆動状態におい て入力される表示データに基いて前記各コモンソースラインを通電制御する駆動 回路とを有する発光装置の駆動方法であって、 点灯状態と非点灯状態を制御する 点灯制御信号によって、 駆動状態と非駆動状態を制御することと、 前記駆動状態 において入力される表示データに基いて前記各コモンソースラインの一端及び前 記各電流ラインの一端を通電制御することと、 前記各発光素子のアノード端子お よび前記駆動回路に接続した充電経路によって、 前記駆動状態から前記非駆動状 態に移行する際に前記発光素子のアノード端子側に発生する残留電荷を前記非駆 動状態において充電用素子に充電することと、 前記充電経路に接続し接地端に至 る放電経路によって、 前記残留電荷を前記駆動状態において前記充電用素子から 放電することを含むことを特徴とする発光装置の駆動方法である。

このような駆動方法とすることにより、 上記駆動状態において発光素子又はそ の周辺に蓄積された不要な残留電荷は、 上記非駆動状態において充電用素子に充 電され、 上記駆動状態において上記放電経路を介して放電されることによって、 所定の発光素子を点灯させる駆動状態において、 残留電荷による影響を実質的に なくすことができ、 表示品質の高い発光装置として使用することができる。 このように構成すると、 上記駆動状態において発光素子や駆動素子又はその周辺 や接続された配線などに蓄積された残留電荷は、 上記非駆動状態において充電経路 を介して充電用素子に充電され、 上記駆動状態において上記放電経路を介して放電 9 されることによって、 所定の発光素子や駆動素子を点灯又は駆動させる駆動状態に おいて、 残留電荷による影響を実質的になくすことができ、 表示品質の高い表示装 置を実現可能な充放電制御回路、 発光装置及びその駆動方法を提供することができ る。

さらには、 所定の発光素子や駆動素子、 電荷素子を点灯や駆動させる駆動状態に おいて、 残留電荷による影響を実質的になくすことができ、 表示品質の高い表示装 置を実現可能な充放電制御回路、 発光装置及びその駆動方法を提供することができ る。

また、 整流器を含む放電経路を形成することにより、 上記残留電荷を確実に放電 させることができ、 残留電荷による影響を実質的になくすことにより、 表示品質の 高い表示装置を実現可能な充放電制御回路、 発光装置及びその駆動方法を提供する ことができる。

さらにはこのような充放電制御回路を設けることにより、 上記駆動状態において 発光素子や駆動素子、 電荷素子又はその周辺の配線などに蓄積された不要な残留電 荷は、 上記非駆動状態において充電用素子に充電され、 上記駆動状態において上記 放電経路を介して放電されることによって、 所定の発光素子や駆動素子や電荷素子 を点灯や駆動させる駆動状態において、 残留電荷による影響を実質的になくすこと ができ、 表示品質の高い表示装置を実現可能な充放電制御回路、 発光装置及びその 駆動方法として使用することができる。

(駆動状態と非駆動状態）

典型的には、 被駆動素子が電流駆動素子であれば所望の電流を流すことで駆動状 態とすることができ、 被駆動素子が電圧駆動素子であれば所望の電圧を印加するこ とにより駆動状態とすることが可能である。 また、 反転素子や反転回路等を設ける 場合には上記駆動、 非駆動状態における電流 ·電圧印加状態は逆転させることがで きるし、 被駆動素子の特性によっても種種の電流 ·電圧印加状態の設定が可能であ るし、 電流や電圧以外の例えば電界や磁界等による制御を受ける素子に対しても駆 動状態と非駆動状態が存在する。 ここでいう駆動状態と非駆動状態とは、 少なくと も 2つ以上の異なる状態として認識または観察 '評価できるようなことを指すもの であり、 駆動状態の駆動レベルや非駆動状態の非駆動レベルをそれぞれ 2段階以上 6169

10 有するような状態も含めるものである。

(被駆動素子）

本明細書において被駆動素子とは、 駆動制御信号等に基づいて駆動されるような 素子や装置を指す。 典型的にはキャパシタンス成分を備える素子であり、 半導体発 光ダイォードゃ液晶、 E L、 レ一ザダイオード、 C C D、 フォトダイオード、 フォ 卜卜ランジス夕、 半導体メモリ、 C P U、 各種センサー、 各種電子デバイス、 半導 体素子、 ダイオードやサイリス夕などの整流素子、 や発光素子、 受光素子などであ るが、 ダイオード、 バイポーラ、 F E T、 H E MT等各種トランジスタ、 コンデン サ等、 寄生容量を含む何らかの電気容量を備える素子に適用可能であり被駆動素子 自体の発光 ·非発光を問うものではない。 また、 被駆動素子が制御駆動される因子 は電圧や電流、 電界、 磁界、 圧力、 音波、 電磁波、 電波、 光波など様様なものがあ るが本件発明の実施に際しては何ら限定されるものではない。 また、 ここでいう被 駆動素子とは、 必ずしも単体の素子のみを指すものではなく、 複数の素子を有する 装置、 例えば複数の L E Dを 1画素として駆動するような一画素や画素群、 半導体 レーザダイオードアレイなどの一アレイやアレイ群でも良く、 この意味において駆 動されるべき一単位とでもいうべきものである。

(一端を接地した充電用素子）

本明細書において充電用素子とは、 典型的にはコンデンサであるが、 量の多少を 問わず電荷を一時蓄え保持し、 かつ所定の時期に蓄え保持した電荷を放出できる素 子や装置であれば種類を問わず本明細書による充電用素子とすることが可能であ る。 また放出する電荷は充電用素子に一時蓄え保持した電荷のすべてを放出する必 要性は必ずしも要求されない。 さらには充電する残留電荷は、 被駆動素子やその周 辺及び接続される配線等に残留する電荷であるが、 そのすベてを充電するものでな くても残留電荷の一部を充電しておく場合でも良い。 一端を接地したとは、 典型的 には充電用素子の一端の電位が実質的にグランド電位になるように充電用素子を電 気的に接続することを意味しているのであり、 この意味において電気的に接続され ている限り回路の具体的構成は問うものではなく、 常時接地されている必要はな く、 回路駆動に応じて適宜接地できるような回路構成 （例えばスィッチ回路により 5 Vの所定電位とダランドア一スの切り替え可能回路な構成など） としても良い。 なお、 本明細書にいう充電用素子への充放電制御駆動が実施でき差し支えない範囲 で、 適宜充電用素子の一端とグラウンド間に電気素子等が存在し、 充電用素子の一 端にバイアスがある状態としても本発明の実施に際しなんら差し支えない。

(接続）

本明細書において 「接続」 とは、 典型的には電気的に接続することを意味するも のであり、 必ずしも物理的な接続のみを意味しているものではない。 なお、 最近〇 E I C (ォブトエレクトロニクスインテグレーテツドサーキット) など電気光素子 を用いたデータやエネルギーの送受信が実現されているが、 このような電気や光を はじめとする電磁気、 圧力、 音波、 電波、 熱などを媒体とする信号デ一夕の送受信 や各種エネルギーの送受信が可能なように '接続' された状態も本明細書に言う接 続であるとするものであり、 直接接続、 間接接続は問わない。 さらには、 常時接続 されている必要はなく、 スィッチ回路や切り替え回路にて駆動回路の駆動状況に応 じて必要時のみ （例えば電荷、 電気、 電流が通る時のみ） 接続されるように構成し ても良い。

(被駆動素子に接続される配線に発生する残留電荷）

残留電荷は典型的には寄生容量成分を内在するような電荷素子に発生するもので あるが、 寄生容量成分を内在しないような被駆動素子においても該素子に接続され る配線等や周辺に浮遊容量という形で存在し発生する。 こういった残留電荷は、 配 線長さが長くなり、 配線数が増加するほど増える傾向にあり、 したがってこれらの 残留電荷による誤点灯や誤駆動や誤表示、 誤作動も増えることになる。 本発明にお いてはこのような被駆動素子への接続配線に発生する残留電荷をも含めて除去する ことができるものであり上記問題を解決できるものである。 さらに、 使用する被駆 動素子によつてはその被駆動素子の動作に最適な駆動初期動作電圧や駆動初期動作 電流等との関係で、 駆動開始時の最適残留電荷量は異なるものであるが、 残留電荷 を除去する際にはこのような上記動作駆動に最適な所望の電荷量になるまで除去し かつ、 誤作動や誤駆動、 誤発光等が実用上問題の無いレベルになるまで低減できる 程度に残留電荷が除去できていれば充分なものであり、 必ずしもすべての残留電荷 を除去する必要はない。 典型例として図 2に示す実施の形態に記載の発光ダイォ一 ドの場合においては、 残留電荷は限りなく零になる程度まですべて除去できること が望ましいものである。 どの程度の残留電荷が除去できるかは、 適宜所望の負荷や 充電用素子、 さらには整流器等を調節することなどにより設計、 調整することがで きるものである。 また、 本明細書に言う残留電荷は被駆動素子との関係で正負いず れの残留電荷に対しても対応できることはいうまでもないし、 充放電制御回路のバ ィァスを適宜設定することにより残留電荷の除去のみならず、 駆動時と逆の電荷が 残存するように構成することも可能である。 例えば、 被駆動素子が整流作用を有す る整流素子 （典型的にはダイオードでありさらには発光ダイオード） からなる場合 には、 本件発明の充放電制御回路により被駆動素子の駆動時と逆バイアス電荷を残 留電荷として残存させるように設定し、 電流検出手段を付加することにより、 駆動 しながら整流素子のリーク電流 （漏れ電流） を検出 ·確認 ·検査するように構成す ることもできる。

(充電経路）

本明細書において充電経路とは、 充電用素子に電荷を蓄積するための経路であ る。 被駆動素子やその周辺、 被駆動素子に接続された配線から充電用素子まで電荷 の一部又は全部が移動できるように接続されていれば良く、 常時電流が流れるよう に短絡されているような状態で無くても良い。 充電経路は被駆動素子の電荷が充電 用素子に移動しやすいように、 充電時の被駆動素子の抵抗に対し、 小さい抵抗を有 する構成とすると望ましく、 さらには 1 k Ω程度の抵抗を有するように構成すると より好ましい。

(接地端）

本明細書において接地端とは、 電気的にグラウンドに通じる端子という意味であ る。 接地までの配線の長短や、 間に入るデバイス等すなわち直接接地や間接接地は 問わない。

(放電経路）

本明細書において放電経路とは、 充電用素子から電荷を放出するための経路であ る。 充電用素子からグラウンド又は所望の放電個所まで充電用素子に蓄積された電 荷の一部又は全部が移動できるように接続されていれば良く、 常時電流が流れるよ うに短絡されているような状態で無くても良い。 放電のタイミングを制御するため のトランジスタ等スィッチ回路や整流器を有する構成とすることもできる。 放電先 はグランドへのアース放電以外にも、 被駆動素子へ駆動電流の一部又は全部として 活用するような放電とすることも可能であり、 この場合には残留電荷を廃棄するこ となく有効に駆動電流として再利用することができるので、 省エネルギーでありェ コリサイクル回路を実現することができる。

(充放電制御回路）

本明細書において充放電制御回路とは、 被駆動素子やその周辺、 及び被駆動素子 に接続される配線などに発生する残留電荷を除去、 又は低減、 又は適宜制御するた めに設けられる回路であり、 典型的には、 被駆動素子の駆動、 非駆動を制御する駆 動回路を備え、 充電用素子や、 充電用素子に充電するための充電経路、 放電経路を そなえる。 典型的には上記充電用素子がコンデンサであり、 好ましくは抵抗や整流 器を備えるものである。 さらにはまた、 充放電を制御するためにトランジスタ、 ス ィッチ回路などを適宜設けることもできる。

(m行 n列のマトリクス状に配列）

本明細書において m行 n列のマトリクス状という場合、 mと nはそれぞれ 0以上 の整数である。 例えば、 1行だけ又は 1列だけのドットライン状の配列でも良い し、 1行 1列すなわち被駆動素子が 1個だけから構成される配列もこれに含まれ る。 マトリックスとは上述のようなものであり、 全体の形状を表現する言葉ではな いものであり、 方形の網目状である必要は必ずしも必要でないので、 フレキシブル に柔軟に形状変化が可能なような配置でも良いものである。 接続された接続形態が マトリックス状の接続であれば実際の形状、 形態は問わない。 ただし、 実際の形状 も含めてマトリックス状であれば充放電制御回路の配線が簡便にできるのでより好 ましい。

(各列ごとに設けられた第一ライン）

第 1ラインはコモンライン、 電流駆動ライン、 電圧駆動ライン、 コモンソースラ イン等とすることができる。

(各行ごとに設けられた第二ライン）

第 2ラインはコモンライン、 電流駆動ライン、 電圧駆動ライン、 コモンソースラ イン等とすることができる。

(通電制御） 電流制御、 電圧制御、 誘導電流制御、 誘導電圧制御などなど、 電流を伴うすなわ ち電子や電荷の移動を伴う制御であれば電流の多少を問わず本明細書に言う通電制 御という。

(寄生容量を有する半導体素子）

本明細書において寄生容量を有する半導体素子とは、 典型的には、 発光ダイォー ド、 トランジスタ、 フォトダイオード、 フォトトランジスタ、 C C D、 メモリ、 液 晶、 E L (エレクト口ルミネッセンス） などの発光、 受光、 表示制御用素子であ る。 しかし寄生容量を有するものであれば半導体素子単体でなくとも、 例えば複数 の半導体素子を有する半導体装置や半導体素子と周辺回路 （典型的には I Cなど） なども含めた半導体装置なども本明細書に言う半導体素子とするものである。 すな わちここでいう素子とは、 単一のデバイスのみ指すのではなく、 一単位という意味 合いのものであり半導体からなるデバイス群の一単位という意味合いに用いるもの である。

(前記充電経路と前記放電経路が同じ経路）

充電経路と放電経路が同じとは、 典型的には電気的通路として同一であるという 意味であり、 両経路は電流方向は逆向きになるものである。 両経路にトランジスタ 等の電子機能素子を設けることもでき、 この場合にはトランジス夕等電子機能素子 内部の電流経路までが同一であることまでは必ずしも必要ではない。

(駆動状態における駆動電流として放電）

放電される電荷が駆動電流の一部又は全部として用いられることをいうものであ る。 グランドにアースする放電では放電された残留電荷は、 廃棄されることになる が、 駆動電流として用いると残留電荷を再利用できることになるので、 省エネにも なり好ましい。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明に係る実施の形態における表示装置の構成を概念的に示す概念図 である。

図 2は、 本発明に係る誤点灯防止回路の具体例を示す回路図である。

図 3は、 本発明に係る誤点灯防止回路との比較のために示す回路図である。 図 4は、 本発明に係る誤点灯防止回路と比較のための実験結果を示す図である。 図 5は、 本発明に係る誤点灯防止回路の有効性を確認するための実験結果を示す 図である。

図 6は、 本発明に係る表示装置の制御を行う際のタイミングチャートである。 図 7は、 本発明の第 2の駆動方法の第 1ステップの説明図である。

図 8は、 本発明の第 2の駆動方法の第 2ステップの説明図である。

図 9は、 本発明の第 2の駆動方法の第 3ステツプの説明図である。

図 1 0は、 本発明の第 2の駆動方法の第 4ステップの説明図である。

図 1 1は、 本発明の実施態様に関わる説明図である。

図 1 2は、 疑似点灯防止回路の実施態様 3に関わる説明図である。

図 1 3は、 疑似点灯防止回路の実施態様 4に関わる説明図である。

図 1 4は、 疑似点灯防止回路の実施態様 5に関わる説明図である。

図 1 5は、 疑似点灯防止回路の実施態様 6に関わる説明図である。

図 1 6は、 疑似点灯防止回路の実施態様 7に関わる説明図である。

図 1 7は、 疑似点灯防止回路の実施態様 8に関わる説明図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 図面を参照して本発明に係る実施の形態について説明する。 ただし、 以下 に示す実施の形態は、 本発明の技術思想を具体化するための充放電制御回路、 発光 装置及びその駆動方法を例示するものであって、 本発明は充放電制御回路、 発光装 置及びその駆動方法を以下に限定するものではない。

図' 1は本発明に係る実施の形態における発光装置の構成の概略を示す概念図であ る。 本実施の形態の発光装置は、 図 1の概念図に示すように、

( 1 ) 複数の発光素子 4が m行 n列のマトリクス状に配列され、 各列の発光素子 4 のカソード端子がそれぞれ電流ライン 6に接続されかつ各行の発光素子 4のァノ一 ド端子がそれぞれコモンソ一スライン 5に接続されることにより構成された表示部 と、

( 2 ) コモンソースライン 5にそれぞれ対応して接続された m個のスィツチ回路を 備え、 入力される点灯制御信号によって指定された点灯期間においてァドレス信号 で指定されたコモンソースラインを電流源と接続することにより該コモンソースラ ィンに接続された発光素子 4に電流を供給する電流源切り換え回路 1と、

( 3 ) 順次入力される n個の階調デ一夕をそれぞれ記憶する記憶回路を備え、 入力 される点灯制御信号によって指定された点灯期間において、 各記憶回路に記憶され た階調データに応じた階調幅で対応する電流ラインを駆動状態とする定電流制御回 路部 3と、

( 4 ) さらに、 上記電流源切り換え回路 1は、 コモンソースラインの O N/O F F を制御するコモンソースドライバ 1 2の駆動回路と、 各発光素子のアノード端子お よび上記駆動回路の一端に接続する充電経路と、 該充電経路に接続し上記駆動回路 を経由して接地端に至る放電経路とを有する誤点灯防止回路を備える。 ここで上記 充電経路とは、 コモンソースラインが非通電状態にあるとき各発光素子近傍におけ る残留電荷が充電用素子に流れ込む際に通過する経路であり、 また上記放電経路と は、 コモンソースラインが通電状態にあるとき上記充電用素子に充電された電荷が 接地端にて放電される際に通過する経路である。

以上のように構成した実施の形態の発光装置において、 電流源切り換え回路 1と 定電流制御回路部 3の切り換えはいずれも点灯制御信号によって行い、 点灯制御信 号が点灯期間を示す場合には電流源切り換え回路 1と定電流制御回路部 3とを駆動 状態とする。 そして、 この駆動状態の時に、 電流源切り換え回路 1において入力さ れるアドレス信号で指定されたコモンソースラインを電流源と接続し、 定電流制御 回路部 3において、 各記憶回路に記憶された階調データに基いて該階調データに応 じた階調幅で対応する電流ラインを駆動状態とすることにより、 アドレス信号によ り指定されたコモンソースラインに接続された各発光素子を対応する階調データに 応じた階調幅で点灯させる。 また、 非駆動状態の時には、 電流源切り換え回路 1を 非駆動とする。 このようにすると、 点灯制御信号が非点灯期間を示す場合に各発光 素子又はその周辺に残留している電荷が、 充電経路を通って充電用素子に充電さ れ、 点灯制御信号が点灯期間を示す場合に充電用素子に充電されている電荷が放電 経路を通って接地端から放電されるため、 各発光素子又はその周辺には電荷がほと んど残留していない状態となる。

以下、 順次点灯期間と非点灯期間が繰り返され、 各点灯期間において順次各行に 配列された発光素子が点灯される。

以上のように構成することにより、 点灯期間において発光素子又はその周辺に蓄 積された電荷が、 次の非点灯期間で放電されるので、 点灯期間においては常に各発 光素子及びその周辺に不用な電荷が蓄積されていない状態で点灯制御することがで きる。

これにより、 本実施の形態の発光装置では、 残留電荷による影響を受けることな く点灯制御できるので、 発光状態において十分なコントラストを得ることができ、 品質の高い表示が可能となる。

(本実施の形態の具体的な構成例）

以下、 図 1を参照して本実施の形態に係る LED表示装置の具体的構成を説明す る。

本具体例では、 図 1に示すように、 電流源切り換え回路 1はデコーダ回路 1 1と コモンソ '一スドライノ 12とからなり、 デコーダ回路 11は点灯制御信号が LOW レベルの時にアドレス信号に従って指定されたコモンソースライン 5と電流源を接 続するように、 コモンソースドライバ 12の ONZOFF制御をする。 本具体例で は、 図 2に示すように、 電界効果型トランジスタ （FET = F i e l d E f f e c t Tr an s i s t o r) , 該 F E Tの ON/O F Fを制御するためのスィッ チング素子、 および複数の抵抗を含む駆動回路をコモンソースドライバ 12内に設 けることができる。 ここで、 スイッチング素子の一端は、 接地され、 別の一端は抵 抗を介して FETのゲート端子に接続されている。 また、 FETのドレイン端子は 電源と接続され、 ソース端子は各発光素子のアノード端子と接続されている。 さら に、 本具体例では、 FETのソース端子側あるいは各発光素子のアノード端子側が 抵抗を介して充電用素子に接続されることにより充電経路が形成され、 該充電用素 子の一端は接地されている。 またさらに、 本具体例では、 接地されていない方の充 電用素子の一端は整流器を介して FETのゲート端子側に接続されることにより放 電経路が形成されている。

尚、 電流源切り換え回路 1において、 点灯制御信号が H I GHレベルの時には、 デコーダ回路 11は全てのコモンソースラインと電流源とを切り離すようにコモン ソースドライバ 12を制御する。 このように構成された電流源切り換え回路 1により、 L E D表宗部 1 0のコモン ソースライン 5は、 点灯制御信号が L OWレベルの時にァドレス信号により指定さ れたコモンソースライン 5のみが電流源と接続される。

また、 定電流制御回路部 3は、 シフトレジスタ 3 1と記憶回路 3 2とカウンタ 3 3とデータ比較器 3 4と定電流駆動部 3 5とによって構成する。

以上のように構成した定電流制御回路部 3は、 シフトレジスタ 3 1によってシフ トクロックに同期して階調データを n回シフトして、 ラッチクロックに応答して n 本の電流ラインの各ラインに対応する階調デ一夕をそれぞれ記憶回路 3 2に入力し て記憶させる。 そして、 点灯制御信号が L OWレベルの間において、 階調基準クロ ックを計数クロックとして、 カウン夕 3 3で計数した値と階調データとをデ一夕比 較器 3 4で比較して定電流駆動部 3 5に入力し、 定電流駆動部 3 5により階調デー 夕値に対応した駆動パルス幅の間、 一定の電流が各電流ラインに流れるように制御 する。

以上のようにして、 電流源切り換え回路 1と定電流制御回路部 3とによって、 点 灯制御信号が L OWレベルの間において L E D表示階調制御を行う。 尚、 点灯制御 信号が H I GHレベルの間は、 L E D表示部 1 0は、 電流源切り換え回路 1及び定 電流制御回路部 3とは接続されていない状態である。

以上のように構成された図 1の L E D表示装置は、 点灯制御信号が L〇Wレベル の時に、 L E D表示部 1 0が定電流駆動されることによって所定の発光ダイオード が点灯され、 点灯制御信号が H I GHレベルの時には L E D表示部 1 0の定電流駆 動が停止される。

以上の実施の形態においては、 発光ダイオードを発光素子として用いた L E D表 示装置について説明したが、 本発明はこれに限られるものではなく、 本実施の形態 の駆動回路及び駆動方法は、 エレクト口ルミネッセンス表示装置、 フィールドエミ ッシヨンタイプ表示装置 （F E D) 等の他の発光素子を用いた表示装置においても 同様に適用することができる。

以下、 図面を参照して本発明に係る実施態様について説明する。

(実施態様 1 )

図 1は本発明に係る実施態様における L E D表示装置の構成の概略を示す概念図 である。 ここで、 本発明による誤点灯防止回路 3 6は、 各コモンソースラインごと に設けられている。 本実施態様における L E D表示装置は、 複数の発光ダイオード 4が m行 n列のマトリクス状に配列され、 各列の発光ダイオード 4のカゾード端子 がそれぞれ電流ライン 6に接続されかつ各行の発光ダイオード 4のァノ一ド端子が それぞれコモンソースライン 5に接続されることにより構成された L E D表示部。 と、 コモンソースライン 5にそれぞれ対応して接続された m個のスィツチ回路を備 え、 入力される点灯制御信号によって指定された点灯期間においてァドレス信号で 指定されたコモンソースラインを電流源と接続することにより該コモンソースライ ンに接続された発光ダイオード 4に電流を供給する電流源切り換え回路 1と、 順次 入力される n個の階調データをそれぞれ記憶する記憶回路を備え、 入力される点灯 制御信号によって指定された点灯期間において、 各記憶回路に記憶された階調デー 夕に応じた階調幅で対応する電流ラインを駆動状態とする定電流制御回路部 3とを 含む。

さらに図 2は、 本実施態様におけるコモンソースドライバの駆動回路および誤点 灯防止回路 3 6の回路図を示す。 なお、 本発明における誤点灯防止回路 3 6の部分 は、 図 2において破線で囲まれた範囲である。 本実施態様では、 F E T、 該 F E T の 0 N/〇 F Fを制御するためのトランジスタ、 複数の抵抗を含む駆動回路を各コ モンソースラインごとにコモンソースドライバ 1 2内に設けることができ、 さらに 上記各駆動回路に対して誤点灯防止回路 3 6がそれぞれ設けられる。 そこで、 簡単 のために本実施態様についての説明では、 F E T (以下 「Q 1」 あるいは 「Q 2」 と呼ぶ） 、 該 F E Tの O N/O F Fを制御するためのトランジスタ （以下 「Q 3」 と呼ぶ） 、 および複数の抵抗を含む駆動回路、 並びに誤点灯防止回路 3 6を、 任意 のコモンソースライン （以下 「コモンソースライン 1」 と呼ぶ） と別のコモンソー スライン （以下 「コモンソースライン 2」 と呼ぶ） とに設けた場合について説明す る。

コモンソースライン 1を通電制御する駆動回路において、 Q 3のェミッタ端子は 接地され、 コレクタ端子は抵抗 R 3 (抵抗値 2 2 Ω) を介して Q 1のゲート端子に 接続され、 ベース端子はデコーダ回路に接続されている。 また、 Q 1のドレイン端 子は電源 （5 V) と接続され、 ソース端子は、 コモンソースライン 1に対して n個 設けられる発光ダイオードのうち任意の発光ダイオード （以下 「L l j と呼ぶ） の アノード端子と接続されている。 さらに、 誤点灯防止回路として本実施態様では、 Q 1のソース端子側および各発光ダイォードのアノード端子側が抵抗 R 1を介して コンデンサ （以下 「C 1」 と呼ぶ） の一端に接続されることにより充電経路が形成 され、 C 1の他端は接地されている。 またさらに、 接地されていない方の C 1の一 端は、 ダイオード （以下 「D 1」 と呼ぶ） を介して Q 1のゲート端子および Q 3の コレクタ端子に接続されることにより、 充電経路から接地端に至る放電経路が形成 されている。 ここで、 充電経路の途中に設置される抵抗 R 1は、 コモンソースライ ン 1が選択され通電状態にある場合に、 電荷が C 1に一定量以上流れ込むのを防止 し、 さらには Q 1のゲート電圧が上昇することによる Q 1の発振等の誤作動を防止 するために、 抵抗値を調節されて設けられている。

ここで R 1の抵抗値は、 小さすぎると発光ダイオード L 1の駆動時に廃棄される 電流が増加 （Q 1→R 1→D 1→Q 3→グランドアース） し、 点灯に寄与しない余 計な電流が発生することになるので、 消費電力が増大し発光装置のエネルギー効率 が悪化するので好ましくない。 一方、 R 1の抵抗値が大きすぎる （〜2 1ί Ω以上） と、 発光ダイォード L 1の残留電荷がコンデンサ C 1に充電する際の抵抗となり充 電が阻害される傾向が強くなるので好ましくない。 最適値は発光ダイォ一ドの順方 向導通前の抵抗値などによって決定できるものであるが、 1 Ιί Ω前後が非常に好ま しい動作をする （誤点灯が防止できる） ことが判明した。

また、 放電経路の途中に設置されるダイオード D 1は、 Q 1が駆動状態から非駆 動状態に移行する際に、 即ち Q 3が非駆動状態となった際に電源 （5 V) 側から R 2を通って C 1へ電流が流れ込むのを防ぐために設けられている。

コモンソースライン 2を通電制御する駆動回路において、 コモンソースライン 1 に対して設けられたものと同様の駆動回路および誤点灯防止回路 3 6が設けられ る。 ここで、 Q 2のソース端子は、 コモンソースライン 2に対して η個設けられる 発光ダイオードのうち任意の発光ダイオード （以下 「L 2」 と呼ぶ） のアノード端 子と接続されている。 さらに、 L .1および L 2は共に、 定電流制御回路部 3内のド ライバ I Cの一端に接続され、 該ドライバ I Cの他端は接地されている。

また、 充放電用コンデンサ C 1の最適値を決めるに際しては、 C 1の容量が大き すぎると、 発光ダイオード L 1の残留電荷はコンデンサ C 1に充電し易くなり蓄積 できる残留電荷量も増えるものの、 発光ダイオード L 1の逆方向リーク電流がある 場合に Q 2→L 2→L 1—R 1→C 1なる電流経路が多大に発生し、 発光ダイォー ド L 2の誤点灯が生じる傾向が強くなるので好ましくない。 また、 充放電用コンデ ンサ C 1の容量が小さすぎると発光ダイオード L 1に発生する残留電荷を充分にコ ンデンサ C 1に蓄えることができず、 したがって残留電荷の除去が不十分となり多 犬の残留電荷が残留することにより発光ダイオード L 1が誤点灯する場合があるの で好ましくない。 本件発明の典型的実施態様としては、 コンデンサ C 1の容量は 0 . 0 1 F程度の容量が上記観点から最適値であると判明した。

図 6は、 本発明の誤点灯防止回路を使用して L E D表示装置を点灯制御する際の タイミングチャートを示す。 以下順を追って、 L 1の周辺に残留電荷を蓄積させる ことなく各コモンソースラインを点灯制御する方法について説明する。

① Q 1は、 Pチャネルの F E Tであり、 ゲート端子側の電位が L OW ( 0 V) の とき通電状態、 ゲート端子側の電位が H I GH ( 5 V) のとき非通電状態となる素 子である。 コモンソースライン 1が選択された状態、 即ち Q 1が通電状態のとき Q 1のゲ一ト電位は L OWだから C 1 (容量 0 . 0 1 / F ) の電荷は D 1を含む放電 経路を通り、 接地されている Q 3のェミッタ端子側から放電される。

②コモンソースライン 1に代わつてコモンソースライン 2が選択された状態、 即 ち Q 1のゲート端子側の電位が H I G Hになると Q 1は非通電状態となり、 誤点灯 の原因となる L 1周辺の残留電荷は抵抗 R 1を含む充電経路を通り、 C 1に充電さ れる。 なお、 放電経路に D 1が設けられていない場合、 Q 1が非駆動状態のとき Q 1のゲート端子側の電位が H I GHだから、 C 1は、 電源 （ 5 V) から R 2を通り C 1に流れ込む電流により充電されてしまい充電経路から流れ込む電流によりそれ 以上充電されることはない。 しかし、 本実施態様のように放電経路に D 1が設けら れていることにより、 放電経路からの電流により C 1を充電させることなく充電経 路から残留電荷のみを C 1に充電させることが可能である。

ここで、 図 3に比較例として示す回路 3 7を設けた場合、 コモンソースライン 2 に代わつて他のコモンソースライン (コモンソースライン 1を除く) を選択したと き、 L 1の整流機能が失われていると、 L 2から L 1まで電流が流れることにより 本来非点灯状態であるべきはずの L 2は点灯してしまうが、 本発明による誤点灯防 止回路を設けた場合、 残留電荷が C 1に充電され、 充電後はそれ以上電荷がほとん ど流れ込まない。 すなわち、 本発明に係る誤点灯防止回路を設けた表示装置を形成 すると、 L 2を点灯させたくないときに、 L 2を流れる電荷を最小限に抑えること により、 誤点灯による表示品質の低下を防ぐことが可能である。

③ Q 1が通電状態となるとゲ一ト端子側の電位は L OWだから再び C 1に蓄積さ れた電荷は放電される。

以上、 ①から③の状態が繰り返し生じることによって、 表示装置全体の誤点灯を 防止できることが観察された。

また、 L 1のアノード端子側の電圧を測定し、 本発明による誤点灯防止回路 3 6 が有効に働いているかどうかを確認した。 図 5 ( c ) は誤点灯防止回路が存在しな い場合の L 1のアノード端子側電圧の経時変化であり、 また図 5 ( d ) は本発明に よる誤点灯防止回路を使用した場合の L 1のアノード端子側電圧の経時変化を示す 図である。 誤点灯防止回路が存在しない場合、 図 5 ( c ) に示されるように Q 1が 非通電状態となった瞬間、 残留電荷は L 1を通過するため、 L 1のアノード端子側 電圧は Q 1が駆動状態となる直前の電圧レベルまで徐々に降下している。 一方、 本 発明による誤点灯防止回路を使用した場合、 図 5 ( d ) に示されるように Q 1が非 通電状態となった瞬間、 残留電荷は直ちにコンデンサに充電されるため、 L 1のァ ノード端子側電圧は Q 1が駆動状態となる直前の電圧レベルまで瞬時に降下してい る。 このことは、 誤点灯防止回路が存在しない場合、 Q 1を非通電状態としたとき L 1のアノード端子側に余分な電流が発生するが、 誤点灯防止回路が存在する場 合、 Q 1を非通電状態としたとき L 1のアノード端子側にほとんど電流が発生しな いことを示す。 従って、 本発明による誤点灯.防止回路により上記余分な電流による 誤点灯が防止されることが確認された。

図 3に比較例として示した回路 3 7を駆動回路に設けた場合について、 同様にし 1のアノード端子側の電圧を測定した。 図 4 ( a ) は回路 3 7が存在しない場合の L 1のアノード端子側電圧の経時変化であり、 また図 4 ( b ) は回路 3 7を設けた 場合の L 1のアノード端子側電圧の経時変化を示す図である。 回路 3 7が存在しな い場合、 図 4 ( a ) に示されるように Q 1が非通電状態となった瞬間、 残留電荷は L 1を通過するため、 L 1のアノード端子側電圧は Q 1が駆動状態となる直前の電 圧レベルまで徐々に降下している。 回路 37を設けた場合、 図 4 (b) に示される ように Q 1が非通電状態となった瞬間、 L 1のアノード端子側の電圧が 0 Vまで降 下し、 L 1の整流機能が失われている場合には L 1に逆電流が流れ、 L 2の誤点灯 が発生する。 ところが、 コンデンサを含む本発明による誤点灯防止回路 36では、 図 5 (d) に示されるように L 1のアノード端子側の電圧は、 0Vまで降下するこ となくある平衡状態で一定となるため、 逆電流がそれ以上流れ込まず L 2の誤点灯 が発生しない。

また、 整流機能が失われた LEDを L 1に対して平行に接続したが、 ほとんど誤 点灯は起こらなかった。

(比較例 1 )

図 3は、 本発明の誤点灯防止回路との比較のために形成された回路図である。 な お、 本図において破線で囲まれた範囲が、 本発明との比較のために形成された回路 37の部分である。 図 3に示されるように、 発光素子のアノード端子および Q 1 (Q2) のソース端子に対して抵抗のみから構成される回路 37を形成する。 ここ で、 抵抗の一端は発光素子のアノード端子および Q l (Q2) のソース端子に接続 し、 他端は接地されている。 本比較例による回路構成では、 L 1の整流機能が失わ れている場合に L 1に逆電流が流れ、 表示装置全体に渡って誤点灯が確認された。

(実施態様 2 )

以下、 本発明の第二の実施態様について図面を参照して説明する。 図 7〜図 1 0 に、 本発明に係る第 2の駆動方法を示す。 この第 2の駆動方法は、 走査が次のコモ ンスィツチラインへ移る際に、 電流ラインを残留電荷除去をするようにした場合の 例である。

図 7〜図 10において、 ン、

ン、 EU E Mは各交点位

置につながれた電荷素子、 4 1

走査回路、 42は電流ラインドライブ回路、 43は陽極充放電制御回路、 44は駆 動制御回路である。

コモンスィッチライン走査回路 41は、 各コモンスィッチライン Β, ΒΜを順次 に走査するための走査スィッチ 45,〜45"を備えている。 各走査スィッチ 45,〜 6169

24

45 _Mの一方の端子は電源電圧からなる逆バイアス電圧 (例えば、 1 0V) に接 続されているとともに、 他方の端子はアース電位 （0 V) にそれぞれ接続されてい る。

電流ラインドライブ回路 42は、 駆動源たる電流源 42>〜42₂₅₆と、 各電流ライ ン A,〜A₂₅₆を選択するためのドライブスィッチ 46,〜46∞とを備えており、 任意 のドライブスィツチをオンすることにより、 当該電流ラインに対してドライブ用の 電流源 42 !〜 42₂₅₆を接続する。

また、 本発明に関わる陽極充放電制御回路 43は、 電流ライン八！〜八^、 及び各 交点位置につながれた電荷素子 E ！〜 E ₂₅₆.₆₄の残留電荷を除去するための充放電用コ ンデンサ、 ダイオードを備えている。

なお、 これらの走査スィッチ 45 ,〜 45 ドライブスィッチ 46,〜46∞のォ ン ·オフおよび陽極充放電制御回路 43の充放電制御は、 駆動制御回路 44によつ て制御される。

次に、 前記図 7〜図 1 0を参照して、 第 2の駆動方法による駆動動作について説 明する。 なお、 以下に述べる動作は、 コモンスィッチライン を走査して電荷素子 Eいと E₂,,を駆動した後、 コモンスィッチライン B₂に走査を移して電荷素子 E₂,₂と E ₃,₂を駆動する場合を例に採って説明する。 また、 説明を分かり易くするために、 駆 動している電荷素子についてはダイォード記号で示し、 駆動していない電荷素子に ついてはコンデンサ記号で示した。 また、 コモンスィッチライン Β,〜Β₆₄に印加す る逆バイアス電圧 Vccは、 装置の電源電圧と同じ 1 0Vとした。

まず、 図 7では、 走査スィッチ 45!が 0V側に切り換えられ、 コモンスィッチラ イン が走査されている。 他のコモンスィッチライン B₂〜B_Mには、 走査スィッチ 45₂〜4 5_Mにより逆バイアス電圧 1 0 Vが印加されている。 さらに、 電流ライン A,と A₂には、 ドライブスィッチ 46,と 46₂によって電流源 42,, 42₂が接続され ている。 また、 他の電流ライン A₃〜A₂₅₆には、 陽極充放電制御回路 43によって残 留電荷が除去されている。

したがって、 図 7の場合、 電荷素子 Euと Euのみが順方向にバイアスされ、 電流 源 42!と 42₂から矢印のように駆動電流が流れ込み、 電荷素子 E と のみが駆 動している。 この図 7の状態では、 コンデンサにハッチングして示した電荷素子 6169

25 は、 それぞれ図のような極性の向きに充電された状態となっている。 この図 7の駆 動状態から図 1 0の電荷素子 E と E₃,₂が駆動する状態に走査を移行する際に、 以下 のような残留電荷充放電による残留電荷の除去が行なわれる。

すなわち、 走査が図 7のコモンスィッチライン から図 1 0のコモンスィッチラ イン B ₂に移行する前に、 まず、 図 8に示すように、 陽極充放電制御回路 4 3により 電流ライン Α, Α^の残留電荷を除去する。 これにより電流ラインの、 各電荷素子 に充電されていた電荷は図中の矢印で示すようなルートを通って充放電し、 電荷素 子の残留電荷が除去される。

前記のようにして、 すべての電荷素子の残留電荷を除去し、 図 9に示すように、 コモンスィッチライン Β ₂に対応する走査スィッチ 4 5 ₂のみを 0 V側に切り換え、 コ モンスイッチライン Β₂の走査を行なう。 また、 ドライブスィッチ 4 6₂と 4 6₃のみ を電流源 4 2₂と 4 2₃側に切り換えるとともに、 陽極充放電制御回路 4 3 4 3 ₄〜 4 3 _{2 5 6}を充放電することにより、 電流ライン Α,， Α₄〜Α₂₅₆の残留電荷を除去す る。

上記スィッチの切り換えによってコモンスィッチライン Β ₂の走査が行なわれる と、 前述したようにすベての電荷素子の残留電荷は除去されているので、 次に駆動 させるべき電荷素子 Ε₂,₂と Ε₃,₂には、 図 9中に矢印で示したような複数のルートで充 電電流が流れ込み、 それぞれの電荷素子の寄生容量 Cが充電される。

すなわち、 電荷素子 Ε₂,₂には、 電流源 4 2₂→ドライブスィッチ 4 6₂→電流ライン Α₂→電荷素子 Ε₂,₂→走査スィッチ 4 5₂のルートで充電電流が流れ込むとともに、 走 査スィツチ 4 5 コモンスィツチライン Β ,—電荷素子 Ε₂,,→電荷素子 Ε₂,₂→走査ス イッチ 4 5₂のルート、 走査スィッチ 4 5₃→コモンスィッチライン Β ₃→電荷素子 Ε ₂,_3→電荷素子£₂,₂→走査スィッチ4 5₂のルート、 · · · 、 走査スィッチ 4 5 ₆₄→コモ ンスィツチライン Β ₆₄→電荷素子 Ε₂,_Μ→電荷素子 Eu→走査スィツチ 4 5₂のルートか らも充電電流が流れ込み、 電荷素子 E₂,₂はこれら複数の充電電流によって充電され て駆動し、 図 1 0に示す定常状態に移行する。

また、 電荷素子 E₃,₂には、 電流源 4 2₃→ドライブスィッチ 4 6₃—電流ライン A→ 電荷素子 E₃.₂→走查スィツチ 4 5₂の通常のルートで充電電流が流れ込むとともに、 走査スィツチ 4 5 コモンスィツチライン B ,→電荷素子 E₃j→電荷素子 E"→走査 スィッチ 4 5₂のルート、 走査スィッチ 4 5₃→コモンスィッチライン B ₃→電荷素子 £₃.₃→電荷素子£：₃,₂→走査スィッチ4 5₂のル一ト、 · · ·、 走査スィッチ 4 5 "→コ モンスイッチライン B →電荷素子 E ₃, →電荷素子 E ₃, ₂→走査スイッチ 4 5₂のルート からも充電電流が流れ込み、 電荷素子 E₃.₂はこれら複数の充電電流によって充電さ れて駆動し、 図 1 0に示す定常状態に移行する。

以上述べたように、 第 2の駆動方法は、 次の走査に移行する前に、 電流ラインの 残留電荷を除去し、 一旦、 残留電荷を除去するようにしたので、 次の走査線に切り 換えられた際に、 切り換えられた走査線上の電荷素子を速やかに駆動させることが できる。

なお、 前記駆動させるべき電荷素子 E₂,₂、 E₃.₂以外の他の電荷素子についても、 図 9中に矢印で示したようなルートでそれぞれ充電が行なわれるが、 これらの充電方 向は逆バイアス方向であるので、 電荷素子 Eu、 E₃.₂以外の他の電荷素子が誤駆動す るおそれはない。

前記図 7〜図 1 0の例では、 駆動源として電流源 4 2 ,〜 4 2₂₅₆を用いた場合を示 したが、 電圧源を用いても同様に実現することができる。 本実施態様では、 マトリ ックス状の電荷素子を 1モジュールとして駆動したものであるが、 マトリックスで なくてもドットライン状の電荷素子が、 一列に並んだ構造に対しても 1モジュール 又はラインとして適用できるものである。 この場合には、 図 1 1に示すように各電 流ライン A t〜A が 1本ずつ独立した形態として 1モジュールとして駆動するもの であり、 また電流ライン八！〜八^のうち複数本ごとにまとめて 1モジュールとして 駆動するような実施形態や列方向に複数本つなげた実施形態としても実現すること もできる。 この場合には、 コモンスィッチラインにはひとつの電荷素子が対応して いるので、 リーク等があってもコモンスィツチラインを通じての他の電荷素子への 電流供給が発生し難くなるので、 この場合においても誤点灯を確実に防止できるた めに非常に好ましい。 要するに電流ラインの本数とコモンスィッチラインの本数な らびに電流ラインとコモンスィツチラインの各交点位置に配置される各電荷素子の 配線数や個数についてはそれらに依存することなく無関係に本発明が実施できるも のであり、 本実施態様に限定されるものでは決してない。 つまり各電荷素子 1個ご とに充放電制御回路を設けることもできるものである。 また、 各電荷素子 E i〜E _{2 5 6}. 64についても様様な電子機能素子例えば、 整流素子や発光素子、 受光素子、 さ らにはダイオードやバイポーラ、 F E T、 H E M Tなどの各種トランジスタ、 ある いは液晶、 コンデンサなど寄生容量を有する何らかの電気容量を備える素子ゃモジ ユールに対して発明の実施をできるものであり、 1つのモジュールで異なる素子を 組み合わせて用いても良いので、 本発明の技術範囲に対して本実施態様に一切限定 されるものではない。

ところで、 前述した図 9を参照すれば明らかなように、 本発明の駆動方法による ときは、 次の走査に移った際、 次に駆動させるべき電荷素子 E ₂,₂と E ₃,₂は、 電流源 4 2 2, 4 2 ₃だけから充電されるだけでなく、 逆バイアス電圧を与えられたコモンスィ ツチライン B ,、 B ₃〜B _Mから電流ライン A₂、 A₃に接続された他の電荷素子を通じて も充電される。

このため、 電流ラインに接続された電荷素子の数が多い場合には、 この他の電荷 素子を介した充電電流だけによつても電荷素子 E ₂,₂と は微小ではある力駆動する ことができる。 したがって、 このような場合には、 他の電荷素子を介した充電電流 による駆動継続時間よりも短い周期でコモンスィッチラインを走査すれば、 陽極ド ライブ回路 2の電流源 4 2 ,〜 4 2 ₂₅₆を不要とすることもできる。

さらに、 前記例は、 陰極走査 ·陽極ドライブ方式の場合を例にとって説明した が、 陽極走査 ·陰極ドライブ方式でも同様に実施できることは当然である。

以上説明したように、 走査位置を次の走査線に切り換えることにより、 駆動させ るべき電荷素子の寄生容量をドライブ線を介して駆動源で充電するとともに、 駆動 されない他の電荷素子の寄生容量を通じて走査線の逆バイアス電圧によっても充電 するようにしたので、 駆動させるべき電荷素子の両端電圧を駆動可能な電位まで立 ち上がらせることができ、 電荷素子を速やかに駆動させることができる。 また、 他 の電荷素子を介した充電も利用しているため、 個々の駆動源の容量を小さくするこ ともでき、 駆動装置を小型化することも可能である。

さらに、 ドライブ線側の駆動源をすベて省略しながら高速に駆動できるようにし たので、 駆動装置をさらに簡潔かつ小型化することも可能である。

また、 Β , Β コモンスィッチライン （走査線） を制御するコモンスィッチライ ン走査回路 4 1は、 各走査スィッチ 4 5 ,〜4 5 の一方の端子が電源電圧からなる 逆バイアス電圧 (例えば、 10V) に接続される例を示したが、 さらに小さい逆 バイアス電圧 Vcc (例えば IVなど） としても良く、 さらにはバイアス無しのォ一 プンにしても良い。 オープンにした場合には、 各電荷素子にリークが生じた場合に おいても他の電荷素子が誤駆動するような電流経路が形成され難いのでより好まし い。

また、 電流源 42はこの実施態様ではァノード側に設置したがカソ一ド側に設け た回路とすることもできる。 また電流源の代わりに電圧源で駆動する回路や素子を 用いることも可能である。

(実施態様 3 )

ついで、 本発明充放電防止回路にかかわる誤点灯防止回路の第 4の実施態様につ いて図 12に基づいて説明する。

図 12においてスィッチ （SW2) はスィッチ （SW1) と同期して動作し、 ス イッチ （SW1) が電源（5 V)に接続されるとき、 スィッチ （SW2) は開放さ れ、 スィッチ （SW1) が接地に接続されるとき、 スィッチ （SW2) は接地に接 続されるように設定されている。 また、 スィッチ （SW1) が接地に接続されたと き、 トランジスタ （Q1) は ONし、 発光ダイオード （L 1) はドライバ I Cの駆 動状態に応じて点灯する。 このとき、 スィッチ （SW2) は接地に接続され、 コン デンサ （C 1) に蓄えられていた残留電荷はスィッチ （SW2) を通り放電され る。

スィッチ （SW1) が電源（5 V)に接続されたとき、 トランジスタ （Q1) は 0 FFし発光ダイオード (L 1) はドライバ I Cの駆動状態に関わらず非駆動状態と なる。 トランジスタ （Q1) が OFFすると同時に、 スィッチ （SW2) は開放さ れ、 発光ダイオード （L 1) に蓄えられた不要な残留電荷は抵抗 （R1) を通りコ ンデンサ （C 1) に充電されるので、 発光ダイオード （L 1) の残留電荷による発 光ダイオード （L 1) の誤点灯を速やかに防ぐことができる。

発光ダイオード （L 1) が、 例えば逆バイアスリーク電流を生じるような整流機 能を失った素子である場合、 トランジスタ （Q1) が OFFし、 トランジスタ （Q 2) が ONしたとき、 Q 2→L 2→L 1 (リーク) →R 1→C 1→SW2→接地の 電流経路ができるが、 コンデンサ （C 1) は発光ダイオード （L 1) の残留電荷で 充電されているため、 この経路ではそれ以上電流が流れず、 発光ダイオード （L 2) の誤点灯は起こらない。

本件発明のすべての実施の形態および実施態様においてもトランジスタ （Q 1、 Q2、 · · - Qn) は pチャネル MOS FETによる例を示しているが、 典型的例 示でありスィッチ機能を有する素子や回路であれば代替可能であるので、 これに限 定されることはない。 ：.

また、 実施態様 3では専用の放電経路を設けたことに特徴がありこの放電回路に は他の電子機能素子が設けられていないのでコンデンサ （C 1) から速やかに放電 可能であり、 放電によりコンデンサ （C 1) の残留電荷を常に実質零レベルにする ことが可能である。 さらには、 本実施態様ではスィッチ 1とスィッチ 2は同期して 作動させたが、 必ずしも同期していなくてもダイオードの点灯 ·非点灯に応じて充 電 ·放電できるよう適宜動作設定させれば良く、 特に放電タイミングはダイオード の駆動点灯期間中であれば任意の時間帯に放電すればよい。

(実施態様 4)

続いて本発明の充放電防止回路に関わる誤点灯防止回路の実施態様 4について、 図 13に基づき説明する。 本実施態様の擬似 （誤） 点灯防止回路は、 実施態様用 3 に示す擬似 （誤） 点灯防止回路のスィッチ （SW2) を無くし、 ダイオード （D 1) を通じてコンデンサ (C 1) とスィッチ (SW1) を接続することにより、 ス イッチ （SW1) の制御のみで、 実施態様 3に示す擬似 （誤） 点灯防止回路の動作 を実現するものであり、 図 13は図 2の回路構成をシンプルに再構成したものであ るが、 以下に簡単にその動作を説明する。

第一にスィッチ （SW1) が接地に接続されたとき、 トランジスタ （Q1) は 0 Nし、 発光ダイオード （L 1) はドライバ I Cの駆動状態に応じて点灯する。 この とき、 コンデンサ （C 1) に蓄えられていた電荷は C 1→D 1→SW1→接地の放 電経路が形成されこの放電経路で放電される。

次にスィッチ （SW1) が電源（5 V こ接続されたとき、 トランジスタ （Q1) は OFFし発光ダイオード （L 1) はドライバ I Cの駆動状態に関わらず非駆動状 態となる。 トランジスタ （Q1) が OFFすると同時に、 発光ダイオード （L 1) に蓄えられた不要な残留電荷は抵抗 （R1) を通りコンデンサ （C 1) に充電され JP03/06169

30 るので、 発光ダイオード （L 1) のアノード側の残留電荷による発光ダイオード (L 1) の誤点灯を防ぐことができる。 またダイオード （D 1) の整流機能によ り、 コンデンサ （C 1) は発光ダイオード （L 1) の残留電荷によってのみ充電さ れる。

仮に、 発光ダイオード （L 1) が逆バイアス電圧によりリーク電流が発生するよ うな整流機能を失った素子である場合、 トランジスタ （Q1) が OFFし、 トラン ジス夕 （Q2) が ONしたとき、 Q 2→L 2→L 1→R 1→C 1の電流経路ができ るが、 コンデンサ （C 1) は発光ダイオード （L 1) の残留電荷のみ充電されるよ うな容量に適宜設定されているので、 発光ダイオード （L2) の誤点灯は起こらな レ ここで、 万一コンデンサ （C 1) の容量が発光ダイオード （L 1) の残留電荷 に比して相当大きな容量を有する場合には、 上記電流経路での電流が多大に流れる ことにより、 発光ダイオード （L2) の誤点灯が発生することになる。 本実施態様 の場合には、 コンデンサ （C 1) は 0. 01 xF程度が発光ダイオード （L 1) と の関係において最も適切な動作をし、 確実に誤点灯を防止できる値であることが判 明した。

なお、 この駆動に関わるタイミングチャートは図 6記載のチヤ一トにて駆動する ことが可能である。 この場合においても LED (L 1) に仮に何らかのリーク電流 があったとしても、 LED (L 2) から LED (L 1) をリークする電流経路が形 成されないので、 LED (L 2) の誤点灯を効果的に低減させることが可能とな る。

この実施態様においては、 コンデンサ （C 1) からの放電経路をトランジスタ (Q1) の制御回路にかかる配線の一部を兼用しているので、 配線が少なくて済み 配線容量低減を実現するとともに、 スィッチ数を低減しているので制御も簡便であ りコストダウンに貢献することができる。

(実施態様 5 )

次に、 本発明の疑似点灯防止回路 （誤点灯防止回路） に関わる第 6の実施態様に ついて、 図 14に基づき説明する。 実施態様 5は、 コンデンサ （C 1) に蓄えられ た残留電荷をグラウンドアースに放電せずに充電経路と同じ放電経路を通じて発光 ダイオードの駆動電流として活用する場合の例である。 スィッチ （SW2) はスィ 69

31 ツチ （SW1) と同期して動作し、 スィッチ （SW1) が接地に接続されるときス イッチ （SW2) は電源（5 V)に接続され、 スィッチ （SW1) が電源（5V)に接 続されるときは SW2は接地側 （グラウンド側） に接続される。

ここでまず、 スィッチ （SW1) が接地に接続されたとき、 トランジスタ （Q 1) は ONし、 発光ダイオード （L 1) は定電流ドライバ I Cの制御により点灯す る。 このとき、 スィッチ （SW2) は電源（5 V)に接続され、 コンデンサ （C 1) に蓄えられた電荷は抵抗 （R 1) を通り、 発光ダイオード （L 1) に向かって放電 される。

次に、 スィッチ （SW1) が電源（5 V)に接続されたとき、 トランジスタ （Q 1) は OFFするのでドライバ I Cの状態に関わらず発光ダイオード （L 1) は非 点灯状態となる。 このとき、 スィッチ （SW2) は接地に接続され、 コンデンサ (C 1) の一端が接地 （グラウンド） に接続されるため、 発光ダイオード （L 1) のアノード側に蓄えられた不要な残留電荷はコンデンサ （C 1) に充電される。 仮に、 発光ダイオード （L 1) が整流機能を失った素子である場合、 トランジス 夕 (Q 1) が OFFし、 トランジスタ (Q2) が ONしたとき、 Q2→L 2→L 1 →R 1→C 1—接地の電流経路ができるが、 コンデンサ （C 1) は発光ダイオード

(L 1) の残留電荷で充電されているため、 この経路ではそれ以上電流が流れず、 発光ダイオード （L2) の誤点灯は起こらない。 ここで、 万一コンデンサ （C 1) の容量が発光ダイオード （L 1) の残留電荷に比して相当大きな容量を有する場合 には、 上記電流経路での電流が多大に流れることにより、 発光ダイオード （L2) の誤点灯が発生することになる。 本実施態様の場合には、 コンデンサ （C 1) は 0. 01 /iF程度が発光ダイオード （L 1) との関係において最も適切な動作を し、 確実に誤点灯を防止できる値であることが判明した。

本実施態様に関わる回路では、 抵抗 （R 1) は短絡しても良い。 また、 スィッチ (SW2) が接続される電源 （この場合は 5V) も、 スィッチ （SW1) が接続さ れる電源（5 V)と同じ電圧でなくても良く、 コンデンサ （C 1) の放電を速やかに 放電経路を通じて発光ダイォ一ドのァノ一ド側に放出できる電圧値に適宜設定する と良い。

この実施態様 5においては、 充電経路と放電経路が同一であるので （ただし電流 の向きは逆向き） 、 配線数と配線長さを少なく短くすることができ軽量化、 コスト ダウン、 高速駆動化にも適する。 さらには、 コンデンサ （C 1) に蓄えられた残留 電荷が接地側へのグラウンドアースにより廃棄されず駆動電流 （の全部又は一部） として再利用できるので、 電気使用量の節約となり、 低電力 ·低電流駆動が実現さ れ非常に好ましい。

(実施態様 6 )

本発明の疑似点灯防止回路に関わる第 7の実施態様について、 図 15に基づいて 説明する。 本実施態様 6は、 実施態様 5に記載の擬似点灯防止回路 （図 14参照） のスィッチ (SW2) を設ける代わりに、 スィッチ (SW1) とコンデンサ (C 1) の間に反転回路を設けることにより、 スィッチ （SW1) の制御のみで、 実施 態様 5の擬似点灯防止回路の動作と同じ動作を実現することができる。

まず、 スィッチ （SW1) が接地に接続されたとき、 トランジスタ （Q1) は O Nし、 発光ダイオード （L 1) は定電流ドライバ I Cの制御により点灯する。 この とき、 コンデンサ （C 1) の一端は反転回路により電源（5 V)に接続され、 コンデ ンサ （C 1) に蓄えられた電荷は抵抗 (R 1) を通り、 発光ダイオード （L 1) に 向かって放電され、 この放電電流は駆動電流の一部又は全部として発光に寄与す る。

スィッチ （SW1) が電源（5 V)に接続されたとき、 Q 1は OFFする。 このと き、 反転回路により C 1の一端が接地に接続されるため、 発光ダイオード （L 1) のアノード側に蓄えられた不要な残留電荷はコンデンサ （C 1) に充電される。 仮に、 発光ダイオード （L 1) が整流機能を失った素子である場合、 トランジス 夕 (Q 1) が OFFし、 トランジスタ (Q 2) が ONしたとき、 Q2→L 2→L 1 →R 1→C 1—接地の電流経路ができるが、 コンデンサ （C 1) は発光ダイオード (L 1) の残留電荷で充電されているため、 この経路ではそれ以上電流が流れず、 発光ダイオード （L 2) の誤点灯は起こらない。

ここで、 万一コンデンサ （C 1) の容量が発光ダイオード （L 1) の残留電荷に 比して相当大きな容量を有する場合には、 上記電流経路での電流が多大に流れるこ とにより、 発光ダイオード （L2) の誤点灯が発生することになる。 本実施態様の 場合には、 コンデンサ （C 1) は 0. 01 F程度が発光ダイオード （L 1) との 0306169

33 関係において最も適切な動作をし、 確実に誤点灯を防止できる値であることが判明 した。

本実施態様に関わる回路では、 抵抗 （R 1) は短絡しても良い。 この実施態様 6 においては、 充電経路と放電経路が同一であるので （ただし電流の向きは逆向 き） 、 配線数と配線長さを少なく短くすることができ軽量化、 コストダウン、 高速 駆動化にも適する。 さらには、 コンデンサ （C 1) に蓄えられた残留電荷が接地側 へのグラウンドアースにより廃棄されず駆動電流 （の全部又は一部） として再利用 できるので、 電気使用量の節約となり、 低電力 ·低電流駆動が実現され非常に好ま しい。

(実施態様 7)

本発明の誤点灯防止回路に関わる第 8の実施態様を図 16に基づいて説明する。 本実施態様 7に関わる擬似点灯防止回路 （誤点灯防止回路） は、 実施態様 4の擬似 点灯防止回路の充電経路である発光ダイオード （L 1) とコンデンサ （C 1) の間 にトランジスタ （Q3) を加え抵抗 （R1) を放電経路中に配置替えし、 トランジ ス夕 （Q3) のスイッチングにより発光ダイオード （L 1) の残留電荷をコンデン サ （C 1) に、 実施態様 4よりも高速に充電することが可能であり抵抗成分による 発熱や電力消費が低減されるので、 この意味において省エネである （抵抗 （R1) が存在しないため） 。

まず、 スィッチ （SW1) が接地側にグラウンドアース接続されたとき、 トラン ジス夕 （Q1) は ONし、 発光ダイオード （L 1) は定電流ドライバ I Cの駆動状 態に応じて点灯する。 このとき、 コンデンサ （C 1) に蓄えられていた電荷は C 1 →R 1→D 1→SW1→接地の経路で放電される。 このとき、 トランジスタ （Q 3) は OFFであるため、 トランジスタ （Q3) を通ってコンデンサ （C 1) に電 流が流れることはない。

次に、 スィッチ （SW1) が電源（5 V)に接続されたとき、 トランジスタ （Q

1) は OFFし発光ダイオード （L 1) は定電流駆動ドライバ I Cの駆動状態に関 わらず非駆動状態となる。 トランジスタ （Q1) が OFFすると同時に、 トランジ スタ （Q3) が ONし、 L 1に蓄えられた不要な残留電荷はトランジスタ （Q3) を通りコンデンサ （C 1) に充電されるので、 発光ダイオード （L 1) の残留電荷 JP03/06169

34 による L 1の誤点灯を防ぐことができる。 ダイオード （D 1) の整流機能とトラン ジス夕 （Q3) のスィッチ作用により、 コンデンサ （C 1) は発光ダイオード （L 1) の残留電荷のみで充電されることになる。

仮に、 発光ダイオード （L 1) が逆バイアスによりリーク電流が発生するような 整流機能を失った素子である場合、 トランジスタ （Q1) が OFFし、 卜ランジス 夕 （Q2) が ONしたとき、 Q2→L 2→L 1→Q3→C 1→接地の電流経路がで きるが、 コンデンサ （C 1) は発光ダイオード （L 1) の残留電荷で充電されてい るため、 この経路ではそれ以上電流が流れず、 発光ダイオード （L 2の誤点灯は起 こらない。 ここで、 万一コンデンサ （C 1) の容量が発光ダイオード （L 1) の残 留電荷に比して相当大きな容量を有する場合には、 上記電流経路での電流が多大に 流れることにより、 発光ダイオード （L2) の誤点灯が発生することになる。 本実 施態様の場合には、 コンデンサ （C 1) は 0. 01 iF程度が発光ダイオード （L 1) との関係において最も適切な動作をし、 確実に誤点灯を防止できる値であるこ とが判明した。

この回路で、 抵抗 （R1) は、 トランジスタ （Q1) の発振動作を防止するため に設けるものである。

(実施態様 8 )

次に本発明の擬似点灯防止回路に関わる第 9の実施態様について、 図 17に基づ いて説明する。 実施態様 8は実施態様 6の擬似点灯防止回路のトランジスタ （Q 1) ，トランジスタ （Q2) をバイポーラトランジスタに変更し、 反転回路なしで発 光ダイオード （L 1) の残留電荷を取り除く動作を実現した例である。

まず、 スィッチ （SW1) が電源（5 V)側に接続されたとき、 トランジスタ （Q 1) は ONし、 発光ダイオード （L 1) は定電流ドライバ I Cの制御により点灯す る。 このとき、 コンデンサ （C 1) の一端はスィッチ （SW1) を介して電源（5 V)に接続され、 コンデンサ （C 1) に蓄えられた電荷は抵抗 （R1) を通り、 発光 ダイオード （L 1) に向かって駆動電流の一部又は全部として放電される。

次に、 スィッチ (SW1) が接地側にグラウンドア一ス接続されたとき、 トラン ジス夕 (Q 1) は OFFする。 このとき、 スィッチ (SW1) を介してコンデンサ (C 1) の一端が接地側にグラウンドアース接続されるため、 発光ダイオード （L 1) のアノード側に蓄えられた不要な残留電荷はコンデンサ （C 1) に充電され る。

仮に、 発光ダイオード （L 1) が整流機能を失った素子である場合、 トランジス タ （Q 1) が OFFし、 トランジスタ （Q2) が ONしたとき、 Q2→L 2→L 1 →R 1→C 1→接地の電流経路ができるが、 コンデンサ （C 1 ) は発光ダイォード (L 1) の残留電荷で充電されているため、 この経路ではそれ以上電流が流れず、 発光ダイオード （L2) の誤点灯は起こらない。 ここで、 万一コンデンサ （C 1) の容量が発光ダイオード （L 1) の残留電荷に比して相当大きな容量を有する場合 には、 上記電流経路での電流が多大に流れることにより、 発光ダイオード （L 2) の誤点灯が発生することになる。 本実施態様の場合には、 コンデンサ （C 1) は 0. 01 F程度が発光ダイオード （L 1) との関係において最も適切な動作を し、 確実に誤点灯を防止できる値であることが判明した。

また、 この回路では、 抵抗 （R1) は短絡しても良い。 本実施態様においてはさ らに、 簡便な回路構成とすることができるので、 配線数の低減や配線長の低減、 さ らには軽量化などの点で有利なので、 特に大型の LED表示装置に用いる場合や配 線スペースの省スペース化が要求される場合には有効である。

以上、 詳細に説明したように、 本発明の充放電制御回路、 発光装置及びその駆動 方法は、 駆動状態において発光素子や駆動素子又はその周辺や接続された配線など に蓄積された残留電荷を、 駆動状態において放電経路を介して放電されることに よって、 所定の発光素子や駆動素子を点灯又は駆動させる駆動状態において、 残 留電荷による影響を実質的になくすことができ、 表示品質の高い発光装置や表示 装置、 電荷素子駆動装置といった充放電制御回路、 発光装置及びその駆動方法を提 供することができる。 産業上の利用可能性

以上のように、 本発明に係る充放電制御回路、 発光装置及びその駆動方法は、 LEDや LD等の発光素子を用いた表示装置、 エレクトロルミネッセンス表示装 置、 フィールドェミッションタイプ表示装置、 液晶表示器等の発光装置や、 CC D、 光センサー等の受光素子、 あるいはトランジスタ、 パワーデバイス等の電子デ バイスやこれらを用いたフルカラ一ディスプレイや信号表示機、 イメージスキヤ ナ、 光ディスク用光源等大容量の情報を記憶する D V D等のメディァゃ通信用の 光源、 印刷機器、 照明用光源等において、 好適に利用できる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 駆動状態と非駆動状態を持つ被駆動素子と、 一端を接地した充電用素子と、 前 記被駆動素子に接続されて駆動状態と非駆動状態を制御する駆動回路を備える充放 電制御回路であって、

前記被駆動素子に接続され、 前記被駆動素子及び Z又は該被駆動素子に接続され る配線に発生する残留電荷を、 前記非駆動状態において前記充電用素子に充電する 充電経路と、 前記充電用素子に接続され、 前記残留電荷を前記駆動状態において該 充電用素子から接地端に放電する放電経路を有することを特徴とする充放電制御回 路。

2 . 前記被駆動素子は、 複数の被駆動素子が m行 n列のマトリクス状に配列されて なり、 その各列に配置された各被駆動素子の一方の端子をそれぞれ、 各列ごとに設 けられた第一ラインに接続し、 かつ各行に配置された各被駆動素子の他方の端子を それぞれ、 各行ごとに設けられた第二ラインに接続しており、 前記第一ラインと第 二ラインの少なくとも一方を通電制御する請求項 1に記載の充放電制御回路。

3 . 前記充電経路および前記放電経路は、 前記充電用素子を介して一端を接地して いる請求項 1または請求項 2に記載の充放電制御回路。

4. 前記充電経路は、 負荷を備えている請求項 1乃至請求項 3記載の充放電制御回 路。

5 . 前記放電経路は、 整流器を備える請求項 1乃至請求項 4に記載の充放電制御回 路。 ·

6 . 前記被駆動素子に接続され、 前記被駆動素子及び/又は該被駆動素子に接続さ れる配線に発生する残留電荷を、 前記非駆動状態において前記充電用素子に充電す る充電経路は、 前記被駆動素子のアノード端子側に接続された請求項 1乃至請求項 5に記載の充放電制御回路。

7 . 前記整流器の一端は、 前記充電用素子に接続され、 他端は接地側に接続されて いる請求項 5に記載の充放電制御回路。

8 . 前記被駆動素子は、 寄生容量を有する半導体素子である請求項 1乃至請求項 7 に記載の充放電制御回路。

9 . 前記充電用素子は、 コンデンサである請求項 1乃至請求項 8に記載の充放電制 御回路。

1 0 . 前記負荷は、 抵抗器である請求項 4乃至請求項 9に記載の充放電制御回路。

1 1 . 前記整流器は、 ダイオードである請求項 5に記載の充放電制御回路。

1 2 . 前記被駆動素子は、 半導体発光素子である請求項 1乃至請求項 1 1に記載の 充放電制御回路。

1 3 . 前記被駆動素子は、 発光ダイオードである請求項 1乃至請求項 1 2に記載の 充放電制御回路。

1 4. 前記被駆動素子は発光素子であり、 前記充放電制御回路は前記発光素子の誤 点灯を防止する誤点灯防止回路を構成する請求項 1乃至請求項 1 1に記載の充放電 制御回路。

1 5 . 前記充電経路と前記放電経路が同じ経路であり、 前記充電用素子に充電した 残留電荷が、 前記被駆動素子の駆動状態における駆動電流として放電される請求項 1乃至請求項 1 4に記載の充放電制御回路。

1 6 . 駆動状態と非駆動状態を持つ被駆動素子と、 一端を接地した充電用素子と、 前記被駆動素子に接続されて駆動状態と非駆動状態を制御する駆動回路を備える発 光装置であって、

前記被駆動素子に接続され、 前記被駆動素子及び/又は該被駆動素子に接続される 配線に発生する残留電荷を、 前記非駆動状態において前記充電用素子に充電する充 電経路と、 前記充電用素子に接続され、 前記残留電荷を前記駆動状態において該充 電用素子から接地端に放電する放電経路を有することを特徴とする発光装置。

1 7 . 前記発光装置は、 複数の被駆動素子が m行 n列のマトリクス状に配列されて なり、 その各列に配置された各被駆動素子の一方の端子をそれぞれ、 各列ごとに設 けられた第一ラインに接続し、 かつ各行に配置された各被駆動素子の他方の端子を それぞれ、 各行ごとに設けられた第二ラインに接続しており、 前記第一ラインと第 二ラインの少なくとも一方を通電制御する請求項 1 6に記載の発光装置。

1 8 . 前記充電経路および前記放電経路は、 前記充電用素子を介して一端を接地し ている請求項 1 6または請求項 1 7に記載の発光装置。

1 9 . 前記充電経路は、 負荷を備えている請求項 1 6乃至請求項 1 8記載の発光装

2 0 . 前記放電経路は、 整流器を備える請求項 1 6乃至請求項 1 9に記載の発光装 置。

2 1 . 前記被駆動素子に接続され、 前記被駆動素子及び/又は該被駆動素子に接続 される配線に発生する残留電荷を、 前記非駆動状態において前記充電用素子に充電 する充電経路は、 前記被駆動素子のアノード端子側に接続された請求項 1 6乃至請 求項 2 0に記載の発光装置。

2 2 . 前記整流器の一端は、 前記充電用素子に接続され、 他端は接地側に接続され ている請求項 2 0に記載の発光装置。

2 3 . 前記被駆動素子は、 寄生容量を有する半導体素子である請求項 1 6乃至請求 項 2 2に記載の発光装置。

2 4 . 前記充電用素子は、 コンデンサである請求項 1 6乃至請求項 2 3に記載の発 光装置。

2 5 . 前記負荷は、 抵抗器である請求項 1 9乃至請求項 2 4に記載の発光装置。

2 6 . 前記整流器は、 ダイオードである請求項 2 0に記載の発光装置。

2 7 . 前記被駆動素子は、 半導体発光素子である請求項 1 6乃至請求項 2 6に記載 の発光装置。

2 8 . 前記被駆動素子は、 発光ダイオードである請求項 1 6乃至請求項 2 7に記載 の発光装置。

2 9 . 前記被駆動素子は発光素子であり、 前記発光装置は前記発光素子の誤点灯を 防止する誤点灯防止回路を構成する請求項 1 6乃至請求項 2 6に記載の発光装置。

3 0 . 前記充電経路と前記放電経路が同じ経路であり、 前記充電用素子に充電した 残留電荷が、 前記被駆動素子の駆動状態における駆動電流として放電される請求項 1 6乃至請求項 2 9に記載の発光装置。

3 1 . 複数の発光素子を m行 n列のマトリクス状に配列し、 その各列に配置され た各発光素子の力ソード端子をそれぞれ、 各列ごとに設けられた電流ラインに接 続しかつ各行に配置された各発光素子のアノード端子をそれぞれ各行ごとに設け られたコモンソースラインに接続してなる表示部を備えた発光装置において、 前記発光装置は、 前記電流ラインに接続された複数の発光素子と、 入力される 点灯制御信号によつて駆動状態と非駆動状態が制御され、 その各駆動状態におい て入力される表示データに基いて前記各コモンソースラインを通電制御する駆動 回路とを有し、

該駆動回路は、 前記各発光素子のアノード端子および前記駆動回路に接続し前 記駆動状態から前記非駆動状態に移行する際に前記発光素子のァノード端子側に 発生する残留電荷を前記非駆動状態において充電用素子に充電する充電経路と、 該充電経路に接続し前記残留電荷を前記駆動状態において前記充電用素子から接 地端に放電する放電経路とを有する誤点灯防止回路を備えることを特徴とする発 3 2 . 前記放電経路は、 前記充電経路に接続し前記駆動回路を経由して前記接地 端に至る経路である請求項 3 1に記載の発光装置。

3 3 . 前記駆動回路はさらに、

前記コモンソ一スラインにそれぞれ対応して接続された m個の切り換え回路を 備え、 前記駆動状態において入力されるァドレス信号で指定されたコモンソース ラインを電流源と接続する電流源切り換え回路と、

順次入力される前記表示デー夕の n個の階調デー夕をそれぞれ記憶する記憶回 路を備え、 前記駆動状態において、 各記憶回路に記憶された階調データに応じた 階調幅で対応する電流ラインを通電状態とする定電流制御回路部とを備えた請求 項 3 1乃至 3 2に記載の発光装置。

3 4 . 前記充電経路は、 一端が前記各発光素子のアノード端子側に接続し他端が 接地された充電用素子を含む経路である請求項 3 1乃至 3 3に記載の発光装置。

3 5 . 前記放電経路は、 アノード端子が前記充電経路に接続し力ソード端子が接 地端方向に接続する整流器を含む経路である請求項 3 1乃至 3 4に記載の発光装 置。

3 6 . 前記充電経路は、 少なくとも一つの抵抗器を備える経路である請求項 3 1 乃至 3 5に記載の発光装置。 '

3 7 . 前記発光素子は、 発光ダイオードである請求項 3 1乃至 3 6に記載の発光

3 8 . 前記充電用素子は、 コンデンサである請求項 3 1乃至 3 7に記載の発光装

3 9 . 前記整流器は、 ダイオードである請求項 3 1乃至 3 8に記載の発光装置。

4 0 . 前記発光装置は、 L E Dディスプレイである請求項 3 1乃至 3 9に記載の 4 1 . 複数の発光素子を m行 n列のマトリクス状に配列し、 その各列に配置され た各発光素子の力ソード端子をそれぞれ、 各列ごとに設けられた電流ラインに接 続しかつ各行に配置された各発光素子のァノ一ド端子をそれぞれ各行ごとに設け られたコモンソースラインに接続してなる表示部を備え、 前記電流ラインに接続 された複数の発光素子と、 入力される点灯制御信号によつて駆動状態と非駆動状 態が制御され、 その各駆動状態において入力される表示データに基いて前記各コ モンソースラインを通電制御する駆動回路とを有する発光装置の駆動方法であつ て、

点灯状態と非点灯状態を制御する点灯制御信号によって、 駆動状態と非駆動状 態を制御することと、

前記駆動状態において入力される表示データに基いて前記各コモンソースライ ンの一端及び前記各電流ラインの一端を通電制御することと、

前記各発光素子のァノード端子および前記駆動回路に接続した充電経路によつ て、 前記駆動状態から前記非駆動状態に移行する際に前記発光素子のアノード端 子側に発生する残留電荷を前記非駆動状態において充電用素子に充電すること と、

前記充電経路に接続し接地端に至る放電経路によって、 前記残留電荷を前記駆 動状態において前記充電用素子から放電すること

を含むことを特徴とする発光装置の駆動方法。