JP3649658B2 - LED display device and inspection method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、LED(Light Emitting Diode)表示装置及びその検査方法に係り、特に、LEDがマトリクス状に配置されたドットマトリクス型LED表示装置及びその検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ドットマトリクス型LED表示装置は、横16ドット×縦16ドットとなるようにマトリクス状に配置された256個のLEDを1文字単位とするとともに、この1文字単位の256個のLEDで形成されたユニットを更にマトリクス状に任意の数だけ並べることによって、表示部が形成される。このように構成される従来のLED表示装置の構成を図9に示す。尚、図9に示すLED表示装置は、その構成及び動作を簡単に説明するために、1文字単位についてのみ示したものである。
【0003】
図9のLED表示装置は、16×16のマトリクス状に配置されたLED1.1,LED1.2,…,LED16.16より構成される表示部1と、垂直方向(縦方向)に走査して表示部1内のLEDを各行毎にスイッチング制御するNチャネルのMOSトランジスタS1,S2,…,S16で構成されたスイッチング素子群2と、各行のLEDを同時にスイッチング制御するNPN型トランジスタD1,D2,…,D16で構成されたスイッチング素子群3と、スイッチング素子群2,3を制御する制御回路5とを有する。
【0004】
このような構成のLED表示装置は、例えば、制御回路5によって、スイッチング素子群2のトランジスタSm(mは、1≦m<16の自然数)がONとされたとき、表示部1のm行目の配置されたLEDm.1〜m.16のアノードに電源電圧VDDが印加される。このとき、制御回路5よりスイッチング素子群3にデータが与えられて、例えば、スイッチング素子群3のトランジスタDn(nは、1≦n≦16の自然数)がONとされると、LEDm.nのカソードが抵抗Rn及びトランジスタDnを介して接地される。よって、LEDm.nに電流が流れて点灯する。このようにして、表示部1に設けられたLEDが点灯動作を行うことで、文字が表示される。このとき、スイッチング素子群2においてOFFとなっているトランジスタに接続される行のLEDは点灯しない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、表示部1とスイッチ素子群2との間における配線の接続状態によっては、制御回路5によってONとされるスイッチング素子群2のトランジスタと表示部1との間における配線に流れる電流や他の回路の動作の影響によって、スイッチング素子群2の他のOFFとされるトランジスタと表示部1との間における配線に誘導電圧が発生することがある。よって、スイッチング素子群2におけるトランジスタがOFFであるため、このトランジスタに接続された本来電流が流れることのない表示部1の行に、誘導電圧の影響によって発生した微量の電流が流れて、スイッチング素子群3によってカソードが接地された状態となるLEDがわずかに点灯する。
【0006】
又、近年、このようなLED表示装置に、InGaN系の高輝度の青・緑・白色発光のLEDが用いられることがある。このInGaN系のLEDは、一般のLEDがC=200pFで200V程度の耐量があるのに対して、50V程度の耐量しかないというように、その構造的な要因から静電気などによるサージに対する耐量が低い。よって、製造工程の取り扱いによっては、LEDに静電気が印加されたため、LED素子の損傷や信頼性低下が発生することがあり、こうしたダメージを受けたLEDは、初期状態では正常に点灯するが、寿命が短く短期間で点灯しなくなる不具合の原因となっている。
【0007】
更に、この不具合を避けるために、ダメージを受けたLEDを判別する方法としては、逆方向電圧をかけたときのLEDにおけるリーク電流が大きくなる特性の変化を検知することが挙げられるが、従来、このような検査を行うためには、それぞれのLEDにプローブを当てて、逆方向電流を測定することによって行っている。よって、その測定に時間がかかるとともに、プローブを含めた測定器が新たに必要であった。
【0008】
このような問題を鑑みて、本発明は、配線に発生する誘導電圧による異常動作を防ぐことのできるLED表示装置を提供することを目的とする。又、本発明の他の目的は、逆方向特性異常のLEDを簡単に検出することのできるLED表示装置及びその検査方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のLED表示装置は、マトリクス状に配列された複数のLEDで構成される表示部と、行毎に該LEDの第1端子に第1電圧を印加するための複数の第1スイッチング素子と、列毎に前記LEDの第2端子に第2電圧を印加するための複数の第2スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のON/OFFを制御する制御回路とを有し、前記複数のLEDのうち前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子がONとされることで決定されるLEDが点灯するLED表示装置において、前記第1スイッチング素子毎に設けられ、前記第1スイッチング素子と前記表示部との間に接続される配線に一端が接続されるとともに他端に前記第2電圧が印加された複数のインピーダンス素子を有するとともに、前記インピーダンス素子が抵抗とツェナーダイオードとの直列回路から成ることを特徴とすることを特徴とする。
【0010】
このようなLED表示装置において、インピーダンス素子のインピーダンスを表示部を構成するLEDによるインピーダンスよりも低くすることで、表示部と第1スイッチング素子との間の配線に他の回路や配線を流れる電流などの影響を受けて誘電電圧が発生したときに、この誘電電圧によって生じる電流がインピーダンス素子を流れる。よって、OFFとされている第1スイッチング素子に接続されたLEDが、誘電電圧によって生じる電流によって点灯することを防ぐことができる。
【0011】
このようなLED表示装置において、第1スイッチング素子をMOSトランジスタとしても構わないし、第2スイッチング素子を接合型トランジスタとしても構わない。更に、前記第1スイッチング素子毎に設けられ、前記インピーダンス素子と直列に接続された複数の第3スイッチング素子を設けても構わない。
【0012】
又、本発明は、このようなLED表示装置の検査方法として、前記第2スイッチング素子を全てOFFとするとともに、前記第1スイッチング素子を時分割駆動して順次ONとすることによって、逆方向にリーク電流の流れる逆方向特性異常のLEDを検出することを特徴とするLED表示装置の検査方法を提供する。
【0013】
このような検査方法において、同一列に配されたLEDの中に逆方向特性異常のLEDが存在するとき、そのLEDに接続された第1スイッチング素子以外の第1スイッチング素子をONとしたとき、逆方向特性異常のLED及びインピーダンス素子を介して第2電圧がLEDの第2端子に印加されるため、逆方向特性異常のLED以外の同一列のLEDが全て点灯する。よって、このようになったとき、同一列のLEDにおいて点灯したLEDが存在したとき、点灯していないLEDが逆方向特性異常のLEDとして検出される。尚、同一列全てのLEDが点灯していない場合は、その列に配されたLEDは正常に動作するものとされる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施形態について、説明する。
【0015】
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態におけるLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図である。尚、図1に示すLED表示装置は、図9に示すLED表示装置と同様、その構成及び動作を簡単に説明するために、1文字単位についてのみ示したものである。
【0016】
図1のLED表示装置は、LED1.1〜LED16.16の256個のLEDがマトリクス状に配された表示部1と、NチャネルのMOSトランジスタS1〜S16で構成されるとともに表示部1を垂直方向に走査してLEDを各行毎にスイッチング制御するスイッチング素子群2と、NPN型トランジスタD1〜D16で構成されるとともに表示部1の各行のLEDを同時にスイッチング制御するスイッチング素子群3と、スイッチング素子群2のトランジスタS1〜S16のそれぞれのソースに一端が接続されるとともに他端が接地された負荷Z1〜Z16で構成されたインピーダンス素子群4と、スイッチング素子群2,3を制御する制御回路5とを有する。
【0017】
このとき、トランジスタS1〜S16のドレインには電源電圧VDDが印加されるとともに、それぞれのゲートには制御回路5より制御信号が与えられる。トランジスD1〜D16のエミッタが接地されるとともに、それぞれのコレクタが抵抗R1〜R16それぞれの一端に接続され、それぞれのベースには制御回路5より制御信号が与えられる。更に、トランジスタS1,S2,…,S16のそれぞれのソースに、LED1.1〜LED1.16,LED2.1〜LED2.16,…,LED16.1〜LED16.16のアノードが接続され、又、抵抗R1,R2,…,R16のそれぞれの他端に、LED1.1〜LED16.1,LED1.2〜LED16.2,…,LED1.16〜LED16.16のカソードが接続される。
【0018】
このように構成されるLED表示装置は、図9に示すLED表示装置と同様、制御回路5によってトランジスタSmがONとされると、表示部1のm行目のLEDm.1〜LEDm.16のアノードに電源電圧VDDが印加され、電流が流れようとする。そして、このとき、例えば、制御回路5によってトランジスタDnがONとされると、表示部1のn列目に存在するLEDm.nのカソードが抵抗Rn及びトランジスタDnを介して接地されるため、LEDm.nに電流が流れて点灯する。
【0019】
このようにm行目のLEDが点灯動作をする際、m行目以外のLEDとスイッチング素子群2との間の配線に誘導電圧が発生して、この誘導電圧が発生した配線に微弱な電流が流れようとする。今、インピーダンス素子群4の各負荷Z1〜Z16は、表示部1のLEDと抵抗R1〜Rnとによるインピーダンスに比べて、十分低く設定している。即ち、負荷Z1のインピーダンスが、LED1.1〜LED1.16と抵抗R1〜R16とによるインピーダンスよりも十分低くなるように設定される。
【0020】
よって、誘導電圧が発生した配線に流れる微弱な電流は、インピーダンス素子群4の負荷を流れるため、表示部1に流れることが防がれる。即ち、トランジスタS1がOFFであるときに、表示部1の1行目とトランジスタS1との間の配線に誘導電圧が発生したとき、この誘導電圧による微弱な電流が負荷Z1を流れるため、表示部1のLED1.1〜LED1.16に点灯することを防ぐことができる。
【0021】
更に、このようなLED表示装置において、静電気などによってダメージを受けた逆方向特性異常のLEDを検出する方法について、以下に説明する。この逆方向特性異常のLEDを検出する検査方法を行う際、まず、スイッチング素子群3を構成するトランジスタD1〜D16を全てOFFとする。そして、トランジスタS1,S2,…,S16の順にONすることで、スイッチング素子群2を時分割駆動させる。このとき、トランジスタD1〜D16が全てOFFであるため、表示部1を構成するLEDが全て正常に動作するものであるならば、スイッチング素子群2を構成するトランジスタS1〜S16をONとしても、点灯することがない。
【0022】
しかしながら、逆方向特性異常のLEDが存在するとき、この逆方向特性異常のLEDが存在する列に配された他の15個の各LEDのカソードは、逆方向特性異常のLED及びこのLEDのアノードに接続された負荷を介して接地された状態となる。よって、他の15個の各LEDのアノードに接続されたスイッチング素子群2内のトランジスタがONとなるとき、それぞれのLEDに電流が流れて、点灯する。
【0023】
即ち、例えば、表示部1において、LED1.1のみが逆特性異常のLEDであるとすると、まず、スイッチング素子群2のトランジスタS1のみをONとするとき、LED1.1には電流が流れることがないので点灯しない。次に、トランジスタS1をOFFとして、トランジスタS2のみをONとする。このときのLED1.1を着目した回路モデルを図2に示す。LED1.1には逆方向のリーク電流が流れるため、負荷Z1を介してLED1.1にリーク電流が流れる。よって、LED2.1のカソードがLED1.1及び負荷Z1を介して接地された状態となるとともに、そのアノードがトランジスタS2を介して電源電圧VDDが印加されるため、LED2.1に電流が流れて点灯する。
【0024】
同様に、スイッチング素子群2内のトランジスタS3,S4,…,S16を順次ONすると、LED3.1,LED4.1,…LED16.1のカソードがそれぞれ、LED1.1及び負荷Z1を介して接地された状態となる。よって、スイッチング素子群2内のトランジスタS3,S4,…,S16を順次ONすることによって、LED3.1,LED4.1,…LED16.1に順次電流が流れて点灯する。従って、同一列に配されたLED1.1〜LED16.1のうち、LED1.1を除く全てのLEDが点灯することになる。よって、点灯しないLED1.1を逆方向特性異常のLEDとして検出することが可能である。
【0025】
このように、同一列上で点灯するLEDが存在するとき、この列上で不点灯のLEDを逆方向特性異常のLEDとして検出することができる。又、この検査方法のようにスイッチング素子群2を時分割駆動させたとき、表示部1を構成する全てのLEDが不点灯であるときは、全てのLEDが正常であるとすることができる。このように、スイッチング素子群3をOFFとするとともに、スイッチング素子群2を時分割駆動することによって、容易に、表示部1内の逆方向特性異常のLEDを検出することが可能である。
【0026】
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。図3は、本実施形態におけるLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図である。尚、図3に示すLED表示装置は、図1に示すLED表示装置と同様、その構成及び動作を簡単に説明するために、1文字単位についてのみ示したものである。又、図3において、図1と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0027】
図3に示すLED表示装置は、インピーダンス素子群4に抵抗r1〜r16を使用している。即ち、トランジスタS1,S2,…,S16それぞれのソースに、一端が接地された抵抗r1,r2,…,r16の他端が接続される。その他の構成については、第1の実施形態(図1)のLED表示装置と同様の構成である。
【0028】
このように構成する際、抵抗r1〜r16の抵抗値を小さくすることによって、制御回路5によってOFFとされているスイッチング素子群2内のトランジスタと表示部1との間の配線に発生する誘導電圧によって生じる電流が、インピーダンス素子群4側に流れるため、スイッチング素子群2によって走査されていない行のLEDが点灯することを防ぐことができる。このように、走査されていない行のLEDを不点灯とするには、LED表示装置内の配線の状態によって異なるが、略10kΩ以下とすることによって、その効果が現れる。
【0029】
しかしながら、インピーダンス素子群4で消費される電力が抵抗r1〜r16の抵抗値に反比例するため、抵抗r1〜r16の抵抗値を小さくするほど、インピーダンス素子群4での消費電力が大きくなる。又、この消費電力が大きくなれば、インピーダンス素子群4を構成する抵抗r1〜r16を定格電力の大きな抵抗とする必要があり、望ましくない。よって、通常、この抵抗r1〜r16のそれぞれで消費される電力が1W以下、好ましくは0.01W以下になるように抵抗r1〜r16の抵抗値が設定される。よって、LED表示装置に与えられる電源電圧VDDが5Vであるときは、抵抗r1〜r16の抵抗値が2.5kΩ以上10kΩ以下であることが好ましい。
【0030】
このようにインピーダンス素子群4を抵抗r1〜r16で構成することによって、表示部1とスイッチング素子群2との間の配線に直流の誘導電圧が発生したときに有効に働き、本来点灯しないLEDの点灯を防ぐことができる。
【0031】
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態について、図面を参照して説明する。図4は、本実施形態におけるLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図である。尚、図4に示すLED表示装置は、図1に示すLED表示装置と同様、その構成及び動作を簡単に説明するために、1文字単位についてのみ示したものである。又、図4において、図1と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0032】
図4に示すLED表示装置は、インピーダンス素子群4にコンデンサC1〜C16を使用している。即ち、トランジスタS1,S2,…,S16それぞれのソースに、一端が接地されたコンデンサC1,C2,…,C16の他端が接続される。その他の構成については、第1の実施形態(図1)のLED表示装置と同様の構成である。
【0033】
このような構成にすることによって、コンデンサが高周波の電圧に対して低インピーダンスのインピーダンス素子として働くため、表示部1とスイッチング素子群2との間の配線に発生する誘導電圧がパルス状であるとき、この誘導電圧によって発生する電流がコンデンサC1〜C16のインピーダンス素子群4に流れる。このようにインピーダンス素子群4をコンデンサC1〜C16で構成することによって、表示部1とスイッチング素子群2との間の配線に高周波の誘導電圧が発生したときに有効に働き、本来点灯しないLEDの点灯を防ぐことができる。
【0034】
<第4の実施形態>
本発明の第4の実施形態について、図面を参照して説明する。図5は、本実施形態におけるLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図である。尚、図5に示すLED表示装置は、図1に示すLED表示装置と同様、その構成及び動作を簡単に説明するために、1文字単位についてのみ示したものである。又、図5において、図1と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0035】
図5に示すLED表示装置は、インピーダンス素子群4に抵抗r1〜r16とコンデンサC1〜C16との並列回路を使用している。即ち、トランジスタS1,S2,…,S16それぞれのソースに、一端が接地された抵抗r1,r2,…,r16の他端と、同じく一端が接地されたコンデンサC1,C2,…,C16の他端とが接続される。その他の構成については、第1の実施形態(図1)のLED表示装置と同様の構成である。
【0036】
このような構成にしたとき、抵抗が直流電圧に対して、コンデンサが高周波の電圧に対して、それぞれ、低インピーダンスのインピーダンス素子として働く。よって、表示部1とスイッチング素子群2との間の配線に発生する誘導電圧が直流電圧であるとき、この誘導電圧によって発生する電流が抵抗r1〜r16のインピーダンス素子群4に流れる。又、表示部1とスイッチング素子群2との間の配線に発生する誘導電圧がパルス状であるとき、この誘導電圧によって発生する電流がコンデンサC1〜C16に流れる。
【0037】
このようにインピーダンス素子群4を抵抗r1〜r16及びコンデンサC1〜C16の並列回路で構成することによって、表示部1とスイッチング素子群2との間の配線に誘導電圧が発生したときに有効に働き、本来点灯しないLEDの点灯を防ぐことができる。
【0038】
<第5の実施形態>
本発明の第5の実施形態について、図面を参照して説明する。図6は、本実施形態におけるLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図である。尚、図6に示すLED表示装置は、図1に示すLED表示装置と同様、その構成及び動作を簡単に説明するために、1文字単位についてのみ示したものである。又、図6において、図1と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0039】
図6に示すLED表示装置は、インピーダンス素子群4に抵抗r1〜r16とツェナーダイオードZ1〜Z16との直列回路を使用している。即ち、トランジスタS1,S2,…,S16それぞれのソースに、抵抗r1,r2,…,r16の一端が接続されるとともに、抵抗r1,r2,…,r16の他端に、アノードが接地されたツェナーダイオードZ1,Z2,…,Z16のカソードが接続される。その他の構成については、第1の実施形態(図1)のLED表示装置と同様の構成である。
【0040】
このように構成することで、ツェナーダイオードZ1〜Z16にかかる電圧が一定となるため、表示部1内に逆方向特性異常のLEDが存在するときに、このLEDと同列に配されたLEDのカソードが、逆方向特性異常のLEDと接続されたインピーダンス素子群4内の負荷を介して接地されることを防ぐ。即ち、ツェナーダイオードZ1〜Z16を動作させるための電圧をVaとすると、逆方向特性異常のLEDと同列に配されたLEDのカソードには、電圧Vaよりも高い電圧がかかることになる。よって、このとき、LEDには、VDD−Vaよりも低い電圧がかかることとなり、この電圧VDD−VaをLEDの動作電圧よりも低くすることにより、正常なLEDの誤動作を防ぐことができる。
【0041】
今、例えば、表示部1において、LED1.1のみが逆特性異常のLEDであるものとしたときの動作について、説明する。このときのLED1.1を着目した回路モデルを図7に示す。今、スイッチング素子群2内のトランジスタS2がONであるとともに、スイッチング素子群3内のトランジスタD1がOFFであるものとする。このとき、LED2.1が正常に動作するとき、LED2.1は点灯しない。しかしながら、第2の実施形態(図3)のように、インピーダンス素子群4が抵抗のみで構成されるとき、LED2.1のアノードに、トランジスタS2を介して電源電圧VDDが印加されるとともに、LED2.1のカソードが、LED1.1及び抵抗r1を介して接地されるため、LED2.1に電流が流れて点灯してしまう。
【0042】
そこで、本実施形態のように、Vaの逆電圧を印加したときに電流が流れるツェナーダイオードをインピーダンス素子群4内に設けることによって、LED2.1のカソードに、LED1.1及び抵抗r1を介して電圧Vaが印加されることとなる。この電圧Vaは、表示部1内のLEDがVDD−Vaで駆動しない程度の電圧とすることによって、LED2.1に電流が流れることを防ぎ、不点灯とすることができる。即ち、LEDの駆動電圧をVbとすると、Vb>VDD−Vaであるため、ツェナーダイオードZ1には、VDD−Vbがかかることとなる。
【0043】
よって、ツェナーダイオードZ1はVaよりも低い電圧がかかることとなり、ツェナーダイオードZ1に電流が流れないので、LED2.1が駆動することがない。このように、本実施形態のLED表示装置によると、表示部1に逆方向特性異常のLEDが存在しても、その他の正常なLEDについては、その影響なく正常に動作させることができる。
【0044】
<第6の実施形態>
本発明の第6の実施形態について、図面を参照して説明する。図8は、本実施形態におけるLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図である。尚、図8に示すLED表示装置は、図1に示すLED表示装置と同様、その構成及び動作を簡単に説明するために、1文字単位についてのみ示したものである。又、図8において、図1と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0045】
図8に示すLED表示装置は、インピーダンス素子群4に接続されたスイッチング素子群6が更に設けられた構成となる。即ち、トランジスタS1,S2,…,S16それぞれのソースに一端が接続された負荷Z1,Z2,…,Z16の他端にドレインが接続されるとともに、ドレインが接地されたNチャネルのMOSトランジスタT1,T2,…,T16が設けられる。尚、このトランジスタT1〜T16も、制御回路5よりそのゲートに信号が与えられて、ON/OFF制御される。又、その他の構成については、第1の実施形態(図1)のLED表示装置と同様の構成である。
【0046】
このように構成されたLED表示装置は、スイッチング素子群2のON/OFF動作に同期してスイッチング素子群6がON/OFF動作を行う。但し、スイッチング素子群2においてONとされるトランジスタと同一行に接続されたスイッチング素子群6内のトランジスタをOFFとし、その他のスイッチング素子群6内の15個のトランジスタをONとする。
【0047】
即ち、今、表示部1内の1行目のLEDを点灯させるために、トランジスタS1をONとするとともに、トランジスタS2〜S16をOFFとしたとき、スイッチング素子群6では、トランジスタT1がOFFとされるとともに、トランジスタT2〜T16がONとされる。尚、表示部1内の2行目以降のLEDを点灯させるときも同様、スイッチング素子群6において、その点灯させる行の配線に負荷を介して接続されたトランジスタをOFFとするとともに、その他の15個のトランジスタをONとする。
【0048】
このようにスイッチング素子群2,6を動作させることによって、表示部1のスイッチング素子群2によって走査されスイッチング素子群3よりデータを与えられる行に接続されたインピーダンス素子群4内の負荷に電流が流れないようにすることができるため、インピーダンス素子群4における消費電力を低減させることができる。又、このとき、表示部1におけるスイッチング素子群2によって不点灯とされる行のLEDについては、スイッチング素子群6内のトランジスタがONであるため、誘導電圧の発生により生じた電流がインピーダンス素子群4側に流れるため、点灯を防ぐことができる。このように、本実施形態によると、表示部1の点灯させる行に接続されたインピーダンス素子群4内の負荷を電気的に切断することができるので、無駄な消費電力を防ぐことができる。
【0049】
尚、本実施形態において、インピーダンス素子群4を、第2〜第6の実施形態におけるインピーダンス素子群4としても構わない。
【0050】
【発明の効果】
本発明によると、表示部と第1スイッチング素子との間の配線の状態により、他の回路動作の影響を受けて生じる誘導電圧により発生する電流を、インピーダンス素子に流すことによって、表示部に流れ込むことを防ぐことができる。よって、第1スイッチング素子がOFFであるときに、配線に生じた誘導電圧により生じた電流が表示部に流れ込み、このOFFである第1スイッチング素子と接続された行のLEDがわずかに点灯することを防ぐことができ、誤動作なく正常に動作させることができる。又、本発明によると、静電気などののサージの影響を受けて逆方向特性異常のLEDを検出するのに、従来のように、検査用の測定器を新たに設けることなく、容易に検査することができる。よって、信頼性の高いLED表示装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態のLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図。
【図2】LED表示装置の検査方法を説明するためのLED表示装置の一部を示すブロック回路図。
【図3】第2の実施形態のLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図。
【図4】第3の実施形態のLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図。
【図5】第4の実施形態のLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図。
【図6】第5の実施形態のLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図。
【図7】図6のLED表示装置の一部を示すブロック回路図。
【図8】第6の実施形態のLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図。
【図9】従来のLED表示装置の内部構成を示すブロック回路図。
【符号の説明】
1 表示部
2,3 スイッチング素子群
4 インピーダンス素子群
5 制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an LED (Light Emitting Diode) display device and an inspection method thereof, and more particularly to a dot matrix type LED display device in which LEDs are arranged in a matrix and an inspection method thereof.
[0002]
[Prior art]
In general, a dot matrix type LED display device has 256 LEDs arranged in a matrix so as to be 16 dots wide × 16 dots long as one character unit, and is formed of 256 LEDs in one character unit. A display unit is formed by arranging an arbitrary number of the units in a matrix. FIG. 9 shows a configuration of a conventional LED display device configured as described above. The LED display device shown in FIG. 9 is shown only for one character unit in order to briefly explain the configuration and operation thereof.
[0003]
The LED display device of FIG. 9 scans in the vertical direction (longitudinal direction) with the
[0004]
For example, when the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, depending on the connection state of the wiring between the
[0006]
In recent years, such LED display devices may use InGaN-based high-luminance blue, green, and white light emitting LEDs. This InGaN-based LED has a withstand capability of about 200 V at C = 200 pF, whereas it has only a withstand capability of about 50 V, so that it has a low resistance to surges due to static electricity due to its structural factors. . Therefore, depending on the handling of the manufacturing process, static electricity may be applied to the LED, which may cause damage to the LED element and a decrease in reliability. Is a cause of malfunctions that do not light up in a short period of time.
[0007]
Furthermore, in order to avoid this problem, as a method of determining a damaged LED, there is a method of detecting a change in characteristics in which the leakage current in the LED increases when a reverse voltage is applied. In order to perform such an inspection, a probe is applied to each LED and a reverse current is measured. Therefore, the measurement takes time and a measuring instrument including a probe is newly required.
[0008]
In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an LED display device capable of preventing an abnormal operation due to an induced voltage generated in a wiring. Another object of the present invention is to provide an LED display device and an inspection method thereof that can easily detect an LED having a reverse characteristic abnormality.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an LED display device of the present invention applies a first voltage to a display unit composed of a plurality of LEDs arranged in a matrix and to the first terminal of each LED for each row. A plurality of first switching elements, a plurality of second switching elements for applying a second voltage to the second terminal of the LED for each column, and ON / OFF of the first switching element and the second switching element. An LED display device in which an LED determined by turning on the first switching element and the second switching element among the plurality of LEDs is turned on. Provided for each switching element and connected between the first switching element and the display unit For wiring A plurality of impedance elements having one end connected and the second voltage applied to the other end And the impedance element comprises a series circuit of a resistor and a Zener diode. It is characterized by that.
[0010]
In such an LED display device, by making the impedance of the impedance element lower than the impedance of the LED constituting the display unit, the current flowing in another circuit or the wiring in the wiring between the display unit and the first switching element, etc. When a dielectric voltage is generated under the influence of the above, a current generated by the dielectric voltage flows through the impedance element. Therefore, it is possible to prevent the LED connected to the first switching element that is turned off from being lit by the current generated by the dielectric voltage.
[0011]
In such an LED display device, The first switching element may be a MOS transistor, and the second switching element may be a junction transistor. Further, a plurality of third switching elements provided for each of the first switching elements and connected in series with the impedance element may be provided.
[0012]
Further, in the present invention, as an inspection method for such an LED display device, all the second switching elements are turned off, and the first switching elements are time-division driven and sequentially turned on, so that they are reversed. Provided is an inspection method for an LED display device, characterized by detecting an LED having a reverse characteristic abnormality in which a leak current flows.
[0013]
In such an inspection method, when there is an LED having an abnormal reverse characteristic among the LEDs arranged in the same row, when the first switching element other than the first switching element connected to the LED is turned ON, Since the second voltage is applied to the second terminal of the LED via the reverse characteristic abnormal LED and the impedance element, all LEDs in the same row other than the reverse characteristic abnormal LED are lit. Therefore, when this occurs, when there are LEDs that are lit in the LEDs in the same row, the LEDs that are not lit are detected as LEDs having reverse characteristic abnormalities. If all the LEDs in the same row are not lit, the LEDs arranged in that row are assumed to operate normally.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described.
[0015]
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block circuit diagram showing the internal configuration of the LED display device according to this embodiment. Note that the LED display device shown in FIG. 1 is shown only for one character unit in order to briefly explain the configuration and operation of the LED display device shown in FIG.
[0016]
The LED display device of FIG. 1 includes a
[0017]
At this time, the power supply voltage VDD is applied to the drains of the transistors S1 to S16, and a control signal is supplied from the
[0018]
As in the LED display device shown in FIG. 9, when the transistor Sm is turned on by the
[0019]
Thus, when the LED in the m-th row lights up, an induced voltage is generated in the wiring between the LEDs other than the m-th row and the
[0020]
Therefore, the weak current flowing through the wiring in which the induced voltage is generated flows through the load of the impedance element group 4, so that it can be prevented from flowing into the
[0021]
Further, a method for detecting an LED having an abnormal reverse characteristic damaged by static electricity or the like in such an LED display device will be described below. When performing the inspection method for detecting the LED having the reverse characteristic abnormality, first, all the transistors D1 to D16 constituting the switching
[0022]
However, when there is an LED having an abnormal reverse characteristic, the cathodes of the other 15 LEDs arranged in the row where the LED having the abnormal reverse characteristic exists are the LED having the abnormal reverse characteristic and the anode of this LED. It will be in the state grounded through the load connected to. Therefore, when the transistors in the
[0023]
That is, for example, in the
[0024]
Similarly, when the transistors S3, S4,..., S16 in the
[0025]
In this way, when there are LEDs that are lit on the same column, it is possible to detect a non-lit LED on this column as an LED having an abnormal reverse characteristic. Further, when the switching
[0026]
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block circuit diagram showing an internal configuration of the LED display device according to the present embodiment. Note that the LED display device shown in FIG. 3 is shown only for one character unit in order to briefly describe the configuration and operation thereof, similarly to the LED display device shown in FIG. Also, in FIG. 3, parts used for the same purpose as in FIG.
[0027]
The LED display device shown in FIG. 3 uses resistors r <b> 1 to r <b> 16 for the impedance element group 4. That is, the other ends of the resistors r1, r2,..., R16 having one end grounded are connected to the sources of the transistors S1, S2,. About another structure, it is the structure similar to the LED display apparatus of 1st Embodiment (FIG. 1).
[0028]
In this configuration, by reducing the resistance values of the resistors r1 to r16, the induced voltage generated in the wiring between the transistor in the
[0029]
However, since the power consumed in the impedance element group 4 is inversely proportional to the resistance values of the resistors r1 to r16, the power consumption in the impedance element group 4 increases as the resistance values of the resistors r1 to r16 are decreased. Further, if this power consumption increases, it is necessary to make the resistors r1 to r16 constituting the impedance element group 4 have large rated power, which is not desirable. Therefore, the resistance values of the resistors r1 to r16 are usually set so that the power consumed by each of the resistors r1 to r16 is 1 W or less, preferably 0.01 W or less. Therefore, when the power supply voltage VDD applied to the LED display device is 5 V, the resistance values of the resistors r1 to r16 are preferably 2.5 kΩ or more and 10 kΩ or less.
[0030]
By configuring the impedance element group 4 with the resistors r1 to r16 in this way, the LED element which works effectively when a DC induced voltage is generated in the wiring between the
[0031]
<Third Embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a block circuit diagram showing an internal configuration of the LED display device according to the present embodiment. Note that the LED display device shown in FIG. 4 is shown only for one character unit in order to briefly explain the configuration and operation, similarly to the LED display device shown in FIG. 4, parts used for the same purpose as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0032]
The LED display device shown in FIG. 4 uses capacitors C <b> 1 to C <b> 16 for the impedance element group 4. That is, the other ends of the capacitors C1, C2,..., C16 having one end grounded are connected to the sources of the transistors S1, S2,. About another structure, it is the structure similar to the LED display apparatus of 1st Embodiment (FIG. 1).
[0033]
With this configuration, the capacitor functions as an impedance element having a low impedance with respect to a high-frequency voltage. Therefore, when the induced voltage generated in the wiring between the
[0034]
<Fourth Embodiment>
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a block circuit diagram showing the internal configuration of the LED display device according to the present embodiment. Note that the LED display device shown in FIG. 5 is shown only for one character unit in order to briefly explain the configuration and operation thereof, like the LED display device shown in FIG. Further, in FIG. 5, parts used for the same purpose as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0035]
The LED display device shown in FIG. 5 uses a parallel circuit of resistors r1 to r16 and capacitors C1 to C16 for the impedance element group 4. That is, the other ends of the resistors r1, r2,..., R16 having one end grounded and the other ends of the capacitors C1, C2,. And are connected. About another structure, it is the structure similar to the LED display apparatus of 1st Embodiment (FIG. 1).
[0036]
In such a configuration, the resistor acts as a low impedance impedance element with respect to a DC voltage and the capacitor acts as a low impedance voltage with respect to a high frequency voltage. Therefore, when the induced voltage generated in the wiring between the
[0037]
As described above, the impedance element group 4 is configured by the parallel circuit of the resistors r1 to r16 and the capacitors C1 to C16, and thus works effectively when an induced voltage is generated in the wiring between the
[0038]
<Fifth Embodiment>
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a block circuit diagram showing an internal configuration of the LED display device according to the present embodiment. Note that the LED display device shown in FIG. 6 is shown only for one character unit in order to briefly explain the configuration and operation of the LED display device shown in FIG. Also, in FIG. 6, the parts used for the same purpose as in FIG.
[0039]
The LED display device shown in FIG. 6 uses a series circuit of resistors r1 to r16 and Zener diodes Z1 to Z16 for the impedance element group 4. That is, one end of resistors r1, r2,..., R16 is connected to the sources of transistors S1, S2,..., S16, and the other end of resistors r1, r2,. The cathodes of the diodes Z1, Z2,..., Z16 are connected. About another structure, it is the structure similar to the LED display apparatus of 1st Embodiment (FIG. 1).
[0040]
With this configuration, since the voltage applied to the Zener diodes Z1 to Z16 is constant, when there is an LED having an abnormal reverse characteristic in the
[0041]
Now, for example, the operation of the
[0042]
Therefore, as in this embodiment, by providing a Zener diode in the impedance element group 4 through which current flows when a reverse voltage of Va is applied, the LED 2.1 is connected to the cathode via the LED 1.1 and the resistor r1. The voltage Va is applied. By setting the voltage Va to such a voltage that the LED in the
[0043]
Therefore, a voltage lower than Va is applied to the Zener diode Z1, and no current flows through the Zener diode Z1, so that the LED 2.1 is not driven. As described above, according to the LED display device of the present embodiment, even if there is an LED having an abnormal reverse characteristic in the
[0044]
<Sixth Embodiment>
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a block circuit diagram showing the internal configuration of the LED display device according to this embodiment. Note that the LED display device shown in FIG. 8 is shown only for one character unit in order to briefly explain the configuration and operation, similarly to the LED display device shown in FIG. Further, in FIG. 8, parts used for the same purpose as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0045]
The LED display device shown in FIG. 8 has a configuration in which a switching element group 6 connected to the impedance element group 4 is further provided. That is, N-channel MOS transistors T1, T1, and D16 are connected to the other ends of loads Z1, Z2,..., Z16 having one ends connected to the sources of the transistors S1, S2,. T2, ..., T16 are provided. The transistors T1 to T16 are also ON / OFF controlled by a signal supplied to the gate from the
[0046]
In the LED display device configured as described above, the switching element group 6 performs the ON / OFF operation in synchronization with the ON / OFF operation of the switching
[0047]
That is, when the transistor S1 is turned on and the transistors S2 to S16 are turned off to turn on the LEDs in the first row in the
[0048]
By operating the switching
[0049]
In the present embodiment, the impedance element group 4 may be the impedance element group 4 in the second to sixth embodiments.
[0050]
【The invention's effect】
According to the present invention, depending on the state of the wiring between the display unit and the first switching element, the current generated by the induced voltage caused by the influence of other circuit operations flows into the display unit by flowing through the impedance element. Can be prevented. Therefore, when the first switching element is OFF, the current generated by the induced voltage generated in the wiring flows into the display unit, and the LEDs in the row connected to the OFF first switching element are lighted slightly. Can be prevented, and can be operated normally without malfunction. Further, according to the present invention, in order to detect an LED having an abnormal reverse characteristic due to the influence of a surge such as static electricity, it is easily inspected without providing a new measuring instrument as in the prior art. be able to. Therefore, a highly reliable LED display device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram showing an internal configuration of an LED display device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block circuit diagram showing a part of the LED display device for explaining an inspection method of the LED display device.
FIG. 3 is a block circuit diagram showing an internal configuration of an LED display device according to a second embodiment.
FIG. 4 is a block circuit diagram showing an internal configuration of an LED display device according to a third embodiment.
FIG. 5 is a block circuit diagram showing an internal configuration of an LED display device according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a block circuit diagram showing an internal configuration of an LED display device according to a fifth embodiment.
7 is a block circuit diagram showing a part of the LED display device of FIG. 6;
FIG. 8 is a block circuit diagram showing an internal configuration of an LED display device according to a sixth embodiment.
FIG. 9 is a block circuit diagram showing an internal configuration of a conventional LED display device.
[Explanation of symbols]
1 Display section
2,3 Switching element group
4 Impedance element group
5 Control circuit
Claims (6)
前記第1スイッチング素子毎に設けられ、前記第1スイッチング素子と前記表示部との間に接続される配線に一端が接続されるとともに他端に前記第2電圧が印加された複数のインピーダンス素子を有するとともに、
前記インピーダンス素子が抵抗とツェナーダイオードとの直列回路から成ることを特徴とするLED表示装置。A display unit composed of a plurality of LEDs arranged in a matrix, a plurality of first switching elements for applying a first voltage to the first terminals of the LEDs for each row, and a first of the LEDs for each column. A plurality of second switching elements for applying a second voltage to two terminals; a control circuit for controlling ON / OFF of the first switching element and the second switching element; In the LED display device in which the LED determined by turning on the first switching element and the second switching element is turned on,
A plurality of impedance elements provided for each of the first switching elements, one end of which is connected to the wiring connected between the first switching element and the display unit, and the second voltage is applied to the other end. And having
The LED display device, wherein the impedance element comprises a series circuit of a resistor and a Zener diode.
前記LED表示装置が、前記第1スイッチング素子と前記表示部との間に接続される配線に一端が接続されるとともに他端に前記第2電圧が印加された複数のインピーダンス素子を、前記第1スイッチング素子毎に備え、
前記第2スイッチング素子を全てOFFとするとともに、前記第1スイッチング素子を時分割駆動して順次ONとすることによって、逆方向にリーク電流の流れる逆方向特性異常のLEDを検出することを特徴とするLED表示装置の検査方法。A display unit composed of a plurality of LEDs arranged in a matrix, a plurality of first switching elements for applying a first voltage to the first terminals of the LEDs for each row, and a first of the LEDs for each column. A plurality of second switching elements for applying a second voltage to two terminals; a control circuit for controlling ON / OFF of the first switching element and the second switching element; In the inspection method of the LED display device in which the LED determined by turning on the first switching element and the second switching element is turned on,
The LED display device includes a plurality of impedance elements, one end of which is connected to a wiring connected between the first switching element and the display unit, and the second voltage is applied to the other end. For each switching element,
All of the second switching elements are turned off, and the first switching elements are time-division driven and sequentially turned on to detect an LED having a reverse characteristic abnormality in which a leak current flows in the reverse direction. Inspection method for LED display device.
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