(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に配置された、複数の導電性ワイヤーによって編み上げられた第１の複数の編み上げワイヤー導電性ストリップと、
第２方向に配置された、複数の導電性ワイヤーによって編み上げられた第２の複数の編み上げワイヤー導電性ストリップと、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュールと、
を備えた柔軟型メッシュディスプレイデバイスであって、
前記第１の複数の編み上げワイヤー導電性ストリップと前記第２の複数の編み上げワイヤー導電性ストリップとが、その間に複数の交点を形成し、
前記各ＬＥＤモジュールが、前記ディスプレイデバイスのピクセルを形成し、
前記複数のＬＥＤモジュールの各々が、前記複数の交点の１つにおいて、前記各ＬＥＤモジュールの少なくとも一つの端子が前記第１の複数の編み上げワイヤー導電性ストリップのそれぞれに接続され、前記各ＬＥＤモジュールの少なくとも一つの他の端子が前記第２の複数の編み上げワイヤー導電性ストリップのそれぞれに接続されて配置され、
前記各ＬＥＤモジュールが、前記編み上げワイヤー導電性ストリップの少なくとも１つから表示信号を受け取り、受け取った前記信号に従って光を表示するように構成されることを特徴とする柔軟型メッシュディスプレイデバイス。
【請求項２】
前記第１及び第２の複数の編み上げワイヤー導電性ストリップの各々の編み上げワイヤー導電性ストリップが、平坦化された断面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の柔軟型メッシュディスプレイデバイス。
【請求項３】
前記各ＬＥＤモジュールが、マイクロコントローラーと、１つ以上のポートとを含み、
前記マイクロコントローラーが、
前記１つ以上のポートの少なくとも１つのステータスを確認し、
前記ポートのステータスが、所定の状態と対応する場合、
前記マイクロコントローラーが属するＬＥＤモジュールに、第１ディスプレイアドレスを割り当て、
前記ディスプレイデバイス内のＬＥＤモジュールのうち、前記第１ディスプレイアドレスが割り当てられたものと異なるＬＥＤモジュールのマイクロコントローラーに信号を送り、前記信号が、前記ディスプレイデバイス内のＬＥＤモジュールのうち、前記第１ディスプレイアドレスが割り当てられたものと異なるＬＥＤモジュールに、各々のさらなるディスプレイアドレスを割り当てるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の柔軟型メッシュディスプレイデバイス。
【請求項４】
前記ディスプレイのピクセルのアドレスに関する最新の表示情報を保存するディスプレイメモリをさらに備え、
前記ディスプレイメモリ内に保存された前記情報が、前記ＬＥＤモジュールの前記各マイクロコントローラーによってアクセスされることが可能であり、前記マイクロコントローラーが、表示のための最新の情報を読み出すことが可能であることを特徴とする請求項３に記載の柔軟型メッシュディスプレイデバイス。
【請求項５】
ディスプレイコントローラーをさらに備え、
前記ディスプレイコントローラーが、前記ディスプレイメモリ内に保存された前記表示情報を更新するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の柔軟型メッシュディスプレイデバイス。
【請求項６】
前記各ＬＥＤモジュールが、１つ以上のＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１に記載の柔軟型メッシュディスプレイデバイス。
【請求項７】
前記各ＬＥＤモジュール内のＬＥＤが、赤色、青色及び緑色ＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１に記載の柔軟型メッシュディスプレイデバイス。
【請求項８】
前記各ＬＥＤモジュールが、前記少なくとも１つの編み上げワイヤー導電性ストリップと電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の柔軟型メッシュディスプレイデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つの編み上げワイヤー導電性ストリップと接触することにより、前記各ＬＥＤモジュールが、前記少なくとも１つの編み上げワイヤー導電性ストリップと電気的に接続されることを特徴とする請求項８に記載の柔軟型メッシュディスプレイデバイス。
【請求項１０】
前記ＬＥＤモジュールから前記少なくとも１つの編み上げワイヤー導電性ストリップへのリード線により、前記各ＬＥＤモジュールが、前記少なくとも１つの編み上げワイヤー導電性ストリップと電気的に接続されることを特徴とする請求項８に記載の柔軟型メッシュディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来型の発光ダイオード（“ＬＥＤ”）光アレイが抱えている一つの主要な課題は、結合部の温度上昇が、電流を増大させるという事実に基づく熱に関するものであり、これが、結果として、加熱を増大させ、さらには、最終的にＬＥＤが機能しなくなるまで、高温となる。
【背景技術】
【０００２】
限流抵抗器の使用により、及び、ヒートシンクに十分な喚起を設けヒートシンクを冷却することにより、この課題が、部分的に軽減されうるが、解決されない。しかしながら、熱に関連する上記課題が、個々のＬＥＤが、互いに極近くに備えられ、空間が、限流抵抗器が備え付けられない位置に制限されうるマス型（ｍａｓｓ）のＬＥＤディスプレイにおいてさらに深刻なものとなる。マス型のＬＥＤ光アレイが、従来型の蛍光灯に代えて効率的な形式の照明が要求される用途及び照射垂直及び水平ＬＥＤパネルが要求される用途に必要とされる。さらに、マス型のＬＥＤ光アレイが、拡張性のあるディスプレイスクリーン（テレビの画面など）の製造に必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
上記課題を考慮し、第１の態様に従い、メッシュ形状の柔軟型または固定型（ｓｏｌｉｄ）プラットフォームを使用して製造されたＬＥＤパネルが提供され、このメッシュが、それ自体が、電気的及び熱的導体の両方として機能する複数の導電性ストリップから構成される。開放されたメッシュ構成により、空気が、メッシュの導体ストリップの周囲、及びメッシュ上に備え付けられたＬＥＤパッケージの周囲を自由に循環することが可能となり、これによって、アセンブリ全体が、低い作動温度に維持される。
【０００４】
本発明の他の態様に従い、例えば、最下層上に結合された、１つのパッケージ内に３つのＬＥＤチップを備えたＬＥＤを有する多−層ＬＥＤパネル構造が提供される。この態様によると、最下層が熱エネルギーを伝導し、電気的接地として機能し、一方、他の層が、導電性及びＬＥＤアドレッシングを提供するカラーディスプレイの個々の制御のための独立バスとして機能する。
【０００５】
さらに他の態様において、本発明は、柔軟型メッシュディスプレイデバイスを対象とし、この柔軟型メッシュディスプレイデバイスが、第１方向に配置された第１の複数の編み上げワイヤー導電性ストリップ；第２方向に配置された第２の複数の編み上げワイヤー導電性ストリップであって、第１の複数の導電性ストリップと第２の複数の導電性ストリップとが、その間に複数の交点を形成する第２の複数の編み上げワイヤー導電性ストリップ；及び複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュールを備え、各モジュールが、ディスプレイデバイスのピクセルを形成し、複数のＬＥＤモジュールの各々が、複数の交点の１つに配置され、各ＬＥＤモジュールが、編み上げワイヤー導電性ストリップの少なくとも１つからの表示信号を受け取り、受け取った信号に従って光を表示するように構成される。
【０００６】
他の態様において、第１及び第２の複数の導電性ストリップの各々の編み上げワイヤー導電性ストリップの各々が、平坦化された断面形状を有する。
【０００７】
他の態様において、第１及び第２の複数の編み上げワイヤー導電性ストリップが、その交点において互いに接触する。
【０００８】
他の態様において、各ＬＥＤモジュールが、マイクロコントローラー及び１つ以上のポートを有し、マイクロコントローラーが、１つ以上のポートの少なくとも１つのステータスを確認するように構成され、ポートのステータスが、所定の状態と対応する場合、マイクロコントローラーが属するＬＥＤモジュールに、第１ディスプレイアドレスを割り当て、ディスプレイデバイス内のＬＥＤモジュールの他のＬＥＤモジュールのマイクロコントローラーに信号を送り、この信号が、ディスプレイデバイス内のＬＥＤモジュールの他のＬＥＤモジュールに各々のさらなるディスプレイアドレスを割り当てる。
【０００９】
他の態様において、ディスプレイデバイスが、ディスプレイのピクセルのアドレスに関する最新の表示情報を保存するディスプレイメモリをさらに備え、ディスプレイメモリ内に保存された情報が、ＬＥＤモジュールのマイクロコントローラーの各々によってアクセスされることが可能であり、マイクロコントローラーが、表示のための最新の情報を読み出すことが可能である。
【００１０】
他の態様において、ディスプレイデバイスが、ディスプレイコントローラーをさらに備え、このディスプレイコントローラーが、ディスプレイメモリ内に保存された表示情報を更新するように構成される。
【００１１】
他の態様において、各ＬＥＤモジュールが、１つ以上のＬＥＤを含む。
【００１２】
他の態様において、各ＬＥＤモジュール内のＬＥＤが、赤色、青色及び緑色ＬＥＤを含む。１つ以上のＬＥＤが、赤色、青色、緑色または白色ＬＥＤであることも可能である。
【００１３】
他の態様において、各ＬＥＤモジュールが、導電性ストリップの少なくとも１つと電気的に接続される。
【００１４】
他の態様において、少なくとも１つの導電性ストリップと接触させることにより、各ＬＥＤモジュールが、導電性ストリップの少なくとも１つと電気的に接続される。
【００１５】
他の態様において、ＬＥＤモジュールから少なくとも１つの導電性ストリップへのリード線により、各ＬＥＤモジュールが、導電性ストリップの少なくとも１つと電気的に接続される。
【００１６】
さらに他の態様において、本発明は、多−層ディスプレイデバイスを対象とし、この多−層ディスプレイデバイスが、少なくとも熱エネルギーを伝導する基板層を含む第１層；直接的または間接的に第１層と接触するように配置された第２層であって、Ｒ，Ｇ及びＢ色制御及び電気的接地の少なくとも１つを制御するための第１方向に配置された１つ以上の第２層独立バスを備えた第２層；第１方向と異なる第２方向に配置された１つ以上の第３層独立バスを備えた第３層；複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュール；を備え、第３層独立バスが、第２層独立バスによっては制御されないＲ，Ｇ及びＢ色制御及び電気的接地の少なくとも１つを制御し、各モジュールが、ディスプレイデバイスのピクセルを形成し、複数のＬＥＤモジュールの各々が、第１層上に備え付けられ、各ＬＥＤモジュールが、第２層独立バス及び第３層独立バスの少なくとも１つからの表示信号を受けとり、受けとった信号に従って光を表示するように構成される。
【００１７】
他の態様において、第２層が、Ｒ，Ｇ，及びＢ色制御のための独立バスを備え、第３層が、電気的接地のための独立バスを備える。
【００１８】
他の態様において、第２層が、Ｒ，Ｇ，及びＢ色制御のうちの２つのための独立バスを備え、第３層が、電気的接地のための独立バスと、第２層内に配置されない色制御のための独立バスと、を備える。
【００１９】
他の態様において、各ＬＥＤモジュールが、マイクロコントローラーと、１つ以上のポートとを備え、このマイクロコントローラーが、１つ以上のポートの少なくとも１つのステータスを確認するように構成され；、ポートのステータスが所定の状態と対応する場合、そのマイクロコントローラーが属するＬＥＤモジュールに第１ディスプレイアドレスを割り当て、ディスプレイデバイス内のＬＥＤモジュールの他のＬＥＤモジュールのマイクロコントローラーに信号を送り、この信号が、ディスプレイデバイス内の他のＬＥＤモジュールに、各々のさらなるディスプレイアドレスを割り当てる。
【００２０】
他の態様において、ディスプレイデバイスが、ディスプレイのピクセルのアドレスに関する最新の表示情報を保存するディスプレイメモリをさらに備え、該ディスプレイメモリ内に保存された情報が、ＬＥＤモジュールの各マイクロコントローラーからアクセスされることが可能であり、マイクロコントローラーが、表示のための最新の情報を読み出すことが可能である。
【００２１】
他の態様において、ディスプレイデバイスが、ディスプレイコントローラーをさらに備え、該ディスプレイコントローラーが、ディスプレイメモリ内に保存された表示情報を更新するように構成される。
【００２２】
他の態様において、各ＬＥＤモジュールが、１つ以上のＬＥＤを含む。
【００２３】
他の態様において、各ＬＥＤモジュール内のＬＥＤが、赤色、青色及び緑色ＬＥＤを含む。１つ以上のＬＥＤが、赤色、青色、緑色または白色ＬＥＤであることも可能である。
【００２４】
他の態様において、第１、第２及び第３層が柔軟型である。
【００２５】
さらに他の態様において、本発明は、（ａ）複数のＬＥＤモジュール、及び（ｂ）複数のＬＥＤモジュールに結合されたディスプレイメモリを備えた発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスを対象とし、各ＬＥＤモジュールが、１つ以上のＬＥＤ；マイクロコントローラー；及び１つ以上のポートを含み、マイクロコントローラーが、１つ以上のポートの少なくとも１つのステータスを確認するように構成され、ポートのステータスが、所定の状態と対応する場合、そのマイクロコントローラーが属するＬＥＤモジュールに第１ディスプレイアドレスを割り当て、ディスプレイデバイス内のＬＥＤモジュールの他のＬＥＤモジュールのマイクロコントローラーに信号を送り、この信号が、ＬＥＤデバイス内の他のＬＥＤモジュールに、各々のさらなるディスプレイアドレスを割り当て、ディスプレイメモリが、ＬＥＤデバイス内の各ＬＥＤモジュールに対する最新の表示ステータスを保存する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に利用可能な導電性ストリップの構造を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態による固定（ｒｉｇｉｄ）メッシュタイプＬＥＤパネルの図である。
【図３】図１の固定型メッシュタイプＬＥＤパネルがどのように構成されるのかを示す分解図である。
【図４】本発明の第２実施形態による固定型メッシュタイプＬＥＤパネルの図である。
【図５】本発明の第３実施形態による柔軟型メッシュタイプＬＥＤパネルの上面図である。
【図６】第３実施形態による柔軟型メッシュタイプＬＥＤパネルの拡大図である。
【図７】第３実施形態による柔軟型メッシュタイプＬＥＤパネルの裏面の図である。
【図７Ａ】球面の周囲に覆われた柔軟型メッシュタイプＬＥＤパネルの図である。
【図８】本発明の第４実施形態による多−層メッシュタイプＬＥＤパネルの平面図である。
【図９】本発明の第５実施形態による３−層メッシュタイプＬＥＤパネルの図である。
【図１０】本発明の第６実施形態による３−層メッシュタイプＬＥＤパネルの図である。
【図１１】本出願において説明されたＬＥＤパネルにおける動的なアドレッシングに使用するために適したＬＥＤモジュールを示すダイアグラムである。
【図１２】マトリックスアレイにける図１１に示されるような複数のＬＥＤモジュールを示すダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図面は、説明のみを目的としたものであり、必ずしも縮尺どおり描かれていない。しかしながら、添付の図面と併用される場合、本発明自体が、以下の詳細な説明を参照することにより理解されることが最もよい。
【００２８】
第１実施形態によると、導電性ストリップを使用してメッシュタイプＬＥＤパネルが形成され、この導電性ストリップが、該導電性ストリップの一側面に結合された絶縁性基板を備え、縦方向のストリップが、それ上にある横方向のストリップから分離される。一般的に、ディスプレイとの用語が使用される一方で、当業界においては、ＬＥＤディスプレイが、照明デバイスとしても機能することが知られている。従って、“ディスプレイ”との用語が使用される場合、その用語は、この用途において、ディスプレイにおける及び照明デバイスにおけるＬＥＤの使用に及ぶことを意図するものである。図１が、絶縁性基板を有する、ＬＥＤパネルに使用するための、導電性ストリップのひとつの型の構造を示す。
【００２９】
図１に示されるように、好ましい実施形態によると、導電性ストリップ８が、導体１０、並びに絶縁体１４を挟む結合膜１２及び１６を備える。導電性ストリップが、アルミニウムでめっきされたまたは露出された、真ちゅうまたは銅等のような、任意の導電性材料から形成されてよい。同様に、絶縁体１４が、当業者に周知のまたは今後開発される任意の適切な絶縁材料から形成されてよい。
【００３０】
図２は、固定型メッシュを利用する光アレイディスプレイデバイスを備えたＬＥＤパネルの例示的な実施形態を示し、このメッシュが、別個の層内に縦方向及び横方法の導電性ストリップを備えたマトリックスまたはグリッドとして構成され、ストリップの２つの組が、それらの結合部で結合される。図示された実施形態において、図１に示される方法で形成された絶縁構造を有する横方向の導電性ストリップ８が、縦方向の導電性ストリップ２０と交点で接続される。この絶縁のために、導電性ストリップ２０上を伝わる信号との干渉を生じることなく、導電性ストリップ８が、縦方向の導電性ストリップ２０と接触することが可能である。導電性ストリップ２０が、アルミニウムでめっきされたまたは露出された、真ちゅうまたは銅等のような、任意の導電性材料から形成されてよいことに留意する。
【００３１】
導電性ストリップ８及び２０の各交点で、ＬＥＤパッケージ２２が接続される。各交点において、ＬＥＤパッケージ２２が、はんだ２４によって縦方向の導電性ストリップ２０と電気的に接続され、はんだ２６によって横方向の導電性ストリップ８と電気的に接続される。理解されるように、本発明は、この方法の電気的接続に制限されるものではなく、この接続が、溶接を含むがこれに制限されない当業者に周知である任意の他の方法の電気的接続によって形成されてよい。
【００３２】
図２に示される実施形態において、各ＬＥＤパッケージ２２が、チップボンディングによって横方向の導電性ストリップ８上に設け付けられる。ＬＥＤチップの配置が、例えば、手動で、またはピックアンドプレース機によって行われてよい。図３が、光アレイを形成するようにこれらがともに接続される前の部品を示す、図２の実施形態の分解図である。
【００３３】
図４が、固定型メッシュを使用するＬＥＤ光アレイディスプレイデバイスの第２実施形態を示す。この実施形態において、導電性ストリップ８及び２０が、第１実施形態における場合のように、マトリックス状に設けられるが、ＬＥＤ２２Ａが、ダイ及びワイヤボンディングを使用して、リード３０を用いて、このマトリックスに取り付けられる。好ましくは、この実施形態に使用されるＬＥＤ２２Ａが、チップ−オン−ボード（ＣＯＢ）型のものである。図に示すように、第２実施形態において、各ＬＥＤ２２Ａと対応する横方向の導電性ストリップ８との間の電気的接続が、リード３０を使用して形成される。ＬＥＤパッケージ２２Ａとそれ上に該ＬＥＤパッケージ２２Ａが設けられる導電性ストリップであって、図示された実施形態においては縦方向の導電性ストリップ２０との間の端子接続が、はんだ付け、溶接または電気接続を形成するための当業界において周知の若しくは今後開発される任意の他の方法によって、形成されてよい。第１実施形態における場合ように、チップの配置が、手動で、またはピックアンドプレース機によって行われてよい。
【００３４】
図１−４に示される実施形態において、固定型メッシュが、別個の層内において、縦方向及び横方向の導電性ストリップを含むグリッドまたはマトリックスとして構成され、２つの層が、それらの結合部で結合される。
【００３５】
上記のＬＥＤ光アレイディスプレイデバイスが、図１−４に示された実施形態における固定型メッシュの代わりに、柔軟型メッシュを使用して形成されることも可能である。図５−７に示される第３実施形態において、固定型の実施形態におけるようなＬＥＤ１２２用の同じ一般的な接続技術が、用いられることが可能である。例えば、図５及び６が、光アレイデバイスを備えたＬＥＤパネルを示し、より型または編み上げワイヤーから導電性ストリップ１０８及び１２０が形成され、銅、真ちゅう、アルミニウム等から形成された複数の導電性の細いワイヤーを含む。このような細いワイヤーが、露出されるまたは導電性材料でコーティングされてよく、この導電性材料が、スズ、ニッケル、銀等を含むが、これに制限されない。柔軟型メッシュの図示された例において、導電性ストリップが、長方形の断面に平坦化された編み上げられた細いワイヤーによって構成される。編み上げ構造を有するストリップを使用することの利点は、これらが、固定ストリップよりもはるかに柔軟であることである。さらなる利点は、いずれの所定の断面に対して、大きな表面積を有し、熱を放散することである。この理由により、編み上げバスが、固定バスよりも低い温度で動作する。さらに、通常、ＬＥＤが平坦な底を有するため、平坦化編み上げバスを使用することにより、バス上にＬＥＤを備え付けることを容易にすることが可能である。しかしながら、本発明は、この実施形態に制限されるものではなく、ワイヤーが、円形のより型または編み上げワイヤーであってもよい。
【００３６】
図５及び６から分かるように、あわせて編み上げワイヤーで構成されているプラットフォームを形成する導電性ストリップ１０８及び１２０が、導電性ストリップの交点においてＬＥＤパッケージ１２２に電気的に接続される。第１実施形態における場合のように、各交点において、ＬＥＤパッケージ１２２が、はんだ１２４によって縦方向の導電性ストリップ１２０と電気的に接続され、はんだ１２６によって横方向の導電性ストリップ１０８と電気的に接続される。固定型メッシュの実施形態における場合と同じように、本発明は、この方法の電気接続に制限されるものではなく、接続が、溶接を含むがこれに制限されない当業者に周知である任意の他の方法の電気接続によって形成されてよい。
【００３７】
柔軟型メッシュの実施形態において、各ＬＥＤパッケージ１２２が、チップボンディングによって横方向の導電性ストリップ１０８上に備え付けられる。ＬＥＤチップの配置が、例えば、手動でまたはピックアンドプレース機によって実施される。図７は、図５及び６に示される柔軟型メッシュの実施形態の裏面の図である。
【００３８】
図５−７に示された実施形態において、柔軟型メッシュが、別個の層内において、縦方向及び横方向の導電性ストリップを含むマトリックスまたはグリッドとして構成される。柔軟型メッシュの実施形態において、固定型メッシュの実施形態における場合と同じように、層が、それらの結合部で結合されてよく、または、メッシュが、ウィービングによって構成されてもよい。織り形態の場合、各導電性ストリップの基板が、縦方向及び横方向のストリップを互いに分離するように機能する。さらに、織り形態において、２つの導電性ストリップをそれらの結合部で結合する必要はなく、これにより、メッシュに優れた柔軟性を与える。
【００３９】
例えば、図７Ａに示されるように、上記のような柔軟型メッシュを使用するディスプレイが、球形の物体の形状となることが示される。当業者によって理解されるように、柔軟型メッシュが、他の形状を有することも可能であり、ディスプレイが、例えば、構造上の特徴を有する物の周囲に覆われることが可能となる。
【００４０】
図１−７Ａに図示された実施形態が、各々、単一のカラーＬＥＤ光アレイを形成する。代替実施形態において、ＬＥＤ光アレイが、多層のグリッドまたはマトリックスを有してよい。例えば、図８に示されるように、４−層のメッシュが構成され、３−色ディスプレイの駆動を可能にする。
【００４１】
図８において理解されるように、接地、赤色、青色及び緑色ディスプレイ用の駆動信号を伝える導電性ストリップ２０８、２２０Ａ、２２０Ｂ及び２２０Ｃが、各々、導電性ストリップの交点において、３−色ＬＥＤモジュール２２２のマトリックスに接続される。各ＬＥＤパッケージが、全４つの導電性ストリップに接続され、それが対応する特定のピクセルを適切な色にするようにＬＥＤモジュールを駆動させることが可能となる。図８の実施形態において、ＬＥＤモジュールが、例えば、４−層メッシュ内において、チップボンディングによって接地ストリップに接続され、並びに、ダイ及びワイヤーボンディングによって３つの層に接続され、接地導体上に備え付けられてよい。
【００４２】
単一カラーディスプレイの実施形態に関連する上記の任意のまたは全ての技術を用いることが可能なこのような４−層メッシュを設けることにより、カラーＬＥＤ光アレイを実現することが可能である。多−層の実施形態において、固定型または柔軟型メッシュが使用されてよく、交点において、制限するものではないが図１−７Ａの実施形態に関する上記の方法のような任意の周知の電気的接続方法を用いてよいことに留意する。
【００４３】
好ましい実施形態において、図８に示される４−層構造が、単一のパッケージ内において、３つの−ＬＥＤチップから構成されたＬＥＤを使用し、各パッケージがその最下層上に結合される。この最下層が、熱エネルギーを伝導し、電気的な接地を提供するように機能する。他の３つの層が、３つの色を個々に制御するための３つの独立バスを備え、電気伝導及びＬＥＤアドレッシングのために使用される。
【００４４】
図９に関して、他の多−層型の実施形態が図示される。図９に示されるように、３−層構造が設けられ、各々が、１つのパッケージ３２２内に３つのＬＥＤチップを備えるＬＥＤが、基板層３１０上に結合される。好ましくは固定型（またはメッシュ、編み上げ）シート形状を有する基板層が、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅまたはこれらの合金から形成されることが可能であり、熱エネルギーを伝導するように機能する。３−層構造の他の２つの層が、各々、Ｒ、Ｇ及びＢ色制御並びに電気的接地の各１つに対して、２つの独立バスを備え、特に、接地バス３０８、赤色バス３２０Ａ、青色バス３２０Ｂ、及び緑色バス３２０Ｃである。
【００４５】
図９において理解されるように、この実施形態において、接地バス３０８と青色バス３２０Ｂとが、一方向において、互いに平行に設置され、緑色バス３２０Ｃと赤色バス３２０Ａとが、互いに平行に設置され、接地及び青色バスに対して実質的に垂直である。ＬＥＤチップが、カラーディスプレイに対して駆動されることが可能となるように、各３つの−ＬＥＤチップが、全４つのバスに接続される。絶縁体３１４が、青色及び接地バスの各組の下に設けられ、一方、他の絶縁体３１２が、赤色及び緑色バスの各組の下に設けられる。バスが垂直である必要はなく、例えば、制限するものではないが、平行四辺形またはひし形の構造のような他の交差構造を有してよいことに留意すべきである。
【００４６】
図１０は、図９における基板層と同じである基板層４１０を利用する３−層構造の他の同様な実施形態を示す。図９の３−層構造が、電気的接地バス４０８に対する単一の層と、３つの色を制御するための３つの独立バス、４２０Ａ、４２０Ｂ及び４２０Ｃを含む他の層と、を提供する。接地に対して用意された単一の層を有することで、接地バスと、Ｒ、Ｇ、Ｂカラー用のバスとの間における電流のバランスを上手くとることが出来る。図９及び１０における実施形態の両方が、熱及び電気伝導の分離を提供する。
【００４７】
ディスプレイ駆動を実現するために、ＬＥＤ光アレイ内の各ピクセルが、個々のアドレスに割り当てられることが可能であり、各ピクセルが、マイクロコントローラー及び複数のＬＥＤ（例えば、３つ（ＲＧＢ）、または４つ（ＲＧＢＷ）ＬＥＤ）を含むＬＥＤモジュールである。
【００４８】
上記の実施形態と関連する上記のそれらのようなマトリックスディスプレイにおける使用に適したＬＥＤモジュール５００のような実施例が、図１１に示されている。このようなＬＥＤモジュールを多数有する例示的なマトリックスが、図１２に図示されている。各ＬＥＤモジュール５００が、：
・１つ以上のＬＥＤ（Ｒ，Ｇ，Ｂまたは任意の他の組み合わせ）；
・マイクロコントローラー；
・データポート（ＤＡＴＡ）；
・４つのＩ／Ｏポート、この内の２つが、出力ポート（Ｓ０及びＳ２）であり、この内の２つが、入力ポート（Ｓ１及びＳ３）であるように構成される；
・電源ポート（ＶＣＣ）；及び
・接地ポート（ＧＮＤ）
を備える。
【００４９】
図１１及び１２において理解されるように、多数のＬＥＤモジュール５００が、ディスプレイを形成するようにともに接続される。好ましくは、ＬＥＤモジュールが、これらの図面に関連して以下に説明される動的アドレッシングの形式を利用する。動的アドレッシングにおいては、静的アドレッシングのような製造の間のプリセットというよりはむしろ、ピクセルそれ自体によって、ピクセルのアドレスが、動的に割り当てられる。
【００５０】
好ましくは、各ＬＥＤモジュール５００が、（ａ）それ自体のデータポートからデータを受け取り、命令及びグラフィック信号を受け取り、（ｂ）それ上において、動的アドレスシステムに加わるようにそれが配置され、ピクセル（ＬＥＤモジュール）に必要な処理を行い、並びに、（ｃ）ともにピクセルを形成するそれ自体のモジュール内のＬＥＤを駆動させる、マイクロコントローラー５０２を備える。
【００５１】
好ましくは、ＬＥＤモジュール５００が、以下のように接続される：
・ＶＣＣ及びＧＮＤポートが、各々、電源と接地バスとの間に接続される。
・ＤＡＴＡポートが、コモンバスに接続される。
・Ｉ／ＯポートＳ０及びＳ２が、出力ポートであり、接地されており、Ｉ／ＯポートＳ１及びＳ３が、入力ポートであり、ＶＣＣに接続されている。隣接するＬＥＤモジュールの入力及び出力ポートが、相互接続されており、メッシュの周囲上において、隣接するＬＥＤモジュールが存在せず、これらが、開放されたままである。メッシュの配線が、図１２において図式的な形式で示されている。メッシュの底部右側角における角のＬＥＤモジュールのみが、その出力ポート（Ｓ０及びＳ２）と接続されており、独自に、その２つの入力ポート（Ｓ１及びＳ３）のいずれかと接続されないことに留意する。図示された実施形態において、これは、２つの開放された入力ポートを有するシステムにおけるＬＥＤモジュールのみであり、メッシュに電源が入れられた場合に、ＬＥＤモジュールが動的アドレッシングを開始するような、この特定のＬＥＤモジュールを指す。図１２に図示された例において、この角のＬＥＤモジュールが、位置Ｎｏ．０，０に割り当てられる。
【００５２】
すなわち、この例において、底部右側の角のＬＥＤモジュールのマイクロコントローラーが、スタートアップ時、リセット時、例えば、または他の時間または周期的に、そのポートのステータスを確認し、接続を有さない（図示された実施形態における開放状態）ような入力ポートのステータスを認識する。これらのポートのステータスから、ＬＥＤモジュールのマイクロコントローラーが、それが位置０，０を有し、そのアドレスをそれ自体に割り当てることを認識する。一方で、他のＬＥＤモジュールのマイクロコントローラーが、それらの入力ポートを確認した後で、これらが、接続を有することを認識し、その結果、それら自体のアドレスを０，０として設定しない。
【００５３】
次に、ＬＥＤモジュール０，０のマイクロコントローラーが、その位置を、Ｎｏ．０，０ピクセルとしてその隣接するＬＥＤモジュールに通信し、これによって、その隣接するアドレスをＮｏ．０，１及び１，０に割り当てることにより、動的アドレッシングを開始する。次に、そのように割り当てられたアドレスを有するピクセルが、それらに続く隣接するものと通信し、再帰的なデイジー・チェーンにおいて、図１２に示されるようなアドレスを割り当てる。この方法において、各々が、マイクロコントローラーによって制御される個々のピクセルが、電源が入れられた時に、それら自体のアドレスを割り当て、あるピクセルが機能しなくなると、それら自体のアドレスを再度割り当てることが可能である。マイクロコントローラーによって認識されたポートのステータスが、開放状態に制限されず、接続のないことを示すようなマイクロコントローラーによって認識されることが可能ないずれの所定の状態であってよいことに留意すべきである。
【００５４】
好ましい実施形態において、全てのＬＥＤモジュール５００が、単一のデータラインを共有し、各モジュールが、リモートディスプレイメモリ５０６に、データ（例えば、表示データ）のリクエストを送信し、ディスプレイコントローラー５０８によって、データが変更され、リフレッシュされる。
【００５５】
製造の間に各ピクセルが固定されたアドレスに予め−割り当てられる静的アドレッシングによりディスプレイボードを操作する従来型の方法において、特に、ディスプレイにおける形状または解像度についての、任意の変化を監視することは不可能である。動的アドレッシングは、ピクセルが、ＬＥＤモジュールにおいて受け取られる信号をベースとしてそれらのアドレッシングを再設定することを可能にするため、これが、設定、維持及び故障検出に関する適応性をもたらすことが可能となる。
【００５６】
典型的には、ディスプレイコントローラー５０８が、ディスプレイメモリ５０６内の表示データを更新するようにプログラムされ、各ピクセル（ＬＥＤモジュール）が、ディスプレイメモリ５０６からのその各データを取得する。ディスプレイコントローラー５０８の機能は、ディスプレイメモリを変更し及びリフレッシュすることである。当業者には周知であるように、好ましくは、ディスプレイメモリ５０６及びディスプレイコントローラー５０８が、アドレスバス５１０及びデータバス５１２の使用により、互いに通信する。
【００５７】
マトリックスディスプレイの動的アドレッシングの上記記載が、好ましい方法であるが、動的アドレッシングを使用するディスプレイの他の駆動方法も可能であり、この方法が、制限されるものではないが、例えば、各ＬＥＤモジュールによって受信されるが、コントローラーからの表示命令のアドレスを有するＬＥＤモジュールに作用されるのみである、ディスプレイコントローラーによって送られた表示信号を有することである。
【００５８】
例えば、図２−７Ａに示されるアレイの一つである単一−層メッシュＬＥＤ光アレイ、または、例えば、図８−１０に示されるアレイの一つである多−層メッシュＬＥＤ光アレイが、配線されてよく、これが、ともに電気的に接続される複数のピクセル（ＬＥＤモジュール）を含み、動的ディスプレイを形成する。従来型のディスプレイが、グラフィックコントローラーからディスプレイモジュールへのバースト信号とともに、受動的な方法で作動する。このような従来型のディスプレイにおけるディスプレイコントローラーでは、少なくとも正確なピクセルの数と、ディスプレイモジュールの正確な形状を知ることが要求され、特に、ディスプレイにおける解像度または形状に関する任意の変化を監視することが出来ない。一方、上記のような動的ディスプレイモジュールにおける各ピクセル（ＬＥＤモジュール）が、動的ディスプレイにおけるそれ自体のアドレス及び位置を決定するための情報を有する。
【００５９】
上記のように、ピクセル（ＬＥＤモジュール）が、ディスプレイユニットのピクセルの数または形状の変化をリアルタイムで監視することが可能であり、その変化に従ってそれ自体のアドレスを再度割り当てる。この固有の特徴を備え、このようなピクセル（ＬＥＤモジュール）を備えたディスプレイメッシュが、その構造形状を維持しつつ、多数の小さなディスプレイユニットに分割されることが可能であり、または、大きなディスプレイユニットに統合されることが可能である。各ピクセル（ＬＥＤモジュール）のマイクロコントローラーが、例えば、独立して、そのポートの状態に対する変化に気付き、それ自体のアドレスを再度割り当て、対応するディスプレイメモリからのデータを取得することが可能である。
【００６０】
同様に、動的アドレッシングを使用するピクセル（ＬＥＤモジュール）が、任意の所望の形状に再度配置されることが可能であり、表示された像が、自動的に、像を変形させることなく、適切な大きさに再度大きさが調節されることが可能である。このことは、ディスプレイコントローラーを再度構成することなくモジュールが他の形状に再度配置される場合に像が変形される従来型のＬＥＤディスプレイモジュールとは対照的である。このようなピクセル（ＬＥＤモジュール）が、拡張性のあるテレビの画面のような、拡張性のあるディスプレイスクリーンを形成するために使用されてよい。このような拡張性のあるテレビの画面が、異なるチャンネルまたはプログラムを表示する多数の小さなテレビの画面に分割されてよい。
【００６１】
照明
【００６２】
上記実施形態に関連して説明されたＬＥＤ光アレイを備えたパネルが、正方形、長方形、平行四辺形、またはひし形の形状に構成されてよく、光源光強度に対する要求に適合するように、ＬＥＤのピッチが、変更されてよい。本発明によるＬＥＤ光アレイが、直線的な照明モジュールの使用を必要とする標準的な照明ディスプレイまたは照明器具に使用されてよい。例えば、蛍光灯によって対応されている用途に対し、細長いストリップのようにＬＥＤ光アレイが配置されてよく、または、つり天井におけるフラッシュ器具に対し、正方形に配置されてもよい。あるいは、ＬＥＤ光アレイが、照明天井または壁の一部または全部のいずれかを形成してもよい。図７Ａを参照して上記において示されてように、本発明の柔軟型メッシュの実施形態において、ＬＥＤ光アレイが、カラム型、球形型、スター型及び他の有機的な形状を含みうる構造的効果に対して特別に構成された器具用に使用されてよい。
【００６３】
本発明の２−層型の実施形態が、固定された単一または多色の用途のために使用されてよい。本発明の多−層実施形態が、フルまたは可変カラー用途に使用されうる多数のＬＥＤ（例えば、赤、青及び緑の３つのＬＥＤ）、または単一色のＬＥＤを有してよい。
【００６４】
ディスプレイスクリーン
【００６５】
上記の動的アドレッシングシステムを備える、ＬＥＤ光アレイの多−層メッシュ構造が、大きなテレビの画面または“テレビジョンウォール”を含む動的ディスプレイスクリーンの構成に使用されてよい。同一の個々のメッシュが、共に備え付けられてよく、各ピクセル（マイクロコントローラー及び複数のＬＥＤ（例えば３つ（ＲＧＢ）または４つ（ＲＧＢＷ）ＬＥＤ）を備える）の固有のアドレスが、動的に割り当てられてる。
【００６６】
特定の実施形態が、図示され、本明細書において説明されたが、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の代替の及び／または同等な実施が、示され及び説明された特定の実施形態を代替しうることが当業者によって理解されるだろう。本出願は、本明細書において議論された特定の実施形態を任意に変更したものまたは適応させたものに及ぶことを意図している。従って、本発明は、特許請求の範囲及びその同等なものによってのみ限定されることが意図される。
【符号の説明】
【００６７】
８  導電性ストリップ
１０  導体
１２  結合膜
１４  絶縁体
１６  結合膜
２０  導電性ストリップ
２２  ＬＥＤパッケージ
２４  はんだ
２６  はんだ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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