(57)【要約】【課題】フルカラー表示の映像表示装置の画面を見上げた場合、または見下げた場合など、画面を斜め方向から目視した場合に、画素内に含まれる赤色、青色、緑色のＬＥＤのうちのいずれかの色のものが、ＬＥＤを載置する樹脂材よりなるカップによって遮られてしまい、光の混合比率の不一致が生じる場合がある。【解決手段】一つの画像素子１０内に、赤色、青色、緑色のＬＥＤ２が各３個ずつ含まれ、ＬＥＤ２は３行３列に配列され、ＬＥＤ２の配列において、各行毎および各列毎に、赤色、青色、緑色のＬＥＤ２を各１個ずつ配置させることで、斜め方向から画面を見て、画像素子内の上または下の行が隠れた場合、左または右の列が隠れた場合でも、赤色、青色、緑色のＬＥＤが各２個ずつ見える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の画像素子が配列された映像表示装置であって、一つの上記画像素子内に、赤色、青色、緑色の発光ダイオードが各３個ずつ含まれ、上記発光ダイオードは３行３列に配列され、上記発光ダイオードの配列において、各行毎または各列毎に、赤色、青色、緑色の上記発光ダイオードが各１個ずつ配置されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
多数の画像素子が配列された映像表示装置であって、一つの上記画像素子内に、赤色、青色、緑色の発光ダイオードが各３個ずつ含まれ、上記発光ダイオードは３行３列に配列され、上記発光ダイオードの配列において、各行毎および各列毎に、赤色、青色、緑色の上記発光ダイオードが各１個ずつ配置されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項３】
青色の上記発光ダイオードは、上記画像素子内に、３個が斜め方向に並ぶように配列されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の映像表示装置。
【請求項４】
上記画像素子内の上記発光ダイオードの配列において、１行１列から同行３列までに、青色、緑色、赤色が順に配置され、２行１列から同行３列までに、赤色、青色、緑色が順に配置され、３行１列から同行３列までに、緑色、赤色、青色が順に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の映像表示装置。
【請求項５】
上記画像素子内の上記発光ダイオードの３行３列の配列を、１８０°回転させて上下を反転させて配置することを特徴とする請求項４記載の映像表示装置。
【請求項６】
上記画像素子内の上記発光ダイオードの３行３列の配列を、左または右に９０°回転させて配置することを特徴とする請求項４記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドットマトリクス状に多数配列された発光ダイオードなどの画像素子を点灯制御することによって、様々な文字や映像を表示する映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面状に２次元に多数配列した発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする。）などの画像素子（表示素子）を点灯制御することによって映像表示装置として利用する技術が広く知られている。
従来の大型映像表示装置は、ＬＥＤなどの画像素子をドットマトリクス状に多数配列して形成される表示ユニットと呼ばれる単位の表示装置を、縦方向及び横方向に多数配列して構成される。このようにして構成される映像表示装置は、表示ユニットの縦方向、横方向の配列数を増やすことで大型化が可能となるため、スタジアムやビル壁面等の大型映像表示用として広く利用されている。
【０００３】
近年では、より高精細、高輝度の映像表示装置のために画像素子として高輝度発光が可能で小型の発光素子であるＬＥＤを使用することが主流となっており、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の個別なＬＥＤを配置することでフルカラー表示を可能としている。また最近ではＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤを１つの素子内に内蔵した３ｉｎ１ＬＥＤと呼ばれる画像素子が登場した。
【０００４】
このような背景をふまえ、ＬＥＤを多数配列する大型映像表示装置においては、ＬＥＤの構造や配列方法、実装方法について、画質改善やコスト削減の観点から様々な工夫が見られる。例えば、一つの画像表示素子の中に、Ｒ、Ｂ、Ｇの３色のＬＥＤを、計９つ配置し、他の色よりも輝度が不十分である青色のＬＥＤの数を、他の赤色、緑色のＬＥＤよりも多く配置することで、各色の輝度を揃える技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２０３９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の映像表示装置においては、ＬＥＤが実装される樹脂材よりなるカップにＬＥＤからの光が遮られることによって生じる、光の混色比率の不一致の問題がある。映像表示装置は、正面から目視すれば、光の混合比率の問題はないが、画面を斜め上または斜め下から見下げる場合または見上げた場合には、画像素子内の複数のＬＥＤのうち、一部がカップによって隠されてしまい、結果として光の混合比率の不一致が生じる。
【０００７】
従来の大型映像表示装置の画像素子としてＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤを各１個ずつ１つの画像素子内に内蔵した３ｉｎ１ＬＥＤを使用する場合、それぞれの色のＬＥＤが１つずつ縦に配列するよう配置される。上記の画像素子を表示ユニット内にドットマトリクス状に配列すると、前記のＬＥＤの構造上、樹脂部分によって、表示装置を見上げ、見下げる際にそれぞれ３ｉｎ１ＬＥＤ内の下段色ＬＥＤ、上段色ＬＥＤからの光が遮られる。つまり、Ｒ、Ｇ、Ｂの混色によって色を表現する大型の映像表示装置において、上記内容は表示したい色とは違う色として認識される問題を引き起こす要因となっていた。
【０００８】
また、球技場等に設置される大型の映像表示装置では、画面を正面から見る以外に、下から見上げるように、あるいは横方向から見るようになるなどの斜め方向から画面を見る場合が考えられ、画面を見る利用者が移動して視線を調節することが困難な場合があった。この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、映像表示装置を斜め方向から見る場合の不具合を低減し、映像表示装置の見上げ、見下げ時等に生じる画像素子の混色比率の不一致の改善によって画質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係わる映像表示装置は、多数の画像素子が配列された映像表示装置であって、一つの上記画像素子内に、赤色、青色、緑色の発光ダイオードが各３個ずつ含まれ、上記発光ダイオードは３行３列に配列され、上記発光ダイオードの配列において、各行毎、または各列毎、あるいは各行毎および各列毎に、赤色、青色、緑色の上記発光ダイオードが各１個ずつ配置されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の映像表示装置によれば、画面を見る角度が斜め方向からであっても、一つの画像素子内に赤色、青色、緑色のＬＥＤが各２個づつ見えるような構成とでき、３ｉｎ１ＬＥＤ二つ分の表示性能を確保できるため、混色比率の不一致を改善でき表示性能を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１による映像表示装置の画像素子の正面図およびその拡大図である。
【図２】この発明の実施の形態１による映像表示装置の画像素子の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による映像表示装置の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１による映像表示装置の制御方法を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１の映像表示装置のＬＥＤの制御例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１、図２は、この発明の実施の形態１の映像表示装置内（または大型映像表示装置を構成する表示ユニット内）に多数配列された画像素子（表示素子）１０の一つを拡大して表示した正面図およびその断面図である。図１（ａ）に示すように、画像素子１０は、一つの素子内に９つのＬＥＤ（発光ダイオード）２が配置される９ｉｎ１ＬＥＤであり、カップと呼ばれる樹脂材１の表面中心の凹部にＬＥＤ２が３行３列に配置される。樹脂材１の凹部には拡散材３が充填されている。また、図３に示すように、大型の映像表示装置１００は、複数の表示ユニット１００ａが組み合わされて、所定の大きさの画面を構成しており、一つの表示ユニット１００ａ内に、多数の画像素子１０が行列配置された構成となっている。
【００１３】
また、図１（ｂ）に、樹脂材１の凹部のみを拡大表示するように、各ＬＥＤ２は、樹脂材１内に設けられたリードと、ボンディングワイヤー４を介して接続される。図１（ｂ）内のボンディングワイヤー４の接続端子部横に、各ＬＥＤ２との配線接続番号（１〜９）を示す。この配線接続番号は、後述する図４の制御方法を示す配線図と共通する番号である。
さらに、図２（ａ）に、図１のＡ−Ａ断面図を示すように、ＬＥＤ２に電源を供給する樹脂材１内のリード５ａは、樹脂材１背面側のアノード電極６に接続されている。図２（ｂ）に、図１のＢ−Ｂ断面図（Ａ−Ａ線と直交する方向の断面図であり、図１において、紙面に向かって横方向の断面。）を示すように、各ＬＥＤ２は、各々、別のリード５ｂ、５ｃにボンディングワイヤー４によって接続され、樹脂材１の裏面側に配置されたカソード電極７ａ、７ｂに、リード５ｂ、５ｃがそれぞれ接続されている。
【００１４】
上述したように、一つの画像素子１０は、赤色、青色、緑色のＬＥＤ２が各３個ずつ含まれ、３行３列に配列された９ｉｎ１ＬＥＤである。９ｉｎ１ＬＥＤである画像素子１０内のＬＥＤ２の配列は、図１の拡大図に示すように、各行毎に、赤色、青色、緑色のＬＥＤ２が各１個ずつ配置されている。上段（１行目）、中段（２行目）、下段（３行目）ともに、同じ行内にＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤ２が一つずつ存在するように配置される条件を満たせば、図１で示すＲ、Ｇ、Ｂの配置は相互に入れ替えることができる。つまり、同じ行内で、Ｒ、Ｂ、Ｇの配置は、左、中央、右のどの位置に配置してもよい。
なお、３行３列の各列毎に、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤ２を一つずつ配置する例については後述する。
【００１５】
また、図４に、映像表示装置の制御方法を例示する。図４（ａ）は、一つの画像素子に含まれる９つのＬＥＤのうち、赤色のＬＥＤ３つ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）、緑色のＬＥＤ３つ（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）、青色のＬＥＤ３つ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）が、それぞれ並列となるように共通電極に接続された場合を示しており、各色単位で制御される例である。図４（ｂ）は、９つのＬＥＤ（ＬＥＤチップ）が共通電極に各々接続され、各チップ単位で制御される例である。図４（ｃ）は、赤色の３つ、緑色の３つ、青色の３つのＬＥＤが、それぞれ直列となるように共通電極に接続された例を示しており、各色単位で制御される例である。図４および図１（ｂ）に示すように、１つの画像素子１０で使用する９つのＬＥＤ２のそれぞれに対してボンディングワイヤー４を接続し、各々のＬＥＤ２に対して印加する駆動パルスの時間幅を変更してその発光強度を制御する。
【００１６】
このように構成された画像素子（９ｉｎ１ＬＥＤ）１０を大型表示装置の表示素子として使用する場合、図１で示したように、画像素子１０内部のＬＥＤ２が上段、下段ともにＲ、Ｇ、Ｂのチップが一つずつ存在するように配置されている。そのため見上げ、見下げ時に樹脂部分によって光が遮断されるＬＥＤ下段及びＬＥＤ上段のＬＥＤチップに関して、同色のＬＥＤがその反対側、つまりＬＥＤ上段、ＬＥＤ下段に存在することになり、それらの光は遮られる影響が小さいため、混色比率の不一致を低減させることができる。
【００１７】
ここで、９ｉｎ１ＬＥＤは一つの画像素子１０内に９つのＬＥＤ２を封止するため、コストを考えた場合、従来の３ｉｎ１ＬＥＤと比較して３倍弱増大すると考えられる。しかし、上述したように、この９ｉｎ１ＬＥＤはそれぞれのＬＥＤ２に対してボンディングワイヤー４が接続されており、９本の独立した電極を通じて各々のＬＥＤ２で発光強度を制御できるため、９ｉｎ１ＬＥＤ素子１つで３ｉｎ１ＬＥＤ３つ分の表現能力を有しており、また、様々なパターンを有している。
【００１８】
本発明の９ｉｎ１ＬＥＤである画像素子１０の９つのＬＥＤ２の配列について具体的に説明する。図１（ｂ）に例示するように、９つのＬＥＤ２は３行３列となるように配置され、１行目（上段）の左から右へ（１行１列から同行３列までに）、Ｂ、Ｇ、Ｒの順に、２行目（中段）の左から右へ（２行１列から同行３列までに）、Ｒ、Ｂ、Ｇの順に、３行目（下段）の左から右へ（３行１列から同行３列までに）、Ｇ、Ｒ、Ｂの順に配置されている。このような配置の場合、各行毎に、赤色、青色、緑色の３色のＬＥＤ２が１個ずつ配置されるとともに、各列毎にも、赤色、青色、緑色の３色のＬＥＤ２が各１個ずつ配置される。なお、上述の例は一例であり、配色の中での、Ｒ、Ｂ、Ｇの色の置き換えをすることは可能である。
【００１９】
図５に、この発明の実施の形態１の映像表示装置１００の９ｉｎ１ＬＥＤを３つの３ｉｎ１ＬＥＤとして制御する場合のＬＥＤ２の制御例を示す。図５（ａ）に示すように、３行３列に配置された９つのＬＥＤ２は、上段２０ａの３つのＬＥＤ２、中段２０ｂの３つ
のＬＥＤ２、下段２０ｃの３つのＬＥＤ２でそれぞれ３ｉｎ１ＬＥＤ一つ分の表示能力を持つように、つまり各行毎に一つの３ｉｎ１ＬＥＤの表示能力を持つように制御できる。この場合、映像表示装置１００を見上げた場合に画像素子１０の樹脂材１によって、下段２０ｃに位置する３つのＬＥＤ２が隠されたとしても、上段２０ａ、中段２０ｂのＬＥＤ２による二つの３ｉｎ１ＬＥＤの表示性能が得られ、赤色、青色、緑色のＬＥＤが各２個ずつ見える構成とできるため、十分な表示能力を発揮できる。また、映像表示装置１００を見下げた場合に、上段２０ａのＬＥＤ２が隠された場合においては、中段２０ｂ、下段２０ｃのＬＥＤ２による二つの３ｉｎ１ＬＥＤの表示能力が得られ、混色比率の不一致は見られない。あらかじめ、映像表示装置１００を上下いずれかの方向から斜めに見る観客が多いことが想定される場合は、画像素子１０は、図５（ａ）に示したように、赤色、青色、緑色のＬＥＤ２が横並びに３つ配置された３ｉｎ１ＬＥＤを、各行毎、３行に配置してなる９ｉｎ１ＬＥＤとすることが有効である。
【００２０】
また、別の制御例を図５（ｂ）に示すように、９ｉｎ１ＬＥＤ内で各列毎に配置された３つのＬＥＤ２で３ｉｎ１ＬＥＤを構成したものとなる。図５（ｂ）において、左列から右列に向かって、左列２１ａの３つのＬＥＤ２、中列２１ｂの３つのＬＥＤ２、右列２１ｃの３つのＬＥＤ２で、それぞれ３ｉｎ１ＬＥＤ一つ分の表示能力を持つように、つまり、各列毎に一つの３ｉｎ１ＬＥＤの表示能力を持つように制御できる。この場合、映像表示装置１００を左側から見た場合に、樹脂材１によってＬＥＤ２の左列２１ａが隠されたとしても、中列２１ｂ、右列２１ｃの６つのＬＥＤ２による二つ分の３ｉｎ１ＬＥＤの表示性能が得られるため、十分な表示能力を発揮できる。また、映像表示装置１００を右側から見た場合に、右列２１ｃの３つのＬＥＤ２が隠された場合においては、中列２１ｂ、左列２１ａの６つのＬＥＤ２による二つ分の３ｉｎ１ＬＥＤの表示能力が得られ、混色比率の不一致は見られない。あらかじめ、映像表示装置１００を左右いずれかの方向から斜めに見る観客が多いことが想定される場合は、図５（ｂ）に示したように、赤色、青色、緑色のＬＥＤ２が縦並びに３つ配置された３ｉｎ１ＬＥＤが、各列毎、３列に配置された９ｉｎ１ＬＥＤとすることが有効である。
【００２１】
なお、上述の図５（ａ）の３行３列の９ｉｎ１ＬＥＤのＬＥＤ配色例では、各行内でのＬＥＤ２のＲ、Ｂ、Ｇの配色を変更できることを示し、図５（ｂ）のＬＥＤ配色例では、各列内でのＬＥＤ２の配色を変更できることを示した。ここで、図１（ｂ）に例示した９ｉｎ１ＬＥＤのＬＥＤ２の配置順の場合、各色のＬＥＤ２の配置は固定されるが、各行毎および各列毎に３ｉｎ１ＬＥＤが位置する配置とできているため、映像表示装置１００をあらゆる方向（上下、左右）から観察しても、必ず画像素子１０内に３ｉｎ１ＬＥＤ二つ分の表示能力を得ることができる。
【００２２】
なお、この発明では、主に、画面を斜め方向から観察することで、樹脂材１によって隠されるＬＥＤは、３行３列のうちの１つの行（１行目または３行目）または列（１列目または３列目）に位置するＬＥＤであることを想定している。しかし、極端に画面を斜め方向から観察した場合には、樹脂材１に隠れるＬＥＤが多くなる。その場合、３行３列のうちの２行または２列に位置するＬＥＤが隠されたとしても、残る１行または１列に一つ分の３ｉｎ１ＬＥＤが配置されることとなり、所定の表示性能は確保することが可能となる。
また、図１（ｂ）のＬＥＤ２の配色例は一例であり、色の置き換えによる変更等が可能であることは言うまでもない。
【００２３】
また、図１（ｂ）に例示した９ｉｎ１ＬＥＤのＬＥＤ２の配置では、青色のＬＥＤ２は、画像素子１０内に、３個が斜め方向に並ぶように配置されている。青色のＬＥＤ２は、他の赤色、緑色よりも発光輝度が得られにくい傾向にあることが知られているが、青色の３つのＬＥＤ２を、斜め方向に一列に並べることで、ばらばらに配置した場合よりも、青色を視認しやすくなるという効果が得られる。
【００２４】
図５（ｃ）に示す別の制御例では、９ｉｎ１ＬＥＤで、３行３列に配置されたＬＥＤ２のうち、上段（または下段）の一行に位置する３つのＬＥＤ２で一つの３ｉｎ１ＬＥＤ２２ａを構成し、隣り合う上下のＬＥＤ２を３つ組み合わせてなる３ｉｎ１ＬＥＤ２２ｂ、２２ｃを二つ構成することで、３つの３ｉｎ１ＬＥＤを構成できる。３ｉｎ１ＬＥＤには、赤色、青色、緑色の各色のＬＥＤ２が含まれている。この場合、図５（ｃ）に示す、破線で示した３ｉｎ１ＬＥＤの組み合わせパターンに限らず、線対称となる配置、点対称となる配置等も有効である。図５（ｃ）の場合は、所定方向から映像表示装置１００を見た場合に、画像素子１０を構成する樹脂材１によって隠されるＬＥＤ２が、３ｉｎ１ＬＥＤ２２ａである場合、残りの３ｉｎ１ＬＥＤ２２ｂ、２２ｃの表示を見ることができるため、安定した表示能力が得られるものである。
【００２５】
なお、図１および図５に、画像素子１０内の９ｉｎ１ＬＥＤを構成するＬＥＤ２の配列を例示しているが、その３行３列の配列（配色）を、上述した制約条件を満たす範囲で、１８０°回転させて上下を反転させて配置することや、左または右に９０°回転させて配置し、映像表示装置１００を構成することが可能である。また、一つの映像表示装置１００の一部分は、図５（ａ）の制御例のようにＬＥＤ２を配色し、他部は図５（ｂ）または図５（ｃ）の制御例にならって配色するなど、画面の設置条件等によって使い分けて構成することも可能であることは言うまでもない。
【００２６】
さらに図４で示すように、電圧印加の方式についても様々なパターンが考えられ、用途にあった印加方式にて使用可能である。このように、上記の９ｉｎ１ＬＥＤで示す混色比率の不一致の改善による効果に加えて多くの期待要素があり、その性能は３ｉｎ１ＬＥＤの３倍以上であると期待できる。つまりコストの増大分以上の性能を有していると言える。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１  樹脂材、
２  ＬＥＤ（発光ダイオード、ＬＥＤチップ）、
３  拡散材、
４  ボンディングワイヤー、
５ａ、５ｂ、５ｃ  リード、
６  アノード電極、
７ａ、７ｂ  カソード電極、
１０  画像素子、
２０ａ  上段（３ｉｎ１ＬＥＤ）、
２０ｂ  中段（３ｉｎ１ＬＥＤ）、
２０ｃ  下段（３ｉｎ１ＬＥＤ）、
２１ａ  左列（３ｉｎ１ＬＥＤ）、
２１ｂ  中列（３ｉｎ１ＬＥＤ）、
２１ｃ  右列（３ｉｎ１ＬＥＤ）、
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  ３ｉｎ１ＬＥＤ、
１００  映像表示装置、
１００ａ  表示ユニット。
【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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