(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列された画素を構成する複数の同一変調される発光素子がドット状に配列されている表示装置において、
第一の光度と、前記第一の光度より高い光度である第二の光度との間の光度で発光する発光素子を第一の群として分類し、
前記第二の光度と前記第二の光度より高い光度である第三の光度との間の光度で発光する発光素子を第二の群として分類し、
前記画素は少なくとも前記第一の群と前記第二の群を含み、
前記第一の群の発光素子は前記第一の光度で発光させ、前記第二の群の発光素子は前記第二の光度で発光させることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画素は、赤色（Ｒ）を発光する発光素子と、緑色（Ｇ）を発光する発光素子と、青色（Ｂ）を発光する発光素子から構成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発光素子をドット状に配列することで画像表示を行うことができる表示装置及び発光素子の配置方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば大型画面の表示装置としては、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）という）を発光素子として用いて画像を表示する表示装置が開発されている。
図８は、表示装置の表示パネルの装着面に装着されているＬＥＤを示している。
表示ユニット１０２０の装着面１０２１に対して、例えば水平インライン配列によって、○印で示されているＬＥＤが配置されている。これらのＬＥＤは、○印内に示されるように、それぞれＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の各色に対応しており、ＲＧＢ各色のＬＥＤの各４個が一組になって画素１０２２を構成している。そして、この表示ユニット１０２０によって表示装置の表示画面を形成する場合には、表示装置の解像度に応じた画素数となるように複数の表示ユニット１０２０を組み合わせることになる。図９は、ＬＥＤの発光光度分布例を示している。
【０００３】
図８における表示装置では、ＬＥＤが各色ごとに直列接続されており、同一信号を与え変調することで点灯するようになっている。もちろん各色のＬＥＤは、並列接続も可能であるが、この場合には定電流源が４倍必要になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような表示ユニット１０２０は、最近では例えば、ビルの壁面等の屋外広告用の大画面の表示装置等に用いられる。しかし、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｄｅ）や放電管等を用いた表示装置と比較すると色や明るさの一様性が悪く、さらなる市場拡大のために色や明るさの一様性向上が望まれている。そこで、ＬＥＤを用いた表示装置でも各画素ごとに発光光度（強度）を調整する傾向が出てきた。
【０００５】
ところが図９に示すように、ＬＥＤの発光光度にはバラツキが大きく、最小光度は平均値の１／１．４程度で、光度調整は最小光度の値に合わせる必要ある。したがって、色や光度（輝度）の一様性を向上させると、輝度は１／１．４に低下してしまうという問題がある。
そこで本発明は上記課題を解消し、輝度をあまり落とさずに、表示画面の一様性を良好にすることができる表示装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を達成するための手段】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の表示装置は、マトリクス状に配列された画素を構成する複数の同一変調される発光素子がドット状に配列されている表示装置において、第一の光度と、この第一の光度より高い光度である第二の光度との間の光度で発光する発光素子を第一の群として分類し、第二の光度と、第二の光度より高い光度である第三の光度との間の光度で発光する発光素子を第二の群として分類し、画素は少なくとも第一の群と第二の群を含み、第一の群の発光素子は第一の光度で発光させ、第二の群の発光素子は第二の光度で発光させることを特徴としている。
【０００７】
このように、本発明の表示装置では、マトリクス状に配列された画素を構成する複数の同一変調される発光素子がドット状に配列されており、この画素を構成する発光素子を、その光度の高低によって、複数の群に分類している。すなわち、第一の光度（低）以上で第二の光度（中）以下の光度で発光する発光素子を第一の群とし、第二の光度（中）以上で第三の光度（高）以下の光度で発光する発光素子を第二の群として分類する。そして、各画素は、少なくとも第一の群に含まれる発光素子と、第二の群に含まれる発光素子を含むように構成されており、第一の群の発光素子は第一の光度（低）で発光させ、第二の群の発光素子は第二の光度（中）で発光させるようにしている。これにより、輝度をあまり落とさずに表示画面の一様性を良好にすることができる。
【０００８】
また、本発明の好ましい形態としては、同一変調される発光素子は、赤色（Ｒ）を発光する発光素子と、緑色（Ｇ）を発光する発光素子と、青色（Ｂ）を発光する発光素子である。これにより、輝度をあまり落とさずに画面の一様性の良好なカラー表示を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１３】
図１は、本発明の表示装置の好ましい実施の形態を示している。
図１に示す表示装置１０は、ケース（筐体）１１を有しており、このケース１１の中には、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）のマウント用の取り付け基板１２を備えている。この取り付け基板１２には、図１に示すような例えば水平インライン配列パターンで、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のＬＥＤが配列されている。このケース１１の中には、このように配列されたＬＥＤを制御するための制御装置が内蔵されている。
【００１４】
表示装置１０の１つの画素２０では、１つの画素２０当たりの各色がそれぞれ２個のＬＥＤから構成されている。すなわち、１つの画素２０は赤色のＬＥＤ３０Ｒ１，３０Ｒ２と、緑色のＬＥＤ３０Ｇ１，３０Ｇ２、そして青色のＬＥＤ３０Ｂ１，３０Ｂ２の合計６個のＬＥＤを有している。
【００１５】
表示装置１０は、このようにケース１１を取り付け基板１２に対して１つの画素２０が複数個マトリックス状に配列されているとともに、各ＬＥＤは１つの画素２０内においてドット状に配置されている。緑色のＬＥＤ３０Ｇ１，３０Ｇ２は、電気的に直列接続され、赤色のＬＥＤ３０Ｒ１，３０Ｒ２も直列接続され、さらに青色のＬＥＤ３０Ｂ１，３０Ｂ２も直列接続されおり、上述した制御装置に電気的に接続されている。
【００１６】
図１の各１つの画素２０において、赤色のＬＥＤ３０Ｒ１，３０Ｒ２は、同一変調される発光素子であり、緑色のＬＥＤ３０Ｇ１，３０Ｇ２も別の同一変調される発光素子である。そして、青色（Ｂ）のＬＥＤ３０Ｂ１，３０Ｂ２も、さらに別に同一変調される発光素子である。各１つの画素２０が、それぞれ画素の光度向上を図って輝度をあまり落とさずに、かつ画面の一様性を良好にするために次のような工夫を行っている。
【００１７】
図２は、ＬＥＤの最小光度（最低光度）と最大光度（最高光度）及び発光光度の中心（平均光度）を有する発光光度分布の例を示している。図２における最小光度は１とした場合に、発光光度の中心である平均光度が１．４であり、最大光度は１．８としている。
図１の赤色のＬＥＤ３０Ｒ１，３０Ｒ２を、例えば最小光度１〜最大光度１．４のＡ群と、最小光度１．４〜最大光度１．８までのＢ群に２分割（整数倍に分割）する。つまりＡ群とＢ群は、発光光度分布を平均光度を中心にして均等に２つに分けている。一例として、赤色のＬＥＤ３０Ｒ１が、Ａ群の発光光度の中から任意の１個として選択されて、しかももう１個の赤色ＬＥＤ３０Ｒ２が、Ｂ群の発光光度の中から任意の１個を選ぶことで採用される。そして、これらの赤色のＬＥＤ３０Ｒ１，３０Ｒ２が電気的に直列接続される。
【００１８】
同様にして、図１における緑色のＬＥＤ３０Ｇ１が、図２におけるＡ群の中の任意の１個が選択され、緑色のＬＥＤ３０Ｇ２は、Ｂ群の中の任意の１個が選択されて、電気的に直列接続される。青色のＬＥＤ３０Ｂ１が、Ａ群の中の任意の１個から選択されて、青色のＬＥＤ３０Ｂ２は、Ｂ群の中の任意の１個が選択されて直列に接続される。
このようにして、選択されたＬＥＤ３０Ｒ１，３０Ｒ２、３０Ｇ１，３０Ｇ２、３０Ｂ１，３０Ｂ２が、１つの画素２０を構成する。その結果、１つの画素２０の最小光度は、総合的に見て図２のＡ群の最小光度１とＢ群の最小光度１．４の平均値である１．２と見なせる。
このようにすることで、１つの画素２０の光度の向上を図って輝度をあまり落とさずに、画面の一様性が良い表示装置２０を実現することができる。
【００１９】
次に、図３と図４を参照する。図３と図４は、本発明の表示装置の別の実施の形態を示している。
図３に示す表示装置４０は、ケース１１と取り付け基板４２を有している。この取り付け基板４２には、１つの画素５０が複数個配列されており、１つの画素５０には複数のＬＥＤがドット状に配列されている。この１つの画素５０は、４つの緑色のＬＥＤ６０Ｇ１，６０Ｇ２，６０Ｇ３，６０Ｇ４と、４つの赤色のＬＥＤ６０Ｒ１，６０Ｒ２，６０Ｒ３，６０Ｒ４、そして４つの青色のＬＥＤ６０Ｂ１，６０Ｂ２，６０Ｂ３，６０Ｂ４を有している。
【００２０】
緑色のＬＥＤ６０Ｇ１〜６０Ｇ４は、電気的に直列接続されており、同様にして４つの赤色のＬＥＤ６０Ｒ１〜６０Ｒ４も直列接続され、４つの青色のＬＥＤＬＥＤ６０Ｂ１〜６０Ｂ４も直列接続されている。
【００２１】
図３の表示装置４０の１つの画素５０の画素光度向上を図り、輝度をあまり落とさずに、画面の一様性を良好にするために次のような工夫を行っている。
図４は、図３の表示装置４０のＬＥＤの発光光度分布の一例を示している。図４においては、図２の場合と異なりさらに細かく分割されており、最小光度１〜最大光度１．２の範囲のＡ１群と、最小光度１．２〜最大光度１．４のＡ２群と、最小光度１．４〜最大光度１．６の領域のＢ２群と、最小光度１．６〜最大光度１．８のＢ１群の４分割に分割されている。
例えば、１つの画素５０の緑色のＬＥＤ６０Ｇ１がＡ１群の任意の１個であり、ＬＥＤ６０Ｂ２がＢ１群の任意の１個であり、そしてＬＥＤ６０Ｇ３がＡ２群の任意の１個であり、６０Ｇ４がＢ２群の任意の１個を採用して組み合わせる。このような組み合わせは、赤色のＬＥＤ６０Ｒ１〜６０Ｒ４と、青色のＬＥＤ６０Ｂ１〜６０Ｂ４においても同様に取り出して組み合わせる。
その結果、図４のＡ１群の最小光度とＢ１群の最小光度１．６の平均値が１．３であり、第２群の最小光度１．２とＢ群の最小光度１．４の平均値も１．３となり、図３の１つの画素５０における最小光度（総合的な光度）は、１．３と見なせる。
【００２２】
図示しないが、図２あるいは図４の発光光度分布図において、６分割を行おう場合には、１つの画素あたりの光度は１．３３３となり、８分割を行う場合には、１つの画素当たりの光度は１．３５となり、最小光度と最大光度を組み合わせ、次にその１つ内側というように１：１で組み合わせた場合の画素の光度１．４に近づくことになる。
【００２３】
次に、図５と図６は、本発明の更に別の実施の形態を示している。
図５の表示装置７０のケース１１には、取り付け板７２が設けられている。取り付け板７２には、１つの画素９０が複数個配置されている。１つの画素９０は、複数のＬＥＤがドット状に配列されている。１つの画素９０は、３つの緑色のＬＥＤ１００Ｇ１，１００Ｇ２，１００Ｇ３と、赤色のＬＥＤ１００Ｒ１，１００Ｒ２，１００Ｒ３及び青色のＬＥＤ１００Ｂ１，１００Ｂ２，１００Ｂ３を備えている。
３つの緑色のＬＥＤ１００Ｇ１，１００Ｇ２，１００Ｇ３は、定期的に直列接続され、同様にして赤色のＬＥＤ１００Ｒ１，１００Ｒ２，１００Ｒ３も直列接続され、青色のＬＥＤ１００Ｂ１，１００Ｂ２，１００Ｂ３も直列接続されている。
【００２４】
図６は、ＬＥＤの光度分布図において、３つに分けた例を示している。図６において、最小光度１〜最大光度１．２７のＡ群と、最小光度１．２７〜最大光度１．５３のＣ群と、そして最小光度１．５３〜最大光度１．８のＢ群との３分割になっている。
例えば、図５の１つの画素９０の緑色のＬＥＤ１００Ｇ１が、Ａ群の中の任意の１つとして選択され、１００Ｇ２が、Ｂ群の中の任意の１つとして選択され、そしてＬＥＤ１００Ｇ３が、Ｃ群の中の任意の１つとして組み合わされる。このような処理を緑色のＬＥＤだけではなく、赤色のＬＥＤと青色のＬＥＤともに行い、そのような選択されたＬＥＤにより１つの画素９０を構成する。
その結果、Ａ群の最小光度１とＢ群の最小光度１．５３の平均値は１．２７で、Ｃ群の最小光度も１．２７なので１つの画素９０の光度（総合的な光度）は１．２７と見なせる。
発光光度分布が、正規分布に近いとＣ群だけが残るが、この場合にはＣ群内の任意の３組で１つの画素を形成すれば良い。
【００２５】
図７は、図５のような表示装置７０の１つの画素９０の各ＬＥＤを、別の方法で３分割して選択して採用する例を示している。
図７における光度幅は、均等ではなく各群に属するＬＥＤの個数を同じにしている。つまりＡ群、Ｃ群、Ｂ群にそれぞれ属しているＬＥＤの個数が同じになっている。
【００２６】
図７では、最小光度１〜最大光度１．３５のＡ群と、最小光度１．３５〜最大光度１．４５のＣ群と、最小光度１．４５〜最大光度１．８のＢ群との３分割になっている。例えば、図５の緑色のＬＥＤ１００Ｇ１がＡ群の中の任意の１個として選択され、ＬＥＤ１００Ｇ２がＣ群の中の任意の１個として選択され、ＬＥＤ１００Ｇ３がＢ群の中の任意の１個として選択されて組み合わせられる。このような処理を赤色のＬＥＤと青色のＬＥＤとともに行うことで、１つの画素９０を構成する。
その結果、Ａ群の最小光度１とＣ群の最小光度１．３５と、Ｂ群の最小光度１．４５の平均値は、１．２７なので、１つの画素９０の光度（総合的な光度）は、１．２７と見なせる。
【００２７】
以上説明したように本発明は、１つの画素当たり複数のＬＥＤを使用する場合において、光度分布の中心に対し略対称なＬＥＤを組み合わせることにより、表示装置全体での表示の際の輝度を落とさず、画面の一様性が良い表示装置を実現することができる。
また、発光光度分布を１つの画素当たりの各ＬＥＤの個数の整数倍で均等に分割することにより、輝度をあまり落とさず、画面の一様性が良い表示装置を実現することができ、ＬＥＤを無駄なく使え、組み合わせの手間も比較的かかわらずに済む。
【００２８】
従来では、明るさ（光度）のバラツキが大きいＬＥＤを並べるディスプレーでは、全てのＬＥＤの発光光度をＬＥＤの最小光度に調整して使用している。しかし、本発明では１つの画素内に複数のＬＥＤを使用する場合は、バラツキ中心に対し対称な光度を組み合わせて使用することにより平均光度で設計でき、約１．４倍の光度あるいは全部のＬＥＤの価格の計を１／１．４にできる。
【００２９】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発光素子としてはＬＥＤの他に他の種類も採用することができる。ＬＥＤの電気的接続は制御装置に対して直列接続だけでなく、並列接続であっても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、輝度をあまり落とさずに、表示画面の一様性を良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示装置の好ましい実施の形態を示す正面図。
【図２】図１の表示装置の１つの画素におけるＬＥＤの選択の例を示す発光光度分布図。
【図３】本発明の表示装置の別の実施の形態を示す正面図。
【図４】図２の表示装置の１つの画素におけるＬＥＤの選択をするための発光光度分布図。
【図５】本発明の表示装置の更に別の実施の形態を示す正面図。
【図６】図５の表示装置の１つの画素のＬＥＤの選択をするための発光光度分布図。
【図７】図５の表示装置の１つの画素のＬＥＤの選択をするための発光光度分布図。
【図８】従来の表示装置を示す図。
【図９】従来の表示装置のＬＥＤの発光光度分布図。
【符号の説明】
１０・・・表示装置、２０・・・１つの画素、３０Ｇ１，３０Ｇ２，３０Ｇ３・・・緑色のＬＥＤ、３０Ｒ１，３０Ｒ２，３０Ｒ３・・・赤色のＬＥＤ、３０Ｂ１，３０Ｂ２，３０Ｂ３・・・青色のＬＥＤ。
【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８】
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【図９】
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