JP2001222242A - 発光ダイオードを用いたディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＥＤの輝度及び波長のランクが相違してい
ても表示パネル単位での輝度及び色の一様化ができ良質
の画像が形成できるディスプレイの提供。 【解決手段】 複数のＬＥＤ２を表示パネル１に実装
し、この表示パネル１を複数配列して表示画面を形成す
るディスプレイにおいて、ＬＥＤ２を輝度及び波長の特
性に基づいて複数の評価ランク付けしたものとし、表示
パネル１の全てについて、同じ評価ランクのＬＥＤ２を
をほぼ同数ずつとして各評価ランクのＬＥＤ２を実装
し、各表示パネル１の輝度及び色調を一様化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードを
利用した画像表示用のディスプレイに係り、特にディス
プレイを構成する複数の表示パネル毎の間での画像表示
に違和感を伴うことなく良好な画質が得られるようにし
た発光ダイオードを用いたディスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と記
す）を用いたフルカラー対応のディスプレイは、Ｒ，
Ｇ，ＢのＬＥＤの発光素子の組み合わせを一つのドット
として表示パネルにマトリックス配列し、複数個の表示
パネルを組み合わせて配列してディスプレイ画面を構成
するというものである。そして、１枚のＬＥＤパネルに
備える各ドットのＲ，Ｇ，Ｂの発光制御によってカラー
画像を表示する。すなわち、マトリックス配列のＬＥＤ
の各行と各列について、駆動トランジスタやドライバＩ
Ｃ等によって点滅動作が制御され、入力された画像情報
に応じた画像をディスプレイ画面に表示する。このよう
なディスプレイパネルに利用される表示パネル及びその
配置を図４に示す。

【０００３】図４の（ａ）はＬＥＤパネルの右側面図、
（ｂ）は６枚の表示パネルをレイアウトしたときの正面
図である。

【０００４】図４に示すように、表示パネル１はその前
面にたとえば１６×１６ドットのマトリックス配列した
ＬＥＤ２を備え、裏面側にはこれらのＬＥＤ２を固定す
るための取付け基板（図示せず）及びプリント配線パタ
ーンを形成してＬＥＤ２に導通させるための回路基板１
ａを配置したものである。回路基板１ａは電源側に接続
されるコネクタ及びＬＥＤ２の点滅を駆動するためのド
ライバＩＣ等を搭載したもので、画像情報の信号に基づ
いてＬＥＤ２を点灯制御する。また、ＬＥＤ２は単色発
光のものの集合体とすることもできるが、近来ではＲ，
Ｇ，Ｂの異なる発光色の組合せとしてフルカラーの画像
表示とするものがほとんどである。本発明においても、
Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤを備えるフルカラーのディスプレイ
としたものである。

【０００５】表示パネル１は図４の（ｂ）のように全て
同じ姿勢として互いに隣合わせ配置され、配列数に応じ
た表示画面となるディスプレイが形成される。そして、
ＬＥＤ２の点滅は各表示パネル１の回路基板１ａに搭載
したドライバＩＣによって駆動されるが、各表示パネル
１の全体によって画像が表示される。したがって、全て
の表示パネル１のＬＥＤ２の発光輝度や色が一様に設定
されていれば、複数の表示パネル１の組合せ配列であっ
ても、各表示パネル１による輝度や色のばらつきがない
良好な画像表示ができる。

【０００６】一方、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤは基板上に化合
物半導体を積層してこの層の中の活性層から発光を取り
出すというものであるが、個々のＬＥＤの輝度ランクや
波長ランクの製造誤差は避けられず、ばらつきを伴う。
輝度ランクはＬＥＤの発光輝度に関係する因子であり、
波長ランクは色調に関係する因子である。

【０００７】このようなＬＥＤの輝度ランク及び波長ラ
ンクのばらつきがある場合、たとえば図４に示したよう
に表示パネル１にマトリックス配列された全てのＬＥＤ
２に同じ電流が流れるように通電制御すると、各ＬＥＤ
２の輝度ランク及び波長ランクの相違に由来して輝度や
色調のむらを発生してしまう。これに対し、同一輝度ラ
ンクかつ同一波長ランクのＬＥＤのみを１枚の表示パネ
ルに使用すれば、表示パネル毎の輝度及び色調の相違は
あるものの、ＬＥＤへの通電電流を調整することで、あ
る程度は一様化できる。

【０００８】以上のことから、従来では、製造したＬＥ
Ｄの生産ロットから輝度ランク及び波長ランクが同等の
ものを予め選別しておき、同等ランクのＬＥＤを表示パ
ネルに実装するというのが一般的であった。このような
ＬＥＤの実装によるディスプレイパネルの構成の例の概
略を図５に示す。

【０００９】図５において、表示パネル１は図４に示し
たものと同様の構成であり、それぞれに１６×１６ドッ
トのＬＥＤ２が実装される。したがって、製造すべきＬ
ＥＤ２の個数は（１６×１６）×１０個である。ここ
で、この製造個数の生産ロットの中で、輝度ランクが１
のものが３枚の表示パネル１の個数分あって、輝度ラン
ク２のものが７枚の表示パネル１の個数分の生産ロット
であったとする。したがって、前述のように、同等ラン
クのＬＥＤ２だけを１枚の表示パネル１に実装するの
で、図５の（ａ）において左端側の３枚の表示パネル１
ｂでは輝度ランク１のもの、残りの７枚の表示パネル１
ｃでは輝度ランク２のＬＥＤ２がそれぞれ実装される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
表示パネル１ｂ，１ｃのそれぞれのＬＥＤ２の輝度ラン
クは相違するので、図５の（ｂ）のように１０枚の表示
パネル１を配列してディスプレイ画面を構成するとき、
表示パネル１ｂ，１ｃの位置によって輝度が異なる画面
となってしまう。

【００１１】これに対し、全体の画像表示の輝度と色調
のバラツキがないように個々の表示パネル１について駆
動電流を制御することが有効とされてきた。すなわち、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各々について表示パネル１単位で、輝度と
色調がそれぞれのランクに応じて補正されるように通電
を制御することで、表示パネル１どうしの間の輝度及び
色調のバラツキを抑えるというものである。

【００１２】ところが、輝度ランクが異なるＬＥＤを使
用して同一輝度に輝度補正すると輝度ランク毎にＬＥＤ
に流れる電流値が異なってくる。すなわち、輝度補正の
ために各輝度ランクのＬＥＤについての電流値が変化す
るので、ＬＥＤの場合ではこの電流の変化によって各Ｌ
ＥＤの発光波長が変動してしまう。また、ＬＥＤは周辺
温度によっても発光波長が変動してしまう。このため、
発光輝度の補正により同一輝度に一様化は出来ても、発
光波長が変わって色調の均一さがなくなり色調のバラツ
キを新たに招いてしまう。

【００１３】したがって、電流制御によって一様化しよ
うとしても、表示パネル１を組み合わせてフルカラーデ
ィスプレイとする場合では、表示パネル１ごとに輝度と
色の様相が相違する。このため、ディスプレイ全体から
すると、表示パネル１が一つの単位となって輝度や色が
調和しない関係となり、全体の画像にもこの不調和が影
響して画質が大幅に低下してしまう。

【００１４】本発明は、ＬＥＤの輝度及び波長のランク
が相違していても表示パネル単位での輝度及び色の一様
化ができ良質の画像が形成できるディスプレイを提供す
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の発光ダ
イオードを表示パネルに実装し、前記表示パネルを複数
配列して表示画面を形成するディスプレイにおいて、前
記発光ダイオードを輝度及び波長の特性に基づいて複数
の評価ランク付けしたものとし、前記表示パネルの全て
について、同じ評価ランクの発光ダイオードをほぼ同数
ずつとして各評価ランクの発光ダイオードを実装したこ
とを特徴とする。

【００１６】このような構成では、全ての表示パネルに
ついて輝度及び波長のランク分けしたものが各ランク毎
にほぼ同数ずつ実装されるので、各表示パネルの輝度及
び色調を一様化できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、複数の
発光ダイオードを表示パネルに実装し、前記表示パネル
を複数配列して表示画面を形成するディスプレイにおい
て、前記発光ダイオードを輝度及び波長の特性に基づい
て複数の評価ランク付けしたものとし、前記表示パネル
の全てについて、同じ評価ランクの発光ダイオードをほ
ぼ同数ずつとして各評価ランクの発光ダイオードを実装
したことを特徴とする発光ダイオードを用いたディスプ
レイであり、各表示パネルの輝度及び色調を一様化でき
るという作用を有する。

【００１８】請求項２に記載の発明は、前記評価ランク
は、輝度及び波長のそれぞれの二分特性の組合せの４段
階ランクとしたことを特徴とする請求項１記載の発光ダ
イオードを用いたディスプレイであり、輝度と波長のそ
れぞれの良否の組合せによる４段階の評価に基づいてＬ
ＥＤを各表示パネルに実装するので、より良質の画像が
得られるという作用を有する。

【００１９】請求項３に記載の発明は、前記発光ダイオ
ードは、単色発光の集合により単色表示画面を構成する
ことを特徴とする請求項１または２記載の発光ダイオー
ドを用いたディスプレイであり、たとえば白色発光の照
明用に転用できるという作用を有する。

【００２０】請求項４に記載の発明は、前記発光ダイオ
ードは、赤，緑，青の発光の集合によりフルカラー表示
画面を構成することを特徴とする請求項１または２記載
の発光ダイオードを用いたディスプレイであり、全ての
表示パネルによって不連続感のない良質のカラー画像が
得られるという作用を有する。

【００２１】以下に、本発明の実施の形態の具体例を図
面に基づき説明する。

【００２２】図１は本発明のフルカラーディスプレイに
使用する表示パネルとその配置例を示す概略図である。

【００２３】表示パネル１は図５の従来例で示したもの
と同様にその前面にＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤ２を１６×１６
ドットのマトリックス配列としたものである。図示の例
では、１０枚の表示パネル１として示しており、これら
の表示パネル１のそれぞれは輝度ランク及び波長ランク
が異なる４種類のＬＥＤ２の含有比率を全て同じとした
ものである。

【００２４】ここで、従来技術の項で示したように、Ｌ
ＥＤ２はその製造誤差などに起因して同じ電流値で通電
しても輝度及び色にばらつきを生じ、輝度の大きさ及び
色の様相に応じてそれぞれ輝度ランク及び波長ランクと
して格付けした品質管理が行なわれる。輝度ランクは定
格電流をＬＥＤ２に通電したときの輝度の高さの指標で
あり、ランク数が高いほど発光輝度は高い。また、波長
ランクは定格電流をＬＥＤ２に通電したときの色合いの
指標であり、たとえば緑色発光のＬＥＤ２では発光波長
が長いと黄緑色となり、発光波長が短いと青色味を帯び
た緑色発光となる。そして、輝度ランク及び波長ランク
は、一般的にはランク１とランク２とランク３の２分割
以上に分けた評価とすることが多い。すなわち、近来の
ＬＥＤの製造技術の進歩によって、輝度の大小及び波長
の相違の程度差は或る程度まで絞り込めるようになって
はいるが、輝度による分類及びこの分類された輝度のそ
れぞれについて波長による分類を行なっている。

【００２５】図１に戻って、１０枚の表示パネル１のそ
れぞれに１６×１６ドットのＬＥＤ２を配置し且つ１ド
ット中のＲ，Ｇ，Ｂを１個ずつとして同図の（ａ）のよ
うにフルカラーディスプレイとする場合、必要なＬＥＤ
の個数はＲ，Ｇ，Ｂについて（１６×１６）×１０＝２
５６０個である。したがって、少なくとも２５６０個の
ＬＥＤの生産ロットを対象として、輝度と波長のランク
１，２の組合せすなわち４種類の性能のＬＥＤに分類す
る。そして、これらの４種類のＬＥＤが１０枚の全ての
表示パネル１について同じ比率で実装すれば、表示パネ
ル１どうしの間での性能のばらつきを解消し得る。

【００２６】図２は図１の（ｂ）のフルカラーディスプ
レイに使用するＬＥＤの生産ロットからランク別に分類
する例を示す概略図である。

【００２７】製造ラインによって製造された１つの生産
ロットは、同図の（ａ）に示すＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤをそ
れぞれ３０００個ずつとした９０００個のＬＥＤ２ａと
する。この１ロットのＬＥＤの個数は、先に示した２５
６０個より多ければよく、実際に使用されないで残った
ものは、別の生産ロットに振り分ければよい。

【００２８】（ａ）の生産ロットの９０００個のＬＥＤ
２ａについて輝度及び波長のオンライン試験を実施し、
輝度及び色も良好であることを示す輝度ランク及び波長
ランクのそれぞれが２のＬＥＤ２ｂを同図の（ｂ）のよ
うに抽出して分類する。また、輝度ランクが２で波長ラ
ンク１の特性を持つものを同図の（ｃ）のようにＬＥＤ
２ｃとして抽出して分類する。以下、同様にして、輝度
ランクが１で波長ランクが２の特性を持つものをＬＥＤ
２ｄとして抽出して分類し（同図（ｄ））、輝度ランク
及び波長ランクともに１の特性のものをＬＥＤ２ｅとし
て抽出して分類する（同図（ｅ））。

【００２９】ここで、抽出分類されたＬＥＤ２ｂ〜２ｅ
の総数は少なくとも２５６０個あればよい。一方、１０
枚の表示パネル１に実装するとき、分類した各ＬＥＤ２
ｂ〜２ｅの全てについて１枚の表示パネル１に同じ数だ
け実装すれば、分配比率は最適化できる。したがって、
抽出分類されるＬＥＤ２ｂ〜２ｅの個数は全て１０の倍
数とする。なお、たとえば輝度及び波長のランクがいず
れも２で高品質のＬＥＤ２ｂが１５２５個だけ抽出分類
されたときには、抽出数としては１５２０個とし、不足
分は残りのＬＥＤ２ｃ〜２ｅの個数を操作する。要する
に、生産ロットは実際に実装される２５６０個よりも多
い個数のＬＥＤ２ａとしておき、４種類のＬＥＤ２ｂ〜
２ｅは相互に数を調整し合ってそれぞれを１０の倍数と
し、総数が２５６０個となるようにすればよい。

【００３０】先に述べたように、輝度ランク及び波長ラ
ンクに基づいて抽出分類した４種類のＬＥＤ２ｂ〜２ｅ
はそれぞれ１０の倍数の個数を持つものとして準備され
る。したがって、１０枚の表示パネル１のそれぞれにつ
いては、抽出分類されたＬＥＤ２ｂ〜２ｅのそれぞれの
個数の１／１０ずつを実装する。たとえば、１５２０個
の抽出数としたＬＥＤ２ａは１枚の表示パネル１のそれ
ぞれに１５２個ずつ実装される。

【００３１】図３はこのようなＬＥＤ２ｂ〜２ｅの表示
パネル１への実装のパターンを示す概略であり、ＬＥＤ
２ｂ〜２ｅはＲ，Ｇ，Ｂの３個が１ドットとなる基本パ
ターンとして実装する。そして、この基本パターンに加
えて、図２の（ｂ）〜（ｅ）の特性の異なるＬＥＤ２ｂ
〜２ｅが一様に分布するようにし、これらのＬＥＤ２ｂ
〜２ｅの４種類のうち一種類だけが局在しない配置パタ
ーンとする。

【００３２】以上のようにして輝度ランク及び波長ラン
クによって分類されたＬＥＤ２ｂ〜２ｅを１０枚の表示
パネル１に実装したものが図１の（ａ）である。このＬ
ＥＤ２ｂ〜２ｅの実装の形態であれば、全ての表示パネ
ル１について特性が異なるＬＥＤ２ｂ〜２ｅを同じ個数
の比率として実装される。そして、いずれの実装におい
ても、分類された特性を持つＬＥＤ２ｂ〜２ｅのそれぞ
れについてＲ，Ｇ，Ｂのドットパターンを基本とするも
のの、４種類のＬＥＤ２ｂ〜２ｅをほぼ一様に分布させ
ることで、特性の異なる４種類のＬＥＤ２ｂ〜２ｅの混
在を平均化した画像表示面を形成することができる。

【００３３】１０枚の表示パネル１は図１の（ｂ）に示
すように上下２段の配列としたディスプレイとして構築
される。このようなディスプレイでは、各表示パネル１
のＬＥＤ２はいずれも輝度ランクと波長ランクの性能に
応じて分類した図２の（ｂ）〜（ｅ）のＬＥＤ２ｂ〜２
ｅをそれぞれ同数ずつ含む。したがって、各ＬＥＤへの
通電量を定格電流としておけば、全ての表示パネル１か
ら同じ輝度で同じ色調の画像が得られる。このため、従
来例の図５の（ｂ）のものと比べると、表示パネル１ど
うしの調和がとれた良好な画像表示が可能となる。

【００３４】なお、図１の例では１０枚の表示パネル１
の組合せのディスプレイとしているが、これよりも枚数
が多い大画面のディスプレイとしても同様の作用効果が
得られる。また、フルカラーのディスプレイだけでな
く、単色発光のＬＥＤを集合配置した表示パネルの組合
せとしたモノクロのディスプレイとしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明では、ＬＥＤの輝度及び波長の特
性に基づいて評価ランク付けして分類したものをほぼ同
数となるようにして各評価ランクのＬＥＤを表示パネル
に実装するので、複数の表示パネルの配列組合せによっ
て構成されるディスプレイとすると全ての表示パネルが
一様な輝度と色調で発光する。したがって、表示パネル
ごとに不連続となるような画像がなくなり、良質の画像
表示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は輝度ランク及び波長ランクの特性が相
違する４種類のＬＥＤを１０枚の表示パネルに同じ個数
の比率として配置した概略図 （ｂ）は表示パネルを組み合わせてディスプレイとした
ときの正面図

【図２】ＬＥＤの生産ロットから輝度ランク及び波長ラ
ンクに基づいて４種類のＬＥＤに抽出分類することを示
す説明図

【図３】ＬＥＤの生産ロットから抽出分類したものを表
示パネルに配置するパターンの概略図

【図４】（ａ）は表示パネルの一般的な構成を示す右側
面図 （ｂ）は同図形の表示パネルを組み合わせてディスプレ
イとしたときの正面図

【図５】従来例であって、（ａ）は輝度ランクを二分し
てそれぞれ表示パネルに実装する例を示す図 （ｂ）は同図（ａ）の表示パネルを組み合わせてディス
プレイとしたときの正面図

【符号の説明】

１ 表示パネル １ａ 回路基板 ２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ ＬＥＤ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光ダイオードを表示パネルに実
   装し、前記表示パネルを複数配列して表示画面を形成す
   るディスプレイにおいて、前記発光ダイオードを輝度及
   び波長の特性に基づいて複数の評価ランク付けしたもの
   とし、前記表示パネルの全てについて、同じ評価ランク
   の発光ダイオードをほぼ同数ずつとして各評価ランクの
   発光ダイオードを実装したことを特徴とする発光ダイオ
   ードを用いたディスプレイ。
2. 【請求項２】 前記評価ランクは、輝度及び波長のそれ
   ぞれの二分特性の組合せの４段階ランクとしたことを特
   徴とする請求項１記載の発光ダイオードを用いたディス
   プレイ。
3. 【請求項３】 前記発光ダイオードは、単色発光の集合
   により単色表示画面を構成することを特徴とする請求項
   １または２記載の発光ダイオードを用いたディスプレ
   イ。
4. 【請求項４】 前記発光ダイオードは、赤，緑，青の発
   光の集合によりフルカラー表示画面を構成することを特
   徴とする請求項１または２記載の発光ダイオードを用い
   たディスプレイ。