JP4491872B2

JP4491872B2 - Ｌｅｄ表示装置

Info

Publication number: JP4491872B2
Application number: JP34015599A
Authority: JP
Inventors: 弘樹大黒
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2019-11-30
Also published as: JP2001154635A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数のＬＥＤがマトリクス状に配列されて成るＬＥＤユニットを、複数個有するＬＥＤ表示装置に係り、各ＬＥＤユニットの種類、配列若しくは表現の自由度が高いＬＥＤ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のＬＥＤを縦横に並べてＬＥＤユニットを、さらに複数個並べて画像を表示するＬＥＤ表示装置は、様々な用途に利用されている。ＬＥＤディスプレイユニットとして、例えば赤、緑、青、すなわちＲＧＢ３個のＬＥＤを互いに接近させて１画素とし、マトリクス状に配列して、マルチカラーのＬＥＤディスプレイユニットを実現するものもあれば、従来からある赤、緑、２色のＬＥＤで１画素としたＬＥＤユニットなどがある。
【０００３】
このような、異なる発光色のＬＥＤでもって１画素を形成する構造のＬＥＤディスプレイユニットは、例えばマルチカラーであれば各色（ＲＧＢ）のＬＥＤの発光輝度を階調データで制御して、発光色と明るさを調整している。
【０００４】
ＬＥＤの進歩により、比較的古くからある画素を赤、緑もしくはこれと同色系のもので１画素とした２色ＬＥＤユニット、画素を単色のＬＥＤ１個で構成して成るＬＥＤユニットにも様々な発光色による画像の表示・表現が可能になった。しかし、これらのＬＥＤユニットは、通常同種類のものを複数個配列してＬＥＤ表示装置とするのが、異なるＬＥＤユニットを混在させたＬＥＤ表示装置はあまり使われなかった。
【０００５】
しかし、上述したように、近年のＬＥＤの多色化、高輝度化により、様々な種類のＬＥＤユニットが開発されたため、用途に応じて、これらのＬＥＤユニットを複雑に組み合わせ、多種多様な表示が可能な表示装置が要求されてきている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような、多色、単色等、異なる種類のＬＥＤユニットを組み合わせたＬＥＤ表示装置は、例えば図７にマルチカラーと単色のＬＥＤユニットを組み合わせたものを示すように、各種類のＬＥＤユニットごとに１系統のデータバスラインを設けるのが最も一般的であった。しかし、図７に観るように、その様な方法では、ＬＥＤ表示装置の表現形態にある種の制限が加わったり、各ＬＥＤユニットを繋ぐ、ケーブルの長さが長くなり、駆動周波数に制限が加わったりする。
【０００７】
また、１系統のデータバスライン状に異なるＬＥＤユニットを繋ぐことも可能であるが、例えば図６に示すようにデータの転送方向に対し、終端部にのみ単色のＬＥＤユニットを接続可能となり、ＬＥＤユニットの配列に制限が加わる。
【０００８】
更には、このように各ＬＥＤユニットを複雑な配線で接続することは、ＬＥＤ表示装置の組立時の作業が煩雑なものとなり、また、各ＬＥＤユニットを繋ぐためのスペースが余分に必要になり、ＬＥＤ表示装置全体のサイズが大きくなる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、発光色の種類が同じＬＥＤユニットを複数配列した従来のＬＥＤ表示装置と同様に扱うことができ、更にＬＥＤを点灯・駆動させるモジュール部も兼用することができ、簡単にＬＥＤユニットを組み上げて多種多様な表現が可能なＬＥＤ表示装置を提供できる。それは、各ＬＥＤユニットが有するデータ格納手段の数を発光色の種類に関わらず同一にすることで、種類の異なるＬＥＤユニットを任意に配列することを可能とし、発光色の種類が少ないＬＥＤユニットでは余った表示データを無視し、若しくはその表示データでもって、多階調表現、表示部のドット数を増やすことが可能である。
【００１０】
すなわち、本発明のＬＥＤ表示装置は、以下の（１）〜（３）の構成による、ものである。
【００１１】
（１）複数の発光素子を有し１種類以上の発光色を発光する画素をマトリックス状に配置した第１の表示部と、前記発光色にそれぞれ対応する表示データを順次転送し格納する第１のデータ格納手段と、該第１のデータ格納手段に格納された表示データにより各発光素子を点灯制御させる第１の制御部とを少なくとも有する第１のＬＥＤユニット、及び該第１のＬＥＤユニットのよりも発光色の種類が少なく、各発光色を用いた画素をマトリックス状に配置させた第２の表示部と、前記発光色にそれぞれ対応する表示データを順次転送し格納する第２のデータ格納手段と、該第２のデータ格納手段に格納された表示データにより各発光素子を点灯制御させる第２の制御部を有する第２のＬＥＤユニットとを有し、第１のＬＥＤユニット及び第２のＬＥＤユニットの各データ格納手段に表示データを共通して転送させるデータバスを電気的に接続させたＬＥＤ表示装置であって、前記第２のＬＥＤユニットは、前記第２のデータ格納手段に加えて、第１のデータ格納手段に対応して設けられた第３のデータ格納手段を有することを特徴とする。このことにより、従来のように、発光色が異なり、データ格納手段が異なることで、同一のデータバスを用いた接続が不可能か、何らかのデータ変換手段を介して接続する必要があった、第１のＬＥＤユニット、第２のＬＥＤユニットを、同一バス上で、しかも任意の配置でもって接続可能であり、様々な表示装置が得られる。
【００１２】
（２）前記第２のユニットにおいて、少なくとも１種類の発光色に対して、前記第３のデータ格納手段を用いて、その格納された表示データにより、多階調化することを特徴とする。異なるＬＥＤユニット間の差分を補う第３のデータ格納手段を、有効に利用することであり、ここに格納された表示データを第２のデータ格納手段の表示データに加えることで、第２のデータ格納手段だけを表示に用いる場合に比べて第２のＬＥＤユニットを多階調化することができる。すなわち、階調の異なるＬＥＤユニットで構成される表示装置が、煩雑な設計変更を必要とせずに容易に実現される。
【００１３】
（３）前記第２のユニットにおいて、前記第２の表示部が少なくとも２つ以上の組に分割され、該分割された組に対して、前記第３のデータ格納手段がそれぞれ割り当てられ、その格納された表示データにより該表示部の各組のＬＥＤを点灯するように構成されてなることを特徴とする。このことにより、第２の表示部を設計変更するだけで、第２のＬＥＤユニットの画素数を容易に増やすことができ、画素数の異なるＬＥＤユニットで構成される表示装置も容易に実現されるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図８は、本発明の表示装置の全体のブロック線図を示すものである。このブロック線図の表示装置は、複数枚のＬＥＤドットマトリクスユニットが分配ボードなどを介して接続されており、表示データがデータ格納手段に入力される構成となっている。各ＬＥＤユニットには、ＬＥＤからなる画素をマトリクス状に配列した表示部と、表示データを転送し格納するデータ格納手段と、データ格納手段に格納された表示データを取り込み、各ＬＥＤの点灯を制御する制御部とを有している。
【００１５】
各ＬＥＤユニットは、ＬＥＤを複数の組に分割して、分割されたＬＥＤを時分割に点灯させるダイナミック点灯方式と、ＬＥＤを分割しないスタティック点灯方式とがある。このような方法で、表示部のＬＥＤを点灯させる１周期を１フレームといい、例えばダイナミック点灯で、表示部が１６×１６ドットである場合には、１枚の画像を１６ｍｓｅｃ（周波数にして６０Hz）で表示するとすれば、１列の表示時間は、１ｍｓｅｃとなる。この時、１列のＬＥＤは、１ｍｓｅｃの間の点灯時間が、階調データに制御されて、発光輝度が調整される等して、階調表現を行っても良い。
【００１６】
従来のＬＥＤ表示装置は、図８に示すように、ケーブル等で接続されて１系統のデータバス上に繋がれた各ＬＥＤユニットが、画素を構成する発光色の種類が同一であった。例えば、ＲＧＢ三色を各１個の発光素子で１画素としたマルチカラーのＬＥＤユニットが前記データバスに複数個接続されたものなどである。
【００１７】
しかし、本発明のＬＥＤ表示装置は、このデータバス上に様々な種類の発光色を画素とするＬＥＤユニットを、任意に配置したものである。以下、具体的に説明すると、同一の前記データバスにあるＬＥＤユニットには、前記発光色の異なるＬＥＤユニットが少なくとも２つ以上を有している。
【００１８】
例えば、それが２種類である場合に、発光色の種類が多いものを第１、少ないものを第２のＬＥＤユニットとすると、各ＬＥＤユニットには、それぞれ第１，２のデータ格納手段と制御部とを少なくとも有しており、更に第２のＬＥＤユニットには、発光色に対応する第２のデータ格納手段と、それに加えて、発光色に対応しない第３のデータ格納手段を有している。詳しくは、第２のＬＥＤユニットには、画素を構成する発光色の種類が少ないため、その表示に必要となるデータ格納手段（第２のデータ格納手段）が、第１のＬＥＤユニットのデータ格納手段（第１のデータ格納手段）と異なるものとなり、そのままでは各ＬＥＤユニットを同一のデータバス上の任意の位置に、配置することができない。そのために、第１と第２のデータ格納手段の差分に相当する第３のデータ格納手段を、第２のＬＥＤユニットに加えることで、同一のデータバス上に、何らかのデータ変化手段を介在させることなく各ＬＥＤユニットをケーブル等で容易に接続でき、任意に配置することができる。
【００１９】
ここで、本発明は、上記２種類のＬＥＤユニットに限定されず、３種類以上であってもよい。例えば、３種類以上のＬＥＤユニットが、同一のデータバス上にある場合にも、発光色の種類が上記の関係にある第１及び第２のＬＥＤユニットを選び出して、同様にしてデータ格納手段を考慮すればよい。この時、各ＬＥＤユニットの中で、データ格納手段を対応させる発光色、すなわち発光色の種類が最も多いものに合わせて、それより少ないＬＥＤユニットでは、その差分に相当するデータ格納手段を備えるようにすればよい。
【００２０】
同一データバス上にＬＥＤユニットが接続されている様子を、図１に示す。各ＬＥＤユニットは、ケーブルなどにより表示データを共通して転送するようデータバスをなしているが、そのデータバス上で表示データは発光色の種類ごとに割り振られ各ＬＥＤユニットのデータ格納手段により、転送し格納される。本発明のＬＥＤ表示装置では、上述したように、発光色の種類が少ないＬＥＤユニットにおいて、発光色の種類に対応するデータ格納手段に加えて、発光色の種類が多い他のＬＥＤユニットに合わせてデータ格納手段を有し、発光色に割り振られた表示データを同一データバス上の各ＬＥＤユニットに転送し、格納することができる。具体的には、各ユニットが有するデータ格納手段であるシフトレジスターは、図に示すように、入力された表示データは、発光色の種類ごとに、それぞれ対応するシフトレジスターに格納され、制御部で階調などが処理され、点灯出力回路により、表示部の各ＬＥＤが点灯される。この時、従来のように、同一種類のＬＥＤユニットであれば、上記の通りであるが、本発明のように種類の異なるＬＥＤユニットが接続されている場合には、必ずしも発光色に対応してデータ格納手段が設けられていないため、後述するように制御部若しくは駆動を担うモジュール内部での処理が異なる。
【００２１】
従って、本発明のＬＥＤ表示装置は、同一データバス上に種類の異なるＬＥＤユニットを複数個接続されたものを少なくとも有しており、このデータバス上にある各ＬＥＤユニットが備えるデータ格納手段が上記のように同等なものである。すなわち、従来のＬＥＤ表示装置と同様に、発光色の種類に対して割り振られた表示データをデータバス上の各ＬＥＤユニットに転送させ、格納させることができる。
【００２２】
ここで、表示データは、図１ではシフトレジスタで示すように、各ＬＥＤユニットにあるデータ格納手段を通って、各ＬＥＤユニットはケーブルでもって繋がれ、データの流れの終端部に位置するＬＥＤユニットのシフトレジスタから表示データを貯めていき、全てのユニットのシフトレジスタに表示データが格納されたところで、ラッチされ、ロジック回路に入力される。
【００２３】
本発明において、ＬＥＤユニットにあるデータ格納手段とは、１画素を構成する発光色の種類１つに対し１つ割り当てられるもので、各データ格納手段には発光の種類ごとの表示データが、格納される。
【００２４】
本発明において１画素とは、ＬＥＤユニットにおけるドットマトリクス状の表示部の１ドットであり、発色の単位である。更に、画素は、１種類以上の発光色により構成され、これらの発光色には、それぞれ１個以上の発光素子（ＬＥＤ）が用いることで、構成されている。例えば、画素が発光色の種類としてＲＧＢ三色（種類）からなる場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの発光色を１画素とすることであり、これには輝度、演色性などの関係から１つの発光色に対して２個以上のＬＥＤを用いても良い。具体的には、ＲＧＢの３色を、ＬＥＤ４個で構成しても良く、他の色と比較して輝度の低いＬＥＤを２個とし１画素としたものでも良い。ここで、発光色の種類としては、同一の発光色若しくは同色系の発光色を有する発光素子ＲＧＢ三色を例示したが本発明はこれに限定されず、様々なＬＥＤを組み合わせて１画素としたものが利用できる。
【００２５】
また、上記発光色の種類が少ないＬＥＤユニットでは、他のＬＥＤユニットのデータ格納手段に対して、その不足分を補うように設けられたデータ格納手段（例えば、前記第３のデータ格納手段）を、本発明では発光色に対して少なくとも一部を用いて、様々な表現をＬＥＤユニットに持たせることができる。すなわち、発光色に対応しないデータ格納手段を、発光色に対応しているデータ格納手段に加えて、つまり１種類の発光色に対して２つ以上のデータ格納手段を割り当てることである。この時、発光色に対応しない前記データ格納手段の全てをＬＥＤの発光に利用しなくても良い。以下、２種類以上の発光色に対応するデータ格納手段を、１種類の発光色に対し用いて、様々な画像を表現する方法について説明する。
【００２６】
先ず１つの方法として、１種類の発光色に対して２種類以上の発光色に対応するデータ格納手段を用いて、その発光色を多階調化することである。これは、発光色ごとに、表示データとして多ビットのデジタルデータが供給され、そのデータに応じた階調表現が可能であるが、本発明ではこれに加えて余剰のデータを割り当て多階調化することである。すなわち、画素を構成する発光色の種類が少なく、他のＬＥＤユニットに対応するよう第３のデータ格納手段が設けられ、その発光色の種類より多くのデータ格納手段を有するＬＥＤユニットにおいて、その余剰のデータ格納手段を用いて、それに格納される表示データを加え合わせて、更に多ビット化したデジタルデータとし、それをもとにした階調データでもって発光色のＬＥＤを点灯する。この方法は、制御部において大幅な設計変更を必要とせずに実現が可能であり、設定の変更により様々なＬＥＤユニットを生み出すことができる。
【００２７】
もう１つの方法として、１種類の発光色に対して２種類以上の発光色に対応するデータ格納手段を用いて、その表示部におけるドット数を増やすことである。これは、各データ格納手段に格納される表示データにより、画素を構成する発光色の種類ごとに、所定ドット数のＬＥＤアレイの表示部を表示することが可能であるが、この時、このデータ格納手段で表示可能な所定ドット数のＬＥＤアレイの数を増やすことで、表示部全体のドット数を増やすことができる。すなわち、画素を構成する発光色の種類が少なく、他のＬＥＤユニットに対応するよう第３のデータ格納手段が設けられ、その発光色の種類より多くのデータ格納手段を有するＬＥＤユニットにおいて、１種類の発光色に割り当てられるデータ格納手段により表示可能な所定ドット数のＬＥＤアレイを最小単位とし、この最小単位ごとに、それぞれ余剰分を加えたデータ格納手段を発光色の種類に応じて用いることである。従って、画素を構成する発光色の種類が少ないＬＥＤユニットにおいて、余剰分のデータ格納手段を加えたデータ格納手段でもって、前記最小単位に分割された表示部ごとに、発光色の種類に応じた表示データを供給し、表示する。この最小単位とは、例えば画素が１種の発光色で構成され、１６×１６ドットの表示部を有していた場合に、１種の発光色に対応するデータ格納手段により表示が可能であれば、この１６×１６ドットが最小単位となる。すなわち、各発光色に対応するデータ格納手段により表示可能なドット数が最小単位となり、前記第３のデータ格納手段を加えた余剰分のデータ格納手段を、分割された最小単位ごとに、さらにその発光色の種類ごとに対応させることで、最小単位の組み合わせによる表示部全体の表示が可能となる。
【００２８】
このような方法は、単に、表示部のドット数を増やし、それに対応するようなデータ格納手段を設けてＬＥＤユニットと同様な表現が可能であるが、そのためには、データ格納手段の変更、制御部内での表示データの処理の流れが大きく異なるため、１から設計をやり直す必要がある。本発明においては、余剰分のデータ格納手段を用いて、表示部のドット数を増やしているため、上記最小単位をもとにしたドット数の増加に限定されるが、上記の大幅な設計変更を必要とせずに、従来の制御部を用いて実現でき、容易に表示部のＬＥＤアレイを増やすことができる。
【００２９】
これらの２つの方法を組み合わせて、１種類の発光色に対して多階調化、ドット数の増加を同時に行ってもよく、更に２種類以上の発光色に対してそれぞれの方法を若しくはその組み合わせを適用してもよいことはいうまでもない。
【００３０】
ここで、発光色の種類が少ないＬＥＤユニットにおけるデータ格納手段を、発光色への対応の有無で表現したが、これは表示部のＬＥＤアレイを表示するのに必要な表示データが発光色に対して割り当てられることを意味するものであり、図１に観るようにデータ格納手段１が明確に発光色ごとに形成されている必要はなく、表示データが各発光色ごとに供給されるような構成であれば足りる。
【００３１】
以上のように本発明では、ＬＥＤユニットによって、格納される表示データの全てを表示部のＬＥＤの発光に用いない場合もあるが、その方法について本発明は特に限定されない。ＬＥＤの発光に用いない表示データの処理として、例えばデータ格納手段に対して格納されたデータを取り込む手段を少なくする、若しくは制御部内に取り込んで対応するデータに対する点灯出力回路が表示部と接続されていない等の方法がある。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施例は本発明の技術的思想を具体化するものであって、本発明はこれらの実施例に限定されされない。
【００３３】
ＬＥＤ表示装置を構成するＬＥＤドットマトリクスユニットの１つが、赤、緑、青の３画素を各々１個のＬＥＤを１ドットとして１６行×１６列（１６×１６ドット）に配列したものである場合、このＬＥＤユニットを図１に示す。このＬＥＤユニットは、図１に示すように、データ格納手段として、シフトレジスターを有している。このシフトレジスターで表示データを１ビットずつシフトしていき、コントローラ等から入力された表示データが、データバス上の各ＬＥＤユニットのシフトレジスターに転送される。全てのＬＥＤユニットのシフトレジスターに、表示データが転送され、ラッチ回路を有する図のロジック回路にラッチし、表示部の各ＬＥＤを発光させる点滅データなどの表示信号を点灯出力回路に送り、点灯出力回路により各ＬＥＤが点灯される。
【００３４】
ここで、表示部はＲ，Ｇ，Ｂ３画素は赤、緑、青色のＬＥＤ１個ずつを用いており、それぞれの画素に対応するデータ格納手段として図１に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの表示データを格納するシフトレジスターを具備している。
【００３５】
図の例では、１６×１６ドットのＬＥＤユニットであるため、ＲＧＢの各シフトレジスターに格納された、表示部のＬＥＤアレイの１列目から１６列目までの表示データが、制御・駆動部内にラッチされ、表示部の１行目のＬＥＤが点灯する。この動作を、１６行目まで高速で繰り返し、表示部の１フレームの点灯が行われる。この時、表示データが８ビットのデジタル信号であると、ＲＧＢのＬＥＤが２５６階調で点灯され、ＬＥＤユニットは、１６万色の表現が可能となる。
【００３６】
以下、このＬＥＤユニットを有する表示装置の実施例を示すが、本発明は特にこのＬＥＤユニットを有する必要はなく、その他のＬＥＤユニットとの任意の組み合わせが可能であることは、いうまでもない。
【００３７】
［実施例１］
表示装置を構成するＬＥＤユニットの内、図１に示すように、マルチカラー、モノクロ、マルチカラーユニットの並びで接続された場合について、以下説明する。
【００３８】
図の２つのマルチカラーユニット１０１は、上述したものと同等で、発光色としてＲ，Ｇ，Ｂの３種に対して各１個ずつ発光素子を用いた画素であり、これを１ドットとして表示部３は１６×１６ドットのマトリクスディスプレイである。モノクロユニット１０２は発光色が１種で白色発光のＬＥＤ１個を１画素とし、１６×１６ドット配列されたものである。従来、この様なモノクロユニットは、１画素を１種類の発光色、１個のＬＥＤで構成しているため、これに対応する表示データを転送するデータ格納手段も１つしか必要でなく、例えば１個のシフトレジスターを有していた。
【００３９】
ここで、本実施例に用いた白色発光のＬＥＤ（１チップ）としては、蛍光体を用いたＬＥＤ、発光層が多重量子井戸構造（ＭＱＷ）のＬＥＤがある。詳しくは、蛍光体を用いたＬＥＤは、発光素子からの発光を色変換する物質をチップ上に塗布したものや、封止剤に混入させたものなどがある。また、ＭＱＷの白色ＬＥＤは、発光層が多重量子井戸構造であり、その発光層に発光ピーク波長が短いものと、長いものがあり、その混色光で白色発光を実現している。具体的には、多重量子井戸構造の井戸層がＩｎＧａＮであり、この井戸層にＩｎ含有量の多い、すなわち発光ピーク波長が長い第１の発光層と、Ｉｎ含有量の少ない（発光ピーク波長が短い）第２の発光層とを有することで、混色光として白色発光のＬＥＤとなる。この時、第１，２の層は、第１をｐ型電導層側に設けることが好ましく、各層は複数の層からなっていてもよい。また、各発光色の強度比は、各波長に係る層の積層比乃至はその数、及び／又は井戸層を挟む障壁層の厚さで制御できる。本実施例では、モノクロ（白色）のＬＥＤユニットとしてＭＱＷの白色ＬＥＤを使用した。
【００４０】
本実施例の表示装置では、モノクロユニットには、データ格納手段として、３つのシフトレジスター（１R，１G，１B）を有しており、この内１つのシフトレジスターが利用され、すなわち図ではマルチカラーユニットにおける緑の表示データが供給されるバスライン上のシフトレジスター１Wを利用し、これに格納された表示データが矢印に示すように制御部に送られ、白色のＬＥＤを点灯する。モノクロユニットに残された、２つ（Ｒ，Ｂ）のシフトレジスター１p1，１p2、若しくはそこに格納された表示データは、表示部の各ＬＥＤの点灯に利用されることなく無視され、データラインの下流にあるマルチカラーユニット１０１に表示データ（Ｒ，Ｂ）を受け渡す、経路としての役割を果たしている。
【００４１】
白色ユニットにおいて、制御部は、上述したように従来の白色１種を扱う従来の白色ＬＥＤユニット用のものを用いてもよく、またマルチカラー用の制御部を用いて、元来緑色に用いていた点灯出力回路を白色ＬＥＤの表示部に繋げて接続して、他の出力回路の出力側には何も接続しないものであってもよい。その他の方法として、制御部内で不要の表示データを破棄するような機構を持たせたものを使用しても良い。
【００４２】
このようにして、得られるＬＥＤ表示装置は、モノクロ、マルチカラーのパネルを任意に配置することができ、様々な画像の表示に対応することができる。また、各ＬＥＤユニットを組み上げる際にも、従来通り各ユニットを並べて隣接するユニット同士をケーブルで接続するだけの作業で足りる。
【００４３】
［実施例２］
次に、実施例１のモノクロユニット１０２に代わり、図２に示す２色ユニット１０３がマルチカラーユニットに挟まれて、構成されているＬＥＤ表示装置について説明する。この２色ユニット１０３は、画素として赤色ＬＥＤチップと青緑色ＬＥＤチップからなる２色ＬＥＤ１個（２種の発光色）で構成され１ドットとし、１６×１６でドットマトリクス状に配列されている。この時、２色ＬＥＤとしては、２つのＬＥＤチップが、同一のリード（メインリード）に設けられたカップ上にダイボンドされ、各ＬＥＤチップの一方の電極を接続し、他方の電極を２つのサブリードに接続し封止されたもの、２つのＬＥＤチップがそれぞれ別々のリードのカップにダイボンドされて、各ＬＥＤの他方の電極はもう１つのリードに接続され、各チップに個別にレンズ効果が付与されるように樹脂モールドで封止されたもの等のＬＥＤランプ、若しくはプリント基板に２つのＬＥＤチップが実装され、樹脂モールドで一体に封止されたものなどが用いられる。また、２つのＬＥＤチップの発光色としては、本実施例では、各ＬＥＤチップの色を、色度図（例えば、ＣＩＥのＸＹ表色色度図）上の２点で表したとき、その２点を結ぶ直線が白色領域を通るように選択されたものを使用している。今日、多く観られる赤、緑色の２色ＬＥＤでは、その表示が人間の目には全体的に単調な橙近似の色にみえる。しかし、本実施例の様に、白色表現が可能な２色ＬＥＤであるため、発光色は白色を含む中間色が多彩に表現され、またＲＧＢのマルチカラーユニットとの組み合わせでは、ＬＥＤ表示装置全体が単調な色調にならず、疑似カラーとして相性も良い。他には黄色と青色の組み合わせなどがある。
【００４４】
この様な並びの各ユニットを有するＬＥＤ表示装置では、実施例１と異なり、３つあるシフトレジスターの内、２つ（１R，１BG）に格納された表示データにより画素を構成する２種の発光色に用いられ、表示部のＬＥＤが発光される。図では、マルチカラーユニットの発光色緑色と青色に対応するシフトレジスター（１R，１BG）に格納された表示データを、画素を構成する赤色、青緑色の発光に用いる。この時、どのデータ格納手段を、画素を構成する各発光色に割り当てるかは、任意に設定できる。利用されないシフトレジスター１Pは、実施例１と同様に表示データの経路として利用されている。実施例１と同様に、不要となる表示データは、ＬＥＤの発光に用いない。また、制御部に関しても実施例１と同様に、従来２色ＬＥＤユニットに用いられていたものを利用しても良く、マルチカラー用のそれを利用しても良い。
【００４５】
従って、実施例１，２において、発光色の種類が少ないＬＥＤユニットでは、その差分を補う形で、データ格納手段（第３のデータ格納手段）を新たに加える、若しくは、発光色の種類が多いＬＥＤユニットにおける表示部のＬＥＤアレイを変更するだけで、ほぼ実現可能である。すなわち、大幅な設計変更などの必要が無く、そのほとんどが従来品を流用することで実現可能であり、様々なＬＥＤ表示装置に対して柔軟に対応・設計できる。
【００４６】
［実施例３］
更に、本発明における別の実施の形態として、実施例１（図１）と同様なＬＥＤユニットの並びを有するＬＥＤ表示装置について、白色ユニットにおける表示データの取り込みが図３に示す通りであるＬＥＤ表示装置について説明する。マルチカラーユニットに送られる表示データは、画素を構成するＲＧＢ（３種の発光色）に対応するシフトレジスター（１R，１G，１B）に、それぞれ３ビット（８階調）のデジタルデータが入力され、ユニットとしては３色で、５１２階調の表示が可能である。表示部２は、ＲＧＢそれぞれに対して１個の発光素子を用いて、それを１ドットとし１６×１６ドットのマトリクスディスプレイである。図４のモノクロユニット（１ドットが１個の白色ＬＥＤ，画素を１種の発光色で構成）では、マルチカラーユニットのＲＧＢに対応する３つのシフトレジスター（１W1，１W2，１W3）に格納された表示データを全て制御部２に取り込み、制御部内のロジック回路で、白色に対する９ビットのデジタルデータとして処理され、点灯出力回路に白色の信号として入力され、表示部３において１６×１６ドットで５１２階調のグレースケール表示が可能となる。
【００４７】
詳しくは、入力された表示データは、階調制御回路等により階調データ部分をそれに対応する時間幅で発光するよう点灯出力回路に信号を供給し、各発光色の明るさが調整される等して、階調表現される。上記白色ＬＥＤユニットでは、取り込まれた３種の発光色に相当する表示データを、前記階調制御回路などにより１種の発光色（白色）に対して用い、多階調化した階調データとして点灯出力回路に供給され、表示部のマトリクスディスプレイが３つの表示データに相当する多階調表現が可能となる。実施例では、３種の発光色に対応する表示データを全て用いているが、必ずしも全ての表示データを用いる必要はなく、２種であっても良い。すなわち、実施例１との組み合わせた表示形態も可能であり、具体的には、余剰分のデータ格納手段の内、一部を多階調化に用い、残りは表示に利用しないとしたものであっても良い。
【００４８】
［実施例４］
本発明における別の実施の形態として、実施例２と同様なＬＥＤユニットの並びを有するＬＥＤ表示装置であって、２色ユニットにおける表示データの表示データの取り込みが図４に示すような形態の実施例について、以下説明する。実施例２と異なり、図４に示すように、２色ユニットの３つのシフトレジスター（１R，１BG1，１BG2）を全て２種の発光色に割り当て（１つを赤色に、２つを青緑色）、各シフトレジスターに格納された表示データを制御部２に取り込み、実施例３と同様な処理によりその内部にあるロジック回路の出力側で、赤色は３ビット８階調、青緑色は６ビット６４階調のデジタルデータとなる。すなわち、表示部では、赤８階調と青緑６４階調で５１２階調の１６×１６ドットマトリクスユニットとなっている。
【００４９】
このような、２色ユニットは、上述したように色度図上における２点を結ぶ直線において、青緑から白色領域の間にある、中間色が多階調化され、その表現力が増し、様々な用途への応用が可能である。
【００５０】
このように、発光色の種類が少ないＬＥＤユニットで、各発光色に対応するデータ格納手段に、更に他のＬＥＤユニットとの差分を補うよう設けられたデータ格納手段（第３のデータ格納手段）を加えて、それらの表示データを用いることで、複数種ある内の少なくとも１種の発光色に対して多階調化することが、容易に可能である。このことにより、得られるＬＥＤ表示装置は、階調表現に優れたものとなり、用途の幅が広がる。
【００５１】
［実施例５］
本発明における他の実施の形態として、実施例１における白色ＬＥＤユニットに代わり、図５に示すＬＥＤユニットを有するＬＥＤ表示装置について説明する。図５は、実施例１と同様にＬＥＤユニットが並んでいるが、モノクロユニットは、図に示すように表示部が１６×４８ドットのアレイである。実施例３と同様に３つあるシフトレジスター（１W1，１W2，１W3）に格納された表示データは、制御部２に取り込まれ、マルチカラーユニットのＲＧＢ３種の発光色に対応するデータは、表示部のＷ1〜Ｗ16，Ｗ17〜Ｗ32，Ｗ33〜Ｗ48として配分され、各白色ＬＥＤが点灯される。
【００５２】
このとき、モノクロユニットは、３つのシフトレジスターからデータを取り込んでいるが、３つの内２つのシフトレジスターから、表示データを取り込んで１６×３２の表示部の各ＬＥＤを点灯しても良い。また、図５では、表示部は理解しやすいように、各ＬＥＤアレイ（１６×１６ドット）を離間して横に並べているが、特にこの図にとらわれる必要はなく、はじめから１６×４８（４８×１６）ドットのディスプレイとしても良いし、縦に並べて配置しても良い。
【００５３】
すなわち、表示部を、上述した最小単位のドット数を組み合わせたものを使用するだけで、容易に表示ドット数の大きなＬＥＤユニットが形成できる。具体的には、本実施例に用いる白色ＬＥＤユニットは、表示部以外の部分をマルチカラーのものを流用し、各発光色ごとに割り振られる表示データに代わり、前記最小単位に分割された表示部（所定ドット数のディスプレイ部）に供給されて表示部全体が表示される。このようなＬＥＤユニットを有するＬＥＤ表示装置は、ある特定の発光色種のＬＥＤユニットにだけ、ドット数を多くできるため、面積の大きな、自由な表示部のＬＥＤパネルの配置が可能で、表現力豊かなＬＥＤ表示装置が従来のＬＥＤユニットの資産で、容易に実現可能となる。
【００５４】
［比較例１］
図６に示すように、マルチカラーと白色ユニットを混在させる場合、表示データの流れに対して、終端部に位置するように白色ユニットを配置して、１つ手前のマルチカラーユニットから、Ｂに対応する表示データだけを入力するように、接続する。表示データは、それに対応するように送られ、表示が可能となる。
【００５５】
しかし、このような方法では、画素数の少ないユニット（本実施例では白色ユニット）の位置が限定され、なおかつ１つしか配置することができない。
【００５６】
［比較例２］
図７に示すように、各種類のＬＥＤユニットごとに異なるデータ転送経路を用意し、見掛け上混在しているＬＥＤ表示装置を作製した。
【００５７】
しかし、このようなＬＥＤ表示装置では、２系統若しくはそれ以上の経路が必要であり、表示データを出力するコントロール部での処理が多くなる。さらに、ＬＥＤアレイを見掛け上混在しているように見せるため、各ＬＥＤユニットを繋ぐケーブルは必然的に長くなり、データの信頼性を確保するため高周波での動作が困難となり、また長いケーブルをパッケージングするためのスペースも必要となり、ＬＥＤ表示装置の容積が大きくなる。また、ＬＥＤ表示装置の組立作業も煩雑なものとなり、表示装置が大きくなると設置コストが高くなる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明のＬＥＤ表示装置は、異なるドットマトリクスユニットを混在させる場合に、従来のように２系統の入力ラインを必要としないため、どのようなユニットの組み合わせで構成されるＬＥＤ表示装置であっても、そのための特別な入力回路側の設計を必要とせずに、マルチカラーのユニットに用いた入力回路をそのまま利用して、ＬＥＤ表示装置製造することができる。また、従来のものでは同種類のユニット同士を接続するケーブルの長さが、ＬＥＤ表示装置における各ユニットの配置に大きく左右され、同一のユニットで構成されるＬＥＤ表示装置のそれに比べて、長くなるため、信頼性低下、高周波での動作不可能になるが、本発明のＬＥＤ表示装置は、構成するユニットの数が同じであれば、それらを接続するケーブルの長さも同じであるため、従来の単一のユニットで構成されるＬＥＤ表示装置と同様の条件での動作が可能となった。
【００５９】
さらに、本発明のＬＥＤ表示装置では、従来の異なるユニットからなるＬＥＤ表示装置に比べて、各ＬＥＤユニットの組立作業が容易であり、従来のＬＥＤユニットの部品、蓄積された技術を流用するだけで容易に多彩な表現の可能なＬＥＤ表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係るＬＥＤユニットが並んだ状態を示すブロック線図。
【図２】本発明の１実施例に係るＬＥＤユニットのブロック線図。
【図３】本発明の１実施例に係るＬＥＤユニットのブロック線図。
【図４】本発明の１実施例に係るＬＥＤユニットのブロック線図。
【図５】本発明の１実施例に係るＬＥＤユニットのブロック線図。
【図６】従来例に係るＬＥＤユニットの並びを示すブロック線図。
【図７】従来例に係るＬＥＤユニットの構成を示すブロック線図。
【図８】ＬＥＤ表示装置を示すブロック線図。
【符号の説明】
１・・・・シフトレジスタ（データ格納手段）
２・・・・制御部
３・・・・表示部
４・・・・データバス
１００・・・・ＬＥＤユニット
１０１・・・・マルチカラーＬＥＤユニット
１０２・・・・白色（モノクロ）ＬＥＤユニット
１０３・・・・２色ＬＥＤユニット

Claims

複数の発光素子を有し２種類以上の発光色を発光する画素をマトリックス状に配置した第１の表示部と、前記２種類以上の発光色にそれぞれ対応する表示データをそれぞれ格納する複数の第１のデータ格納手段と、該第１のデータ格納手段に格納された表示データにより各発光素子を点灯制御させる第１の制御部とを少なくとも有する第１のＬＥＤユニットと、
１又は複数の発光素子を有し前記第１のＬＥＤユニットの画素よりも発光色の種類が少ない画素をマトリックス状に配置させた第２の表示部と、前記発光色に対応する表示データを格納する第２のデータ格納手段と、該第２のデータ格納手段に格納された表示データにより各発光素子を点灯制御させる第２の制御部を有する第２のＬＥＤユニットと、を有するＬＥＤ表示装置であって、
前記第２のＬＥＤユニットは、前記第２のデータ格納手段に加えて、第３のデータ格納手段を有し、
前記複数の第１のデータ格納手段のそれぞれは、同一のデータバスにより、前記第２のデータ格納手段又は前記第３のデータ格納手段のいずれかと接続されていることを特徴とするＬＥＤ表示装置。
前記第２のＬＥＤユニットにおいて、前記第３のデータ格納手段に格納された表示データにより、前記第２のデータ格納手段に対応する発光色を多階調化することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ表示装置。
前記第２のＬＥＤユニットにおいて、前記第２の表示部が少なくとも２つ以上の組に分割され、該分割された組に対して、前記第３のデータ格納手段がそれぞれ割り当てられ、その格納された表示データにより該表示部の各組の発光素子を点灯するように構成されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ表示装置。