JP6139278B2 - 映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、多数の表示ユニットを構成要素として含む映像表示装置に関する。

大型表示ディスプレイは、多数の表示ユニットがタイリングされて構成されている。各表示ユニットは、表示面に表示素子であるＬＥＤ素子が配列されたＬＥＤ基板と、そのＬＥＤ素子を嵌合させる開口部を有するマスク部材から主に構成されている。ＬＥＤ基板には、ＬＥＤ素子に加えて駆動ＩＣ等が実装されており、駆動ＩＣに入力された制御データに基づいてＬＥＤ素子が駆動され、発光することで、画像データに基づいた映像がディスプレイに表示される。

表示コントラストに関しては、マスク部材に、黒色の樹脂部材を適用することで、ディスプレイ全体の非表示時の黒輝度を下げ、コントラスト向上を図っていた。
また、マスク部材間の隙間からの基板露出を防止するために、マスク部材の下地側にチップ列間黒色部を設け、その黒色部にマスク部材間の隙間を位置合わせする手法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３９４１４８７号公報

従来の大型表示ディスプレイを構成する表示ユニットは、黒色の樹脂を用いたマスク部材により、ユニット内のコントラストを均等に向上させていたが、これらの表示ユニットをタイリングして大型表示ディスプレイを組み上げる際、隣接する表示ユニット間には間隙が発生する。この間隙は影となり、この部分における黒輝度は極端に下がった状態となる。大型表示ディスプレイを組み上げた際、この影による黒輝度の低下が格子状に発生することで、結果としてディスプレイ内において格子状の暗線が視認される。

この暗線を軽減するために、マスク部材内に溝を作りこむことで、ディスプレイ内に発生する暗線の周波数を増加させ、表示ユニット間の間隙に起因する暗線を目立たなくさせているが、マスク部材内に溝を作りこむことは、マスク部材の強度の低下につながる。また、溝の深さはマスク部材の厚さにより制限されるため、単純に溝を深くすることはできず、マスク部材内の暗線の黒輝度が、表示ユニット間の間隙に起因する暗線の黒輝度に比べて高くなっており、大型表示ディスプレイ内に発生する表示ユニット間の間隙に起因する暗線の影響を軽減することが難しかった。

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あり、表示ユニットをタイリングして大型表示ディスプレイを構成する際に、ディスプレイ内に発生する表示ユニット間の暗線を見えにくくすることを目的とする。

この発明に係わる映像表示装置は、基板上に複数の表示素子が配置されてなる表示ユニットが、複数個組み合わされて形成される映像表示装置において、上記表示ユニットの、上記表示素子を露出させた表面部に、深さが幅の２倍以上の溝部を形成し、上記表示ユニットは、上記基板上に重ねられた略平板状のマスク部材を備え、上記溝部は、上記マスク部材の表面に、上記マスク部材を貫通しない深さに形成されたことを特徴とするものである。

この発明の映像表示装置によれば、表示ユニットの表面部に形成した溝部が暗線となり、表示ユニット間の間隙に生じる暗線を目立たなくすることができるという効果がある。

この発明の実施の形態１による映像表示装置の表示ユニットの要部を示す分解図と斜視図である。 この発明の実施の形態１による映像表示装置の表示ユニットのフレーム上への取り付け状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による映像表示装置の要部断面図である。 この発明の実施の形態１によるマスク部材に形成された溝部の拡大断面図である。 この発明の実施の形態１による映像表示装置の斜視図である。 この発明の実施の形態１による映像表示装置の変形例を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態２による映像表示装置の表示ユニットの要部断面図である。 この発明の実施の形態３による映像表示装置の表示ユニットの要部断面図である。 この発明の実施の形態４による映像表示装置の表示ユニットの斜視図および要部断面図と構成部材の平面図である。 この発明の実施の形態５による映像表示装置の表示ユニットの斜視図および要部断面図と構成部材の平面図である。 この発明の実施の形態５による映像表示装置の表示ユニットの要部断面図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１の映像表示装置について図１〜図６を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１の映像表示装置１００を構成する表示ユニット１の要部を示す分解図と斜視図である。図１に示すように、表示ユニット１は、ＬＥＤ素子（表示素子）２が実装されたＬＥＤ基板（基板）４と、そのＬＥＤ基板４上に重ねられるブラックマトリクスと呼ばれる略平板状のマスク部材３によって主に構成されている。

そして、このマスク部材３には、ＬＥＤ素子２を露出させるための開口部３ａが形成されるとともに、ＬＥＤ素子２を露出させる表面部に、深さが幅の２倍以上である溝部８が形成されている。図１の例では、一つの表示ユニット１内に、４行×４列にＬＥＤ素子２が計１６個配置され、行間、列間の中央部に直線状の溝部８が、全体として格子状となるように配置形成されており、一つの格子の中央にＬＥＤ素子２が配置された状態となっている。

図２は、複数の平面形状が四角形である表示ユニット１を組み合わせて一つの大型ディスプレイ（映像表示装置１００）を構成する場合の、表示ユニット１の取り付けフレーム（フレーム）６への取り付け状態を示す斜視図である。図２では、３行×２列の配置となるように６個の表示ユニット１が一つの取り付けフレーム６に載置された例を示している。なお、実装するユニット数や素子数については、例示した数に限らないことは言うまでもない。

また、図３は、映像表示装置１００の要部断面図であり、図２中に太実線で示した、二つの表示ユニット１にまたがるラインＬに沿った断面図を示している。
図１〜３に示すように、表示ユニット１は、ＬＥＤ素子２と、マスク部材３と、ＬＥＤ基板４と、ケース５から主に構成されている。複数の表示ユニット１は、取り付けフレーム６の上に面充填されるように配置（タイリング）され、大型のディスプレイを構成する。

ＬＥＤ素子２は、ＬＥＤ基板４上に互いに所定ピッチで行列配置されるが、その行間、列間に位置するマスク部材３の表面の中央部には、所定のピッチで、本発明の実施の形態１の特徴となる溝部８が、表示ユニット１の端辺に平行となるように格子状に形成される。
ここで、マスク部材３の厚みは３ｍｍ以上になっており、このマスク部材３の表面部に溝部８が作りこまれている。また、ＬＥＤ基板４上に配置されたＬＥＤ素子２をマスク部材３の表面側に露出させるために、マスク部材３は、ＬＥＤ素子２と重なる領域に開口部３ａを有している。

図３に示したように、隣接する表示ユニット間の間隙７は、互いの表示ユニット１により影となり、映像表示装置（ディスプレイ）１００内に表示ユニット１の単位の格子状の暗線となって現れる。表示ユニット間の間隙７の暗線だけがディスプレイ上にある場合、暗線の発生状態が、表示ユニットを単位とする比較的大きな格子状となり、画面状に表示ムラがあるような状態として目視される場合がある。しかし、一つの表示ユニット１内に多数のマス目を持つような格子状の溝部８をマスク部材３の表面部に形成することで、マスク部材３上の溝部８にも暗線を生じさせることができる。

さらに、二つの表示ユニット間の間隙７と、発明の特徴となる溝部８との間隔は、隣り合う二つの溝部８間の間隔（所定のピッチ）とほぼ同じ間隔となるように配置され、一つの表示ユニット１上だけでなく、連続した複数のユニットにおいても、溝部８または表示ユニット間の間隙７のピッチは連続した配置となる。

そして、マスク部材３上に、各ＬＥＤ素子２を取り囲むように、等間隔の格子状に暗線を生じさせることで、映像表示装置１００を遠目に見た場合にディスプレイ面内の暗線発生状態を一様なもの（画面上にムラがないもの）として目視することができ、表示ユニット間の間隙７に生じる暗線を目立たなくすることが可能となる。

つまり、図３に示すように、隣り合う溝部８間と、溝部８と表示ユニット間の間隙７との間のピッチおよび方向を揃えることと、表示ユニット１の平面形状の周囲を一つのマス目とする格子状よりも小さい、溝部８により構成される格子状の暗線を表示させることとの相乗効果で、表示ユニット間の間隙７に生じる暗線を目立たなくさせ、ディスプレイ全面に亘る視覚的な一様性をより向上させることができる。

なお、表示ユニット間の間隙７の寸法が０．５ｍｍ程度であり、表示ユニット１の厚みが５〜２５ｍｍ程度であるとき、表示ユニット間の間隙７の幅が０．５ｍｍ、深さが５〜２５ｍｍ程度となる（表示ユニット間の間隙７のアスペクト比はおよそ１０〜５０）。この表示ユニット間の間隙７の暗線と同じレベルの暗線をルーバー内のマスク部材３の溝部８に生じさせる場合、その溝部８の幅を０．５ｍｍ、溝の深さを５〜２５ｍｍ程度とすることが理想的である。

しかし、従来の一般的なブラックマトリクス（マスク部材）の厚みは２ｍｍ程度である。従来のブラックマトリクスを用いて溝部を形成し、その溝部に暗線を生じさせようとすれば、少なくとも溝幅は、ユニットの間隙と同様の０．５ｍｍとすることはできる。しかし、溝の深さは、マスク自体の強度も確保しなくてはならない上、元々のブラックマトリクスの厚みが必要なアスペクト比を得るには十分ではことから、表示ユニット間の間隙７に生じる溝に近い形状とすることには限界があった。

そこで、この発明の実施の形態１では、溝部８における暗線レベルを強くするため、マスク部材３に形成された溝部８の拡大断面図を図４に示すように、溝部８の深さ８ａは、幅８ｂの２倍以上の大きさとなるように形成し、少なくとも、溝部８のアスペクト比を２以上として暗線レベルを確保している。

上述したように、マスク部材３は３ｍｍ以上の厚さを持つ部材で形成するため、例えば、マスク自体の強度を保つために１ｍｍ以上の厚さを残すように溝部８を掘り下げた形状としても、溝幅０．５ｍｍ、溝の深さ２ｍｍで、アスペクト比４を確保することができる。

図５は、大型の映像表示装置１００を示す斜視図であるが、上記のように構成された表示ユニット１をタイリングすることで得られるものであり、多数の発光素子の各々の周囲は、溝部８または表示ユニット間の間隙７よりなる格子で囲まれ、ディスプレイ全体としてみた場合に、溝部８と表示ユニット間の間隙７とで構成する格子形状の一つのマス目は、ユニット間隙だけで構成される格子よりも小さくなった状態が得られる。

なお、上述のとおり、図１等に示すように、平面形状が四角形である表示ユニット１では、表示ユニット間の間隙７は、表示ユニット１の端辺に沿って生じ、溝部８は、表示ユニット１の端辺に平行な配置となるように、マスク部材３の表面に形成される。
溝部８が、表示ユニット１の端辺に平行でない場合でも、ディスプレイ全体としての暗線の量を増やせるため、表示ユニット間の間隙７に生じる暗線を目立たなくさせることはできるが、表示ユニット１の端辺と溝部８が伸びる方向を同じとする方が、暗線配置の方向性、連続性の観点から、より暗線を目立たなくさせることができ、暗線による影響を軽減させることが可能となる。

表示ユニット間の間隙７にディスプレイ上の暗線が生じる場合には、マスク部材３上に配置した溝部８にも暗線が生じる状態となるが、この溝部８に生じる暗線は、溝部８の深さ８ａが、幅８ｂに比べて２倍以上の大きさになっているため、表示ユニット間の間隙７に起因する暗線と同等レベルの暗線を発生させることができる。結果、ディスプレイ内において、同等レベルの暗線が発生する周期が増加し、結果として、表示ユニット間の間隙７起因の暗線を目立たなくすることができる。

また、図６に、この実施の形態１による映像表示装置１００の変形例を示す。この表示ユニット１では、図３の要部断面図に示すように、基板４とマスク部材３との間に隙間ｄが生じる場合がある。その隙間ｄは、表示ユニット１間および溝部８の幅が０．５ｍｍであり、マスク部材３の厚さが３ｍｍ以上である場合に、ＬＥＤ素子２のベース高さにも依存するが、およそ２ｍｍまでの寸法となる。図６に示すように、野外等で用いられる映像表示装置１００には、基板４とマスク部材３との間の隙間ｄに、ＬＥＤ防水用ポッティング材１２を配置することも有効である。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による映像表示装置１００を示すものであり、大型表示ディスプレイ内の暗線の軽減が可能な表示ユニット１を模式的に示した要部断面図である。上述の実施の形態１では、マスク部材３の厚みを３ｍｍ以上とし、従来より厚くすることで、マスク部材３に形成できる溝部８の深さ方向の寸法８ｂを大きくしていたが、マスク部材３の厚みを大きくすると、ＬＥＤ素子２の斜め方向への発光が妨げられ、ＬＥＤ素子２の視野角が狭められる場合がある。

これを改善するため、本実施の形態２の表示ユニット１は、図７に示すように、マスク部材３１のＬＥＤ素子２に近い側の厚みを小さくしてＬＥＤ素子２のベース部分と同程度の表面高さとし、二つの隣り合うＬＥＤ素子２間の中間に位置する溝部８（または、表示ユニット１の端辺）に向かって厚みを大きくすることで、溝部８の形成領域におけるマスク部材３１の厚み（表面突出量）を確保し、ディスプレイ内の暗線の軽減に必要な溝部８の深さ方向の寸法を確保する。

つまり、マスク部材３１は、ＬＥＤ基板４上に配置された複数のＬＥＤ素子２を露出させる開口部３ａを有する形状に形成され、溝部８は、ＬＥＤ素子２間中央部に配置される構成であり、マスク部材３の表面は、ＬＥＤ素子２の周囲から溝部８の周囲にかけてＬＥＤ基板４からの突出量が大きくなるように形成される。これにより、ディスプレイ内の暗線の軽減と、ＬＥＤ素子２の視野角の確保を両立させることが可能となる。

実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３による映像表示装置１００を示すものであり、大型表示ディスプレイ内の暗線の軽減が可能な表示ユニット１を模式的に示した要部断面図である。上述の実施の形態１および実施の形態２において、マスク部材３、３１の表面を発光面側に突出させるように、マスク部材３、３１の厚みを大きくすることによって溝部８の深さを確保する構成について述べた。しかし、マスク部材３、３１の厚さが増す部分では、マスク部材３、３１を構成する材料の使用量も増加する状態となってしまう。

そこで、この実施の形態３では、図８の要部断面図に示すように、マスク部材３２の凸状部分における膜厚を抑制するために、マスク部材３２の表面形状は実施の形態２と同形状とし、マスク部材３２の凸状部分の裏面側に、ザグリ加工部３２ａを形成する（ザグリ構造とする）。このザグリ加工部３２ａの形成によって、マスク部材３２の全体の厚さを均一化させ、マスク部材３２の材料を節約することができ、材料コストを抑えることが可能となる。

実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４による映像表示装置１００の斜視図と、その大型表示ディスプレイ内の暗線の軽減が可能な表示ユニット１を模式的に示した要部断面図と、要部断面図に対応したＬＥＤ基板４の平面図である。実施の形態１〜３においては、マスク部材３、３１、３２の表面部に形成する溝部８の深さを確保するために、ＬＥＤ基板４からの突出量を大きくする構成について述べたが、この実施の形態４では、マスク部材のＬＥＤ基板４からの突出量を抑制しつつ、溝部８の深さを確保する構造について説明する。

この実施の形態４では、図９に示すように、ＬＥＤ基板４にスリット部９を設け、マスク部材３３の少なくとも一部が、ＬＥＤ基板４のスリット部９の中に埋入される構成とする。図９の要部断面図およびＬＥＤ基板４の平面図に示すように、スリット部９の幅は、マスク部材３３の膜厚の２倍に溝部の幅８ｂを加えた寸法となる。

また、スリット部９をＬＥＤ基板４の貫通孔とした場合、ＬＥＤ基板４をスリット部９によって分断することなく、また、ＬＥＤ基板４自体の強度を確保するため、図９の平面図に例示するように、溝部８と重なる領域に選択的にスリット部９を形成する。図９では、４行×４列にＬＥＤ素子２が配列された平面形状が略四角形の表示ユニット１を示しているが、例えば、素子列の２行目と３行目の間に位置する溝部８上および表示ユニット１の周囲部分にはスリット部９を形成せず、他の溝部８形成領域にはスリット部９を形成する。

この図９の例では、ＬＥＤ基板４に設けるスリット部９は、ＬＥＤ基板４を貫通する開口部として形成され、スリット部９内に埋入されたマスク部材３３は、最大でケース５の内面に達する深さまで掘り下げられた形状とすることができる。なお、図９の例では、スリット部９は貫通孔である例を示しているが、ＬＥＤ基板４の表面側から、所定深さまで掘り下げた凹部によって構成することも可能で、その場合でも基板を掘り下げた寸法だけ、マスク部材３３の基板からの突出量を抑制することが可能となる。

なお、図９の平面図および要部断面図（素子列の２行目と３行目の中間に近い側の断面）に示すように、スリット部９以外の溝部８の部分にも浅く凹部が設けられており、表示ユニット１の周囲に生じる暗線を目立たせないように構成されている。

このように、ＬＥＤ基板４にスリット部９を設け、ＬＥＤ基板４側の溝部８形成領域を深く掘り下げた形状とすることで、発光面側へのマスク部材３３の突出量を抑制しつつ、溝の深さ８ａを確保することができる。
また、この実施の形態４の構成であれば、溝部８の深さ８ａを大きくしても、ＬＥＤ素子２の視野角に悪影響がないため、実質的な制約を受けることなく、溝部８のアスペクト比を確保でき、この実施の形態４による溝部８の黒輝度は、表示ユニット間の間隙７の黒輝度により近づけることが可能となる。

実施の形態５．
図１０は、この発明の実施の形態５による映像表示装置１００の斜視図と、その大型表示ディスプレイ内の暗線の軽減が可能な表示ユニット１を模式的に示した要部断面図と、要部断面図に対応したマスク部材３４の平面図である。マスク部材３４の溝部８と重なる領域に、選択的に貫通孔（スリット）３４ａを設け、さらにＬＥＤ基板４の表面を黒色化することで、貫通孔３４ａから露出されるＬＥＤ基板４の表面（内面）には光の反射防止処理を施した状態とする。黒色化は反射防止処理の一つの手法であるが、ＬＥＤ基板４のレジスト剤として黒色の材料を使用する、または防水用ポッティング材として黒色の材料を使用することで実施することができる。

図１０に示すように、溝部８形成領域に、選択的に貫通孔３４ａを形成することで、マスク部材３４の上面から、ＬＥＤ基板４の表面までの深さ（マスク部材３４の裏面からＬＥＤ基板４の上面までの隙間を含む。）を、実質的な溝部８の深さとすることができる。そのため、マスク部材３４の表面部に生じる暗線の黒輝度を表示ユニット間の間隙７に生じる暗線の黒輝度と同レベルとすることができる。この構成により、マスク部材３４の厚みを大きくすることなく表示ディスプレイ内に発生する暗線を目立たなくさせることが可能となる。

また、図１０の例では、ＬＥＤ素子２のベース部分の高さとマスク部材３４の表面の高さが同程度である場合を示していたが、図１１に、この実施の形態５の変形例である表示ユニット１の要部断面図を示すように、溝部８の深さを確保するために、マスク部材３４の上面が、ＬＥＤ素子２のベース部分よりも高くなるように形成することも可能である。
なお、マスク部材３４自体の強度を保つために、表示ユニット１の周囲部等には貫通孔３４ａを形成しないことは、上述の実施の形態４のＬＥＤ基板４へのスリット部９の開口の場合と同様である。

いずれの場合においても、貫通孔３４ａをマスク部材３４の溝部８形成位置に選択的に設けることで、貫通孔３４ａの実際の深さ（マスク部材３４の厚さに相当する。）に加え、マスク部材３４の裏面とＬＥＤ基板４の表面との間の隙間ｄも、溝部８の深さ８ａに加算することができ、マスク部材３４に溝部８として凹部を形成する場合よりも暗線の効果を向上させることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１表示ユニット、２ＬＥＤ素子（表示素子）３、３１、３２、３３、３４マスク部材、３ａ開口部、４ＬＥＤ基板（基板）、５ケース、６取り付けフレーム（フレーム）、７表示ユニット間の間隙、８溝部、８ａ深さ（溝部）、８ｂ幅（溝部）、９スリット部、１２ＬＥＤ防水用ポッティング材、３２ａザグリ加工部（ザグリ構造）、３４ａ貫通孔、１００映像表示装置。

Claims (6)

1. 基板上に複数の表示素子が配置されてなる表示ユニットが、複数個組み合わされて形成される映像表示装置において、上記表示ユニットの、上記表示素子を露出させた表面部に、深さが幅の２倍以上の溝部を形成し、
   上記表示ユニットは、上記基板上に重ねられた略平板状のマスク部材を備え、上記溝部は、上記マスク部材の表面に、上記マスク部材を貫通しない深さに形成されたことを特徴とする映像表示装置。
2. 上記表示ユニットは、平面形状が四角形となるように形成され、上記溝部は、上記表示ユニットの端辺に平行な配置となるように、上記マスク部材の表面に形成されたことを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。
3. 上記マスク部材の厚さは３ｍｍ以上とされた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。
4. 上記マスク部材は、上記基板上に配置された複数の上記表示素子を露出させる開口部を有する形状に形成され、上記溝部は、上記表示素子間に配置される構成であり、上記マスク部材の表面は、上記表示素子の周囲から上記溝部の周囲にかけて上記基板からの突出量が大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の映像表示装置。
5. 上記マスク部材の裏面側にザグリ加工部が設けられ、上記マスク部材の全体の厚さを均一化させたことを特徴とする請求項４記載の映像表示装置。
6. 上記基板は、上記溝部の形成領域と重なる領域にスリット部を有し、上記スリット部に上記マスク部材の一部が埋入されることによって上記溝部が形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の映像表示装置。

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