JP6139323B2 - Video display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、複数の表示ユニットを組み合わせて構築された映像表示装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a video display device constructed by combining a plurality of display units and a method for manufacturing the same.
発光素子がマトリクス状に配列された表示ユニットを組み合わせることで得られる映像表示装置において、個々の発光素子の製造上の特性のバラつきを補正するために、発光素子の正面方向を含む特定の角度から輝度を計測し、実装された発光素子の輝度を均一にする補正データを作成していた。このような映像表示装置は、特定の角度から視認すると輝度均一性の高い映像が表示されていた（例えば、特許文献１参照）。 In a video display device obtained by combining display units in which light emitting elements are arranged in a matrix, in order to correct variations in manufacturing characteristics of individual light emitting elements, a specific angle including the front direction of the light emitting elements is used. The brightness was measured, and correction data for making the brightness of the mounted light emitting element uniform was created. Such a video display device displays a video with high luminance uniformity when viewed from a specific angle (see, for example, Patent Document 1).
その他、発光素子の輝度を複数の角度から計測し、得られた輝度の平均値を当該発光素子の代表輝度値として補正に利用する方法が知られている。 In addition, a method is known in which the luminance of a light emitting element is measured from a plurality of angles, and an average value of the obtained luminance is used for correction as a representative luminance value of the light emitting element.
輝度の補正は電気的に発光素子の発光強度の強弱を変更するもので、指向特性は光学特性に起因するものであるので変化しない。従来の映像表示装置では、特定の角度からのみ輝度補正を施しているため、その他の角度から視認すると輝度均一性が低いものとなっていた。この発光素子毎の輝度不均一は人の目にはざらつきとして視認されてしまうという問題があった。特に、砲弾型LEDのようにレンズによって集光している発光素子は、正面光度を上げることができる一方で、指向特性が急峻に変化するためざらつきが顕著に視認されるものであった。
また、複数の角度の平均を輝度代表値として補正する手法は、幅広い角度から均一性の向上を図るものであるが、もっとも重要な正面の輝度均一性を犠牲にするものであった。
The correction of luminance is to electrically change the intensity of light emission intensity of the light emitting element, and the directivity is due to the optical characteristics and thus does not change. In the conventional video display device, since the luminance correction is performed only from a specific angle, the luminance uniformity is low when viewed from other angles. There is a problem that the uneven luminance of each light emitting element is visually recognized as rough by human eyes. In particular, a light emitting element focused by a lens such as a bullet-type LED can increase the front luminous intensity, but has a noticeable roughness due to a sharp change in directivity.
Further, the method of correcting the average of a plurality of angles as the luminance representative value is intended to improve the uniformity from a wide range of angles, but sacrifices the most important luminance uniformity at the front.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、個々の発光素子に製造上の特性バラつきを、基板実装前に計測しておき、基板上に実装した際に隣接する素子同士で輝度の差異を補完し合う、または基板上に実装する素子の特性バラつきが小さくなるように素子の特性を特定した上で基板上に実装することによって、正面だけでなく、斜め方向からの視認における輝度均一性を向上させることが可能な映像表示装置を得ること、およびその製造方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and manufacturing characteristic variations of individual light emitting elements are measured before mounting on the board, and adjacent to each other when mounted on the board. In addition to the front, the elements are mounted on the board after identifying the characteristics of the elements so that the difference in luminance between the elements to be compensated for each other or the characteristic variation of the elements mounted on the board is reduced. An object of the present invention is to obtain a video display device capable of improving the luminance uniformity in visual recognition from the camera, and to obtain a manufacturing method thereof.
この発明にかかわる映像表示装置は、基板上に多数の発光素子がマトリクス状に配置されてなる映像表示装置であり、上記発光素子は、上記発光素子の正面方向から左右に所定の角度だけ傾斜した斜め左方向、斜め右方向に対する上記発光素子の輝度に、それぞれ設定された閾値を基に、輝度および指向特性に応じた複数のランクに分けられ、上記基板上の各行・各列に全てのランクの上記発光素子が配置され、かつ、一対の隣接配置された上記発光素子において、輝度の差異が補完されるように、上記基板上に実装されたことを特徴とするものである。
さらに、この発明にかかわる映像表示装置は、基板上に多数の発光素子がマトリクス状に配置されてなる映像表示装置であり、上記発光素子は、上記発光素子の正面方向から左右に所定の角度だけ傾斜した斜め左方向、斜め右方向に対する上記発光素子の輝度に、それぞれ設定された閾値を基に、輝度および指向特性に応じた複数のグループに分けられ、同一の上記映像表示装置に実装した上記発光素子の斜め左方向から計測した輝度バラつき幅、右斜め方向から計測した輝度バラつき幅が、それぞれ小さくなるように、上記基板上に実装する上記発光素子を特定のグループのものとしたことを特徴とするものである。
An image display apparatus according to the present invention is an image display apparatus in which a large number of light emitting elements are arranged in a matrix on a substrate, and the light emitting elements are inclined at a predetermined angle from the front direction of the light emitting elements to the left and right. The luminance of the light emitting element in the diagonally left direction and the diagonally right direction is divided into a plurality of ranks according to the luminance and directivity based on the set threshold values, and all ranks in each row / column on the substrate The light emitting elements are mounted on the substrate so that a difference in luminance is complemented in the pair of adjacently disposed light emitting elements .
Furthermore, the video display device according to the present invention is a video display device in which a large number of light emitting elements are arranged in a matrix on a substrate, and the light emitting elements are arranged at a predetermined angle from the front direction of the light emitting elements to the left and right. The brightness of the light emitting element with respect to the inclined diagonal left direction and the diagonal right direction is divided into a plurality of groups according to the luminance and directivity based on the set threshold values, respectively, and mounted on the same video display device The light emitting elements mounted on the substrate are of a specific group so that the luminance variation width measured from the diagonally left direction of the light emitting elements and the luminance variation width measured from the diagonally right direction are reduced. It is what.
この発明に係わる映像表示装置の製造方法は、発光素子の正面方向から左右に所定の角度だけ傾斜した斜め左方向、斜め右方向から、上記発光素子の輝度を計測する工程、得られた上記発光素子の輝度を、左斜め方向の輝度を表す第一の軸および右斜め方向の輝度を表す第二の軸をもつ直交座標上にプロットし、上記第一、第二の軸にそれぞれ閾値を設定し、上記発光素子を輝度および指向特性に応じて複数のランクに分ける工程、上記ランクに基づいて、基板上に上記発光素子をマトリクス状に実装し、上記基板上の各行・各列に全てのランクの上記発光素子を配置する工程を含み、上記基板上に実装される一対の隣接配置された上記発光素子において、輝度の差異が補完されるように、一対となる上記発光素子の組み合わせが選定されることを特徴とするものである。
また、この発明に係わる映像表示装置の製造方法は、発光素子の正面方向から左右に所定の角度だけ傾斜した斜め左方向、斜め右方向から、上記発光素子の輝度を計測する工程、得られた上記発光素子の輝度を、左斜め方向の輝度を表す第一の軸および右斜め方向の輝度を表す第二の軸をもつ直交座標上にプロットし、上記第一、第二の軸にそれぞれ閾値を設定し、上記発光素子を輝度および指向特性に応じて複数のグループに分ける工程を含み、一つの映像表示装置に実装する上記発光素子は、上記発光素子の斜め左方向から計測した輝度バラつき幅、右斜め方向から計測した輝度バラつき幅が、それぞれ小さくなるように、特定した上記グループのものを用いることを特徴とするものである。
The method of manufacturing a video display device according to the present invention includes a step of measuring the luminance of the light emitting element from the diagonally left direction and the diagonally right direction inclined by a predetermined angle from the front direction of the light emitting element to the left and right, and the obtained light emission. The luminance of the element is plotted on the Cartesian coordinates with the first axis representing the luminance in the left diagonal direction and the second axis representing the luminance in the right diagonal direction, and thresholds are set for the first and second axes, respectively. A step of dividing the light-emitting elements into a plurality of ranks according to luminance and directivity, the light-emitting elements are mounted in a matrix on the substrate based on the ranks, and all rows and columns on the substrate are all Including a step of arranging the light emitting elements of a rank, and a pair of the light emitting elements that are mounted on the substrate is selected so that a combination of the light emitting elements as a pair is selected so that a difference in luminance is complemented Be done And it is characterized in and.
In addition, a method of manufacturing a video display device according to the present invention includes a step of measuring the luminance of the light emitting element from a diagonal left direction and a diagonal right direction inclined by a predetermined angle left and right from the front direction of the light emitting element. The luminance of the light-emitting element is plotted on orthogonal coordinates having a first axis representing luminance in the diagonally left direction and a second axis representing luminance in the diagonally right direction, and threshold values are plotted on the first and second axes, respectively. And the step of dividing the light-emitting element into a plurality of groups according to luminance and directivity characteristics, and the light-emitting element mounted on one video display device has a luminance variation width measured from an oblique left direction of the light-emitting element. The specified group is used so that the brightness variation width measured from the right oblique direction becomes smaller.
この発明の映像表示装置によれば、斜め視における輝度均一性を向上させることが可能となる。 According to the video display device of the present invention, it is possible to improve the luminance uniformity in oblique viewing.
また、この発明の映像表示装置の製造方法によれば、斜め視における輝度均一性を向上させることが可能な映像表示装置を製造することが可能となる。 Further, according to the method for manufacturing a video display device of the present invention, it is possible to manufacture a video display device capable of improving luminance uniformity in oblique viewing.
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１における映像表示装置について図１〜図９に基づいて説明する。この実施の形態１では、個々の発光素子が持つ製造上の特性バラつきを、基板実装前に計測しておき、基板上に実装した際に隣接する素子同士で輝度の差異を補完し合う配列とすることによって、正面だけでなく、斜め方向からの視認における輝度均一性を向上させられる映像表示装置を得ることについて示す。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a video display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the manufacturing characteristic variation of each light emitting element is measured before mounting on the substrate, and the elements that are adjacent to each other when they are mounted on the substrate complement the luminance difference. By doing so, it will be shown that a video display device capable of improving luminance uniformity in visual recognition not only from the front but also from an oblique direction is shown.
まず、映像表示装置１の基本的な構成について説明する。図１に映像表示装置１の概略構成図を示すように、映像表示装置１は、複数の表示ユニット２を組み合わせて構成されている。表示ユニット２には発光素子５がマトリクス状に配列されている。発光素子５には、例えば砲弾型LED３、または表面実装型LED４を用いることが多い。この発光素子５は、製造上のバラつきによって、輝度および指向特性が各々異なる。輝度の計測および指向特性の検出については後述する。 First, the basic configuration of the video display device 1 will be described. As shown in a schematic configuration diagram of the video display device 1 in FIG. 1, the video display device 1 is configured by combining a plurality of display units 2. The display unit 2 has light emitting elements 5 arranged in a matrix. For example, a bullet-type LED 3 or a surface-mounted LED 4 is often used as the light-emitting element 5. The light emitting element 5 has different luminance and directivity characteristics due to manufacturing variations. Luminance measurement and directivity detection will be described later.
図２に映像表示装置１の内部構成図を示すように、発光素子５にはドライバIC６が接続されており、さらにドライバIC６は上位の制御基板１０から映像信号源９に接続されている。発光素子５の輝度を補正する補正データは不揮発性メモリ７に保存されるが、この不揮発性メモリ７は、後述する演算部８を備える制御基板１０、あるいは発光素子５およびドライバIC６を備える表示ユニット１１に搭載される。映像を表示する場合、制御基板１０に設けられた演算部８において、不揮発性メモリ７から補正データを読み出し、映像信号源９から伝送される映像信号に補正演算を施し、ドライバIC６側に出力する構成となっ
ている。
As shown in the internal configuration diagram of the video display device 1 in FIG. 2, a driver IC 6 is connected to the light emitting element 5, and the driver IC 6 is further connected to the video signal source 9 from the upper control board 10. The correction data for correcting the luminance of the light emitting element 5 is stored in the nonvolatile memory 7, and the nonvolatile memory 7 is a control board 10 that includes a calculation unit 8 described later, or a display unit that includes the light emitting element 5 and the driver IC 6. 11 is mounted. When displaying an image, the calculation unit 8 provided on the control board 10 reads correction data from the nonvolatile memory 7, performs correction calculation on the video signal transmitted from the video signal source 9, and outputs it to the driver IC 6 side. It has a configuration.
図３に発光強度を調整した場合の発光素子５の輝度変化を示す。この図に示すように、発光素子５の輝度の補正では、電気的に発光素子５の発光強度の強弱を変更するもので、指向特性は光学特性に起因するものであるので変化しない。図３の例では、破線で示す一つの発光素子５の補正前の輝度が、輝度補正によって実線で示す補正後の輝度に変化した場合を示している。補正後は、輝度補正角度（正面）における輝度が目標輝度となっているが、正面方向に輝度のピークを持つ波形は、補正前後においてその傾向は変化しておらず、指向特性の変化がないことが分かる。 FIG. 3 shows a change in luminance of the light-emitting element 5 when the emission intensity is adjusted. As shown in this figure, in the correction of the luminance of the light emitting element 5, the intensity of light emission intensity of the light emitting element 5 is changed electrically, and the directivity is caused by the optical characteristics and thus does not change. In the example of FIG. 3, the luminance before correction of one light emitting element 5 indicated by a broken line is changed to luminance after correction indicated by a solid line by luminance correction. After correction, the luminance at the luminance correction angle (front) is the target luminance, but the tendency of the waveform having a luminance peak in the front direction does not change before and after correction, and the directional characteristics do not change. I understand that.
また、図４を用いて正面輝度調整を施した場合に起こりうる斜め方向の輝度不均一化について説明する。図４（ａ）中に破線で示す、正面に対して−３０度（左３０度）程度の位置に輝度のピークを持つ指向特性の発光素子５について、正面方向の輝度を目標輝度に調整する補正を行う場合、発光強度を大きくすることで、図４（ｂ）中に破線で示すような波形を得ることができる。しかし、補正度の発光素子５の指向特性を見ると、正面方向において目標輝度は達成したものの、−３０度程度の角度に輝度のピークが位置することは変わりなく、その輝度は補正前輝度よりも大きくなり、実線で示す理想的な指向特性の波形と比較すると、破線の輝度ピークとなる角度において、二つの輝度の差が補正前よりも大きくなり、補正後の輝度均一性が低くなっていることが分かる。 Further, the non-uniform luminance in the oblique direction that may occur when the front luminance adjustment is performed will be described with reference to FIG. For the directional characteristic light emitting element 5 having a luminance peak at a position of about −30 degrees (left 30 degrees) with respect to the front, indicated by a broken line in FIG. 4A, the luminance in the front direction is adjusted to the target luminance. When correction is performed, a waveform as shown by a broken line in FIG. 4B can be obtained by increasing the emission intensity. However, looking at the directivity characteristics of the light-emitting element 5 with the correction degree, although the target luminance is achieved in the front direction, the luminance peak remains at an angle of about −30 degrees, and the luminance is higher than the luminance before correction. Compared with the waveform of the ideal directional characteristics shown by the solid line, the difference between the two luminances is larger than that before the correction at the angle that becomes the luminance peak of the broken line, and the luminance uniformity after the correction is reduced. I understand that.
このように、発光素子５を実装した映像表示装置１に対して、正面方向からのみ輝度補正を施した場合、その他の角度から視認すると輝度均一性が低くなり、この発光素子５毎の輝度不均一は人の目にはざらつきとして視認されてしまうという問題があった。特に、砲弾型LED３のようにレンズによって集光している発光素子５は、正面光度を上げることができる一方で、指向特性が急峻に変化するためざらつきが顕著に視認されるという特徴がある。 As described above, when the luminance correction is performed only from the front direction on the video display device 1 on which the light emitting element 5 is mounted, the luminance uniformity becomes low when viewed from other angles, and the luminance unevenness for each light emitting element 5 is reduced. There is a problem that the uniformity is perceived as roughness to human eyes. In particular, the light emitting element 5 that is focused by a lens like the bullet-type LED 3 can increase the front luminous intensity, but has a feature that roughness is remarkably visually recognized because the directivity changes sharply.
以上のことを踏まえて、本願発明の実施の形態１では、発光素子５に対し、映像表示装置１を構成する基板（プリント基板）に実装する前に、左右斜め方向の輝度を計測し、その輝度および輝度から読み取ることができる指向特性に応じて個々の発光素子５をランク分けし、そのランクに基づいて基板上の配列順を決定して実装することで、映像を斜め方向から視認した場合における輝度均一性を向上させることを提案する。 Based on the above, in Embodiment 1 of the present invention, before mounting the light emitting element 5 on the substrate (printed substrate) constituting the video display device 1, the luminance in the diagonal direction is measured, When the light-emitting elements 5 are ranked according to the luminance and the directional characteristics that can be read from the luminance, and the arrangement order on the board is determined and mounted based on the rank, and the image is viewed from an oblique direction. It is proposed to improve the luminance uniformity in.
まず、発光素子５（以下、図１、図２中の符号５の記載を省略する。）を基板に実装する前に、発光素子の表面方向から左右に所定の角度だけ傾斜した左斜め方向、右斜め方向に対する発光素子の輝度を計測する。ここで、例えば斜め方向の角度は、左右４５度とする。図５は、個々の発光素子５の左４５度における輝度を横軸（ｘ軸）に、右４５度における輝度を縦軸（ｙ軸）にとった直交座標であり、複数の発光素子の輝度をプロットした散布図である。発光素子の特性の製造上の偏りが小さければ、図６に発光素子の輝度の対称性を示すように、各発光素子の輝度は傾き１の直線に対して対称に分布した状態となる。 First, before mounting the light emitting element 5 (hereinafter, reference numeral 5 in FIGS. 1 and 2 is omitted) on the substrate, the left oblique direction inclined by a predetermined angle from the surface direction of the light emitting element to the left and right, The luminance of the light emitting element with respect to the right oblique direction is measured. Here, for example, the angle in the oblique direction is 45 degrees to the left and right. FIG. 5 shows orthogonal coordinates in which the luminance at 45 degrees to the left of each light emitting element 5 is taken on the horizontal axis (x axis) and the luminance at 45 degrees to the right is taken on the vertical axis (y axis). FIG. If the manufacturing bias of the characteristics of the light emitting element is small, the luminance of each light emitting element is in a state of being distributed symmetrically with respect to a straight line having a slope 1, as shown in FIG.
また、図７は、図５の散布図の解釈について説明したものであり、散布図上の位置に応じて発光素子が持つ指向特性を説明している。図７中の数字１で示す領域は、左右ともに輝度が高いため、発光素子単体の指向特性は幅広であることがわかる。同様にして、数字２で示す領域は、左右ともに輝度が低く、急峻な指向特性、数字３で示す領域は、左肩が上がった（左側に輝度ピークを持つ）指向特性、数字４で示す領域は、右肩が上がった（右側に輝度ピークを持つ）指向特性であることが分かる。なお、ここで、数字１と数字２で示す領域にプロットされた発光素子は、正面輝度が所定の輝度（目標輝度）であり、数字１の領域のものは、左右の斜め方向においても輝度が比較的大きく、斜め方向からの視認でも明るく見え、数字２で示す領域のものは、左右の斜め方向において輝度が比較的小さく、斜め方向からの視認では暗く見えるという特徴を示している。 FIG. 7 illustrates the interpretation of the scatter diagram of FIG. 5 and illustrates the directional characteristics of the light emitting element according to the position on the scatter diagram. Since the area indicated by numeral 1 in FIG. 7 has high luminance on both the left and right sides, it can be seen that the directivity characteristics of the single light emitting element are wide. Similarly, the area indicated by the numeral 2 has a low luminance on both the left and right sides and a steep directional characteristic, the area indicated by the numeral 3 has a directional characteristic with the left shoulder raised (having a luminance peak on the left side), and the area indicated by the numeral 4 It can be seen that the directional characteristic is that the right shoulder is raised (has a luminance peak on the right side). Here, the light-emitting elements plotted in the regions indicated by the numbers 1 and 2 have a front luminance of a predetermined luminance (target luminance), and those in the region of the number 1 have luminance even in the left and right diagonal directions. It is relatively large and looks bright even when viewed from an oblique direction, and the area indicated by numeral 2 has a characteristic that the luminance is relatively small in the left and right oblique directions and dark when viewed from the oblique direction.
ここで、本発明の実施の形態１では、基板上に隣接配置される一対（ペア）の発光素子内において、輝度の差異が補完されるように、実装時の発光素子の配列順を決定している。例えば、一つのペアは、発光素子の正面方向に対し斜め左方向に輝度のピークを持つ素子と、右斜め方向に輝度のピークを持つ素子との組み合わせよりなるものとすることができる。また、別のペアとしては、輝度のピークは正面方向であるが明暗の素子を組み合わせとすることができる。 Here, in the first embodiment of the present invention, the arrangement order of the light emitting elements at the time of mounting is determined so that the difference in luminance is complemented in the pair of light emitting elements arranged adjacent to each other on the substrate. ing. For example, one pair can be composed of a combination of an element having a luminance peak obliquely leftward with respect to the front direction of the light emitting element and an element having a luminance peak obliquely rightward. As another pair, light and dark elements can be combined although the luminance peak is in the front direction.
図５〜図７に示した直交座標上で、第一の発光素子の座標を（ｘ１,ｙ１）、第二の発光素子の座標を（ｘ２,ｙ２）としたとき、隣接配置される第一、第二の発光素子の理想的な組み合わせは、ｘ１≒ｙ２,ｙ１≒ｘ２となるものを選択することである。しかし、現実には全ての発光素子の座標を管理し、指定通りに発光素子を実装すると工程数が増大してしまう。そこで、図８のように左右４５度の輝度を、例えば、それぞれ３つの閾値（右４５度の閾値Th.R1〜3、左４５度の閾値Th.L1〜3）によって１６ランク（Rank１〜１６）に分類する。傾き１の直線に対して対称であれば、Th.R1=Th.L1, Th.R2=Th.L2, Th.R3=Th.L3とすればよい。 On the orthogonal coordinates shown in FIG. 5 to FIG. 7, when the coordinates of the first light emitting element are (x1, y1) and the coordinates of the second light emitting element are (x2, y2), the first arranged adjacently. The ideal combination of the second light emitting elements is to select one that satisfies x1≈y2 and y1≈x2. However, in reality, if the coordinates of all the light emitting elements are managed and the light emitting elements are mounted as specified, the number of processes increases. Therefore, as shown in FIG. 8, the luminance of 45 degrees on the left and right is, for example, 16 ranks (Rank 1 to 16) according to three threshold values (threshold values Th.R1 to 3 of 45 degrees on the right and threshold values Th.L1 to 3 of 45 degrees on the left). ). If symmetric with respect to a straight line with an inclination of 1, Th.R1 = Th.L1, Th.R2 = Th.L2, Th.R3 = Th.L3.
ここで、製造上の発光素子の特性に偏りがあり、例えば右の輝度が左よりも明るい発光素子が多数得られた場合、発光素子の割合が傾き１の直線に対して非対称となる。その場合は、明暗のペアが作りやすいように閾値をTh.R1≧Th.L1, Th.R2≧Th.L2, Th.R3≧Th.L3のように調整すればよい。つまり、図６の直交座標上において、原点を通る直線の傾きを調整することで、対応する閾値も変更し、各ランクに仕分けされる素子数の偏りを小さくする。このような処理をすることで、表示ユニットの輝度指向特性が左右対称ではなくなるが、表示画面を左右から同時に視認することはないため、画質に悪影響は与えない。 Here, there is a bias in the characteristics of the light-emitting element in manufacturing. For example, when a large number of light-emitting elements whose right luminance is brighter than that of the left are obtained, the ratio of the light-emitting elements is asymmetric with respect to the straight line with the inclination 1. In that case, the threshold value may be adjusted so that a pair of light and darkness can be easily formed, such as Th.R1 ≧ Th.L1, Th.R2 ≧ Th.L2, Th.R3 ≧ Th.L3. That is, by adjusting the slope of the straight line passing through the origin on the orthogonal coordinates in FIG. 6, the corresponding threshold value is also changed, and the deviation of the number of elements sorted into each rank is reduced. By performing such processing, the luminance directivity characteristic of the display unit is not symmetrical, but the display screen is not viewed from the left and right at the same time, so that the image quality is not adversely affected.
ここで、上記のように、全発光素子を１６ランク（複数のランク）に分類することで各発光素子の座標は失われ、一つのランク内において閾値の幅で輝度のバラつきが生じることとなる。しかし、ランク数を多く設定することによって、同ランク内での輝度バラつき幅を小さくすることができる。なお、閾値を多く設定し、ランク数が増える程、各ランクの輝度幅が小さくなり、輝度バラつき低減効果が期待できることは言うまでもない。 Here, as described above, by classifying all the light emitting elements into 16 ranks (a plurality of ranks), the coordinates of the respective light emitting elements are lost, and the brightness varies within the threshold within the one rank. . However, by setting a large number of ranks, it is possible to reduce the luminance variation width within the same rank. Needless to say, as the threshold value is set larger and the number of ranks increases, the luminance width of each rank decreases, and the effect of reducing luminance variation can be expected.
図８の例では、直交座標上の全領域を１６の領域に区切って、それぞれRank（ランク）１〜１６としている。Rank1は、左右斜め方向の輝度が最も小さく、原点を含む領域で、ｙ軸に沿ってRank2〜4と数字が大きくなるにつれて、右斜め方向の輝度のみ段階的に大きくなる（左斜め方向の輝度はRank1と同じ。）。同様に、Rank5,9,13は、右斜め方向の輝度がRank1と同じで、ｘ軸に沿ってランクの数字が大きくなるにつれて、左斜め方向の輝度のみ段階的に大きくなる。図中、左下を原点とすると、左下から左上へ向かってRank1〜4が並び、その右側にRank5〜8、Rank9〜12、Rank13〜16の領域が順次並んでいる。 In the example of FIG. 8, all regions on the orthogonal coordinates are divided into 16 regions, and ranks (ranks) 1 to 16 are set. Rank1 has the lowest luminance in the left and right diagonal directions, and in the region including the origin, only the luminance in the right diagonal direction increases stepwise as the numbers increase from 2 to 4 along the y axis (the luminance in the left diagonal direction). Is the same as Rank1.) Similarly, Ranks 5, 9, and 13 have the same luminance in the right diagonal direction as Rank 1, and as the rank number increases along the x-axis, only the luminance in the left diagonal direction increases stepwise. In the figure, assuming that the lower left is the origin, Ranks 1 to 4 are arranged from the lower left to the upper left, and regions of Ranks 5 to 8, Ranks 9 to 12, and Ranks 13 to 16 are sequentially arranged on the right side thereof.
次に、互いに輝度を補完させる一対の発光素子の組み合わせについて示す。発光素子の基板への実装時には、各ランクに分類された発光素子のうち、指向特性が幅広の素子に対し、急峻な素子を隣接させて一対として基板へ実装し、また、指向特性が左肩上がりの素子に対し、右肩上がりの素子を隣接させて一対として基板へ実装するが、より具体的な発光素子の組み合わせについて、図９を用いて説明する。
図９は、映像表示装置の表示面を正面からとらえた構成図であり、各ランクに仕分けされた発光素子が基板上に実装された状態を示す配置例である。この例では、１６×１６個の発光素子が一つの表示ユニットに実装されており、図中、丸で囲んだ数値は、個々の発光素子のランクを示している。図９の素子配置例は、下記の制約に基づいて決定したもの
である。
１）行方向に隣接する発光素子の奇数番目と偶数番目をペアとする。
２）ペア内のランクの合計を１７とする。
３）各行・各列に全てのランクを使用する。
Next, a combination of a pair of light-emitting elements that complement each other in luminance is described. When mounting a light-emitting element on a board, among the light-emitting elements classified in each rank, a steep element is mounted adjacent to a wide directivity element on the board, and the directivity characteristic rises to the left. A pair of light-emitting elements is mounted on the substrate as a pair with adjacent elements rising to the right side. A more specific combination of light-emitting elements will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a configuration diagram in which the display surface of the video display device is viewed from the front, and is an arrangement example showing a state in which the light emitting elements classified into the respective ranks are mounted on the substrate. In this example, 16 × 16 light emitting elements are mounted on one display unit, and the numerical values surrounded by circles in the drawing indicate the ranks of the individual light emitting elements. The element arrangement example in FIG. 9 is determined based on the following restrictions.
1) Pair odd-numbered and even-numbered light emitting elements adjacent in the row direction.
2) The total rank in the pair is 17.
3) Use all ranks for each row and column.
前記制約に基づいて実装することにより、幅広な指向特性の発光素子に隣接して急峻なものを実装し、左肩が上がったものに隣接して右肩があがったものを実装するというように、発光素子の輝度および指向特性に応じた実装が可能となり、隣接画素内で輝度の不均一を補完し、斜め視画質が向上するという効果が得られる。 By mounting based on the above constraints, a steep one is mounted adjacent to a light emitting element with a wide directional characteristic, and a one with a right shoulder mounted adjacent to one with a left shoulder raised, Mounting according to the luminance and directional characteristics of the light emitting element is possible, and it is possible to compensate for nonuniform luminance in adjacent pixels and improve the oblique viewing image quality.
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２における映像表示装置を図１０〜図１２に基づいて説明する。上述の実施の形態１の図９に示したような、予め実装する発光素子のランクを指定する手法は、製作しようとする表示ユニットに対して発光素子が十分に多くある場合に適用される。一方で、表示ユニットに必要な最低限の数量しか発光素子が得られない場合には、各ランクの割合が毎度異なることから発光素子の打ち分け方（ランク分けの仕方）を柔軟に変更する必要がある。
Embodiment 2. FIG.
Hereinafter, a video display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. The method of designating the ranks of light emitting elements to be mounted in advance as shown in FIG. 9 of the first embodiment is applied when there are sufficiently many light emitting elements for the display unit to be manufactured. On the other hand, if only the minimum quantity required for the display unit can be obtained, the ratio of each rank is different each time, so it is necessary to flexibly change the light emitting element placement method (ranking method). There is.
図１０は、６４個の発光素子を９ランクに選別した例を示すもので、数値は各ランク内の素子数を表している。ここでは、ｘ軸、ｙ軸をそれぞれ２つの閾値で９ランクに分類している。また、全ての発光素子がペアを持つようにする。ペアは明暗の発光素子が輝度を補完しあうように選択される。ペアが決定した発光素子から、下記の配置上の制約に基づいて配置を決定し、基板上に実装する。
１）行方向に隣接する発光素子の奇数番目と偶数番目をペアとする。
２）ペア内のランクの合計を１０とする。
３）各行・各列に全てのランクを使用する。
FIG. 10 shows an example in which 64 light emitting elements are sorted into 9 ranks, and the numerical values indicate the number of elements in each rank. Here, the x-axis and the y-axis are classified into 9 ranks with two threshold values. In addition, all the light emitting elements have a pair. The pair is selected so that light and dark light emitting elements complement each other in luminance. The arrangement is determined from the light emitting elements determined as a pair based on the following arrangement restrictions, and mounted on the substrate.
1) Pair odd-numbered and even-numbered light emitting elements adjacent in the row direction.
2) The sum of the ranks in the pair is 10.
3) Use all ranks for each row and column.
図１１に示す図には、各ランクに２つの数値が記載されている。括弧なしの数値が諸元を決定する優先順位である。諸元を決定する優先順は、ペアとなる一対の発光素子内で明暗を補完できるように決められており、発光素子の輝度および指向特性に応じて設定されている。図１１の例では、Rank1から諸元を決定していく。括弧付きの数値はRank1のペア決定の優先順位である。図１１の例ではRank1のペアとして、Rank9が優先的に選択される。なお、明暗を補完するために、一つのランクを見た場合に、諸元決定の優先順位の逆の順位が、ペア決定の優先順位となっている。例えば、Rank1では、諸元決定の優先順位は１位であるが、ペア決定の優先順位は９位（最下位）である。 In the diagram shown in FIG. 11, two numerical values are described for each rank. The numerical value without parentheses is the order of priority for determining the specifications. The order of priority for determining the specifications is determined so that light and dark can be complemented within a pair of light emitting elements, and is set according to the luminance and directivity of the light emitting elements. In the example of FIG. 11, specifications are determined from Rank1. The numbers in parentheses are the priority of Rank1 pair decision. In the example of FIG. 11, Rank 9 is preferentially selected as a pair of Rank 1. In addition, in order to complement brightness and darkness, when one rank is viewed, the order opposite to the priority order for determining the specifications is the priority order for determining the pair. For example, in Rank 1, the priority for determining the specifications is first, but the priority for determining the pair is ninth (lowest).
図１１に例示した優先順位で順次諸元を決定した場合、諸元決定済みの発光素子数が図１０内の各ランクの数量から引き去られ、組み合わせが特定（限定）される。図１２は、図１０においてランク分けした６４個の全発光素子のペア決定の要領（順序）を示した図である。図１２の３行３列のRank1〜9の配置は、図１０、図１１の配置に相当するものとする。また、図中の数値は、ペア未決定素子数（残素子数）を示している。 When the specifications are sequentially determined in the priority order illustrated in FIG. 11, the number of light-emitting elements whose specifications have been determined is subtracted from the quantity of each rank in FIG. 10, and the combination is specified (limited). FIG. 12 is a diagram showing a procedure (order) for determining the pairs of all 64 light emitting elements ranked in FIG. The arrangement of Ranks 1 to 9 in 3 rows and 3 columns in FIG. 12 corresponds to the arrangements in FIGS. 10 and 11. The numerical values in the figure indicate the number of undecided elements (number of remaining elements).
まず、ペア決定工程がスタートすると、図１２（ａ）に示すように、Rank1とRank9から各々２個の発光素子を選択し、Rank1とRank9の素子が一対となったペアが二つできる。その結果、Rank1には３個が残り、Rank9は０個になる。次に、図１２（ｂ）に示すように、Rank1とRank8から各々３個を選択し、異なるランク同士で一対としたペアを３ペア作る。その結果、Rank1の残素子数は０個になり、Rank8には３個が残る。次に、図１２（ｃ）に示すように、Rank2とRank8から各々３個を選択してペアを作る。ここで、Rank8の残素子数は０個となり、Rank2の残素子数が４個となる。次に、図１２（ｄ）に示すように、Rank2とRank7から各々４個を選択し、同様にペアを４つ作り、Rank2,7の残素子数を０個とする。次に、図１２（ｅ）に示すように、Rank3とRank4から各々４個を選択すると、Rank3の残素子数が０個となり、Rank4の残素子数が４個となる。 First, when the pair determination process is started, as shown in FIG. 12A, two light emitting elements are selected from Rank1 and Rank9, and two pairs of Rank1 and Rank9 elements are formed. As a result, three remain in Rank1 and Rank9 becomes zero. Next, as shown in FIG. 12 (b), three pairs are selected from Rank1 and Rank8, respectively, and three pairs of pairs with different ranks are made. As a result, the number of remaining elements in Rank1 becomes 0, and 3 remains in Rank8. Next, as shown in FIG. 12C, three pairs are selected from Rank 2 and Rank 8 to create a pair. Here, the number of remaining elements in Rank 8 is 0, and the number of remaining elements in Rank 2 is 4. Next, as shown in FIG. 12D, four are selected from each of Rank 2 and Rank 7, and four pairs are formed in the same manner, and the number of remaining elements of Rank 2 and 7 is set to zero. Next, as shown in FIG. 12E, when four elements are selected from Rank3 and Rank4, the number of remaining elements in Rank3 is 0, and the number of remaining elements in Rank4 is four.
次に、図１２（ｆ）に示すように、Rank4とRank6から各々4個を選択し、4ペアを作り、Rank4の残素子数が０個となり、Rank6の残素子数が９個となる。次に、図１２（ｇ）に示すように、Rank6とRank5から各々9個を選択し、９ペアを作り、Rank6の残素子数が０個となる。この段階で、図１２（ｈ）に示すように、Rank5のみ６個残るが、Rank5を隣接して実装するペアを無作為に３ペア作ることで、図１２（ｉ）に示すように、Rank5の残素子数を０個とでき、ペア決定工程が終了する。
このように、全てのランク内の素子数が０になるまでペアの決定を繰り返し、準備した全６４個の発光素子を、決定したペアが互いに隣接するように、基板上に実装することで、斜め視における輝度均一性の向上効果を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 12F, 4 are selected from each of Rank 4 and Rank 6, and 4 pairs are formed, the number of remaining elements in Rank 4 is 0, and the number of remaining elements in Rank 6 is 9. Next, as shown in FIG. 12 (g), 9 are selected from Rank 6 and Rank 5, respectively, 9 pairs are formed, and the number of remaining elements of Rank 6 is 0. At this stage, as shown in FIG. 12 (h), only Rank 5 remains, but by randomly creating three pairs for mounting Rank 5 adjacent to each other, as shown in FIG. 12 (i), Rank 5 The number of remaining elements can be reduced to zero, and the pair determination process is completed.
In this way, the determination of pairs is repeated until the number of elements in all ranks becomes 0, and all 64 prepared light emitting elements are mounted on the substrate so that the determined pairs are adjacent to each other, The effect of improving the luminance uniformity in oblique viewing can be obtained.
このように、二つの上記発光素子を組み合わせて一対とする優先順位が、上記発光素子の輝度および指向特性に応じて設定された場合、発光素子の特性が偏っていたとしても、全ての発光素子を基板に実装し、同時に斜め方向からの視認においても輝度均一性の高い映像表示装置を得ることが可能となる。 As described above, when the priority order of combining the two light emitting elements as a pair is set according to the luminance and directivity characteristics of the light emitting elements, all the light emitting elements are arranged even if the characteristics of the light emitting elements are biased. Can be mounted on a substrate, and at the same time, it is possible to obtain a video display device with high luminance uniformity even when viewed from an oblique direction.
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３における映像表示装置を図８に基づいて説明する。実施の形態１および２は生産された全ての発光素子を同一表示ユニットに実装することを前提とした素子配列の順序の決め方を示すものであったが、この実施の形態３においては、生産され、発光特性が計測された発光素子の中から、条件に合う素子（ランク）だけを選定し、同一の映像表示装置へ取り付ける表示ユニットに実装する場合について説明する。
Embodiment 3 FIG.
A video display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described below with reference to FIG. Embodiments 1 and 2 show how to determine the order of element arrangements on the premise that all the produced light emitting elements are mounted on the same display unit. A case will be described in which only elements (ranks) that meet the conditions are selected from the light emitting elements whose light emission characteristics have been measured, and mounted on a display unit that is attached to the same video display device.
この実施の形態３でも、上述の実施の形態１の場合と同様に、発光素子を左右の所定の角度（例えば４５度）から計測し、図８のようにランク分けする。さらに、図１３に示すように、同一の表示ユニットに実装できるランクを、例えば次のような４つのグループに分類する。
グループ１）Rank 1、２、５、６
グループ２）Rank ３、４、７、８
グループ３）Rank ９、１０、１３、１４
グループ４）Rank １１、１２、１５、１６
Also in the third embodiment, as in the first embodiment, the light emitting elements are measured from a predetermined angle (for example, 45 degrees) on the left and right, and are ranked as shown in FIG. Furthermore, as shown in FIG. 13, the ranks that can be mounted on the same display unit are classified into, for example, the following four groups.
Group 1) Ranks 1, 2, 5, 6
Group 2) Rank 3, 4, 7, 8
Group 3) Rank 9, 10, 13, 14
Group 4) Ranks 11, 12, 15, 16
ここで、同一の映像表示装置には複数のグループを適用することはできない。なぜならば、例えばグループ１は暗い発光素子（斜め視において輝度が小さく、正面に輝度ピークが有る素子。）、グループ４は明るい発光素子（斜め視において輝度が大きく、正面に輝度ピークが有る。）により構成されている。また、グループ２は輝度ピークが左側に偏った指向特性を持つ発光素子、グループ３は輝度ピークが右側に偏った指向特性を持つ発光素子により構成されている。そのため、異なるグループの表示ユニットが隣接した場合、表示ユニット毎に輝度差が生じてしまう。表示ユニットのように一定以上の面積を有すると輝度差は容易に視認され、画質劣化効果が大きい。従って、同一の映像表示装置内の全表示ユニットは、同一グループ内の発光素子によって構成する。 Here, a plurality of groups cannot be applied to the same video display device. This is because, for example, group 1 is a dark light-emitting element (an element having a low luminance when viewed obliquely and has a luminance peak in the front), and group 4 is a bright light-emitting element (having a large luminance when viewed obliquely and has a luminance peak in the front). It is comprised by. Group 2 includes light emitting elements having directional characteristics with luminance peaks biased to the left side, and Group 3 includes light emitting elements having directional characteristics with luminance peaks biased to the right side. Therefore, when display units of different groups are adjacent to each other, a luminance difference is generated for each display unit. When the display unit has a certain area or more, such as a display unit, the luminance difference is easily recognized and the image quality deterioration effect is large. Therefore, all the display units in the same video display device are constituted by light emitting elements in the same group.
発光素子を基板に実装する際には、複数のグループから一つのグループを特定する。一つのグループを特定することで、そのグループに属するランクが特定される。この実施の形態３では一つのグループ内に４つのランクが設定されているが、実装工程においては、それら４つのランクの発光素子を全て混ぜ合わせ、ランダムに基板に実装していく。
このように、輝度および指向特性の差が小さい発光素子が同グループとなるように、実施の形態１において示したランク分けを利用し、全発光素子を複数のグループに分け、特定のグループ（ランク）の発光素子のみを用いて一つの映像表示装置を構成することで、同一の映像表示装置に実装した上記発光素子の斜め左方向から計測した輝度バラつき幅、右斜め方向から計測した輝度バラつき幅を、それぞれ小さくすることができる。
図１３に例示したグループ分けの場合、同一の映像表示装置に実装される発光素子毎の輝度ばらつき幅を、従来の1/2程度とすることができ、斜め視画質を向上させることができる。
When a light emitting element is mounted on a substrate, one group is specified from a plurality of groups. By specifying one group, the ranks belonging to that group are specified. In the third embodiment, four ranks are set in one group, but in the mounting process, all the light emitting elements of the four ranks are mixed and randomly mounted on the substrate.
In this way, the ranking shown in Embodiment 1 is used so that light emitting elements with small differences in luminance and directional characteristics are in the same group, all the light emitting elements are divided into a plurality of groups, and a specific group (rank ), The luminance variation width measured from the diagonal left direction and the luminance variation width measured from the right diagonal direction of the light emitting element mounted on the same video display device. Can be reduced respectively.
In the case of the grouping illustrated in FIG. 13, the luminance variation width for each light emitting element mounted on the same video display device can be reduced to about ½ of the conventional one, and the oblique viewing image quality can be improved.
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。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
１映像表示装置、２表示ユニット、３砲弾型LED、４表面実装型LED、５発光素子、６ドライバIC、７不揮発性メモリ、８演算部、９映像信号源、１０制御基板、１１表示ユニット。 1 image display device, 2 display unit, 3 shell-type LED, 4 surface mount LED, 5 light emitting element, 6 driver IC, 7 non-volatile memory, 8 arithmetic unit, 9 video signal source, 10 control board, 11 display unit.
Claims (9)
上記発光素子は、上記発光素子の正面方向から左右に所定の角度だけ傾斜した斜め左方向、斜め右方向に対する上記発光素子の輝度に、それぞれ設定された閾値を基に、輝度および指向特性に応じた複数のランクに分けられ、上記基板上の各行・各列に全てのランクの上記発光素子が配置され、かつ、一対の隣接配置された上記発光素子において、輝度の差異が補完されるように、上記基板上に実装されたことを特徴とする映像表示装置。 An image display device in which a large number of light emitting elements are arranged in a matrix on a substrate,
The light emitting element is responsive to luminance and directivity characteristics based on threshold values set for the luminance of the light emitting element with respect to the diagonal left direction and the diagonal right direction inclined by a predetermined angle to the left and right from the front direction of the light emitting element. The light emitting elements of all ranks are arranged in a plurality of ranks in each row and each column on the substrate, and a difference in luminance is complemented in a pair of adjacently arranged light emitting elements. , the image display device, characterized in that mounted on the substrate.
上記発光素子は、上記発光素子の正面方向から左右に所定の角度だけ傾斜した斜め左方向、斜め右方向に対する上記発光素子の輝度に、それぞれ設定された閾値を基に、輝度および指向特性に応じた複数のグループに分けられ、
同一の上記映像表示装置に実装した上記発光素子の斜め左方向から計測した輝度バラつき幅、右斜め方向から計測した輝度バラつき幅が、それぞれ小さくなるように、上記基板上に実装する上記発光素子を特定のグループのものとしたことを特徴とする映像表示装置。 An image display device in which a large number of light emitting elements are arranged in a matrix on a substrate,
The light emitting element is responsive to luminance and directivity characteristics based on threshold values set for the luminance of the light emitting element with respect to the diagonal left direction and the diagonal right direction inclined by a predetermined angle to the left and right from the front direction of the light emitting element. Divided into several groups,
Same of the video display device to implement luminance variation width measured from an oblique left direction of the light emitting device, luminance variation width measured from the right oblique direction, such that each smaller, the light emitting element mounted on the substrate video display device you characterized in that assumed a particular group.
上記基板上に実装される一対の隣接配置された上記発光素子において、輝度の差異が補完されるように、一対となる上記発光素子の組み合わせが選定されることを特徴とする映像表示装置の製造方法。 Slight left direction inclined by a predetermined angle from the front direction to the left and right light-emitting element, the oblique right direction, the step of measuring the luminance of the light emitting device, the luminance of the resultant light emitting device, represents the luminance of the left oblique direction Plotting on Cartesian coordinates with the first axis and the second axis representing the luminance in the diagonally right direction, setting thresholds on the first and second axes, respectively, the light emitting element according to the luminance and directivity Dividing the plurality of ranks into a plurality of ranks, mounting the light emitting elements on a substrate in a matrix based on the ranks, and arranging the light emitting elements of all ranks in each row / column on the substrate ,
A pair of adjacently arranged light emitting elements mounted on the substrate, wherein a combination of the light emitting elements as a pair is selected so that a difference in luminance is complemented. Method.
一つの映像表示装置に実装する上記発光素子は、上記発光素子の斜め左方向から計測した輝度バラつき幅、右斜め方向から計測した輝度バラつき幅が、それぞれ小さくなるように、特定した上記グループのものを用いることを特徴とする映像表示装置の製造方法。 The step of measuring the luminance of the light emitting element from the oblique left direction and the oblique right direction inclined by a predetermined angle from the front direction of the light emitting element to the left and right, and the luminance of the obtained light emitting element represents the luminance in the left oblique direction. Plotting on Cartesian coordinates with the first axis and the second axis representing the luminance in the diagonally right direction, setting thresholds on the first and second axes, respectively, the light emitting element according to the luminance and directivity Including the process of dividing into multiple groups,
The light emitting elements mounted on one image display device are of the above-specified group so that the luminance variation width measured from the diagonal left direction of the light emitting elements and the luminance variation width measured from the right diagonal direction are reduced. manufacturing method of the image display device you characterized by using the.
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