JP7052975B2 - Ｌｅｄを用いた大画面ディスプレイ - Google Patents

Description

本発明はディスプレイ分野に関し、特にＬＥＤ(発光ダイオード)を用いた配列型大画面ディスプレイに関する。

ＬＥＤを用いた大画面ディスプレイは多くの人々が集まる場所や、多くの人々が往来する場所には欠かせないメディアとなっている。大画面ディスプレイは画面サイズが大きく重量も重たいため、建物の壁面や機械的、物理的に安定した構造体に特別に頑丈な骨組みを設け、そこに取り付けて設置される。そのため大画面ディスプレイの設置には大規模な工事が伴うと共に、工事日数や取り付け費用がかさむことが多い。
大画面ディスプレイの重量が重たくなるのは、使用する一つひとつの電子、電気、金属部材が通常用いているスマートフォンのような仕様のものであっても、画面サイズが大きいため面積効果により必然的に重たくなるからである。例えば、電子回路のプリント基板では薄いエポキシガラス基板を用いても１００インチを越えるような大画面サイズとなると、重量が無視できなくなる。またこのような大画面ディスプレイとなると、スクリーンの背面側にはディスプレイ本体を支えるために厚い金属支柱や平板を用いるので、おのずと重たくなる。
このように大画面ディスプレイは、ソフトウェア的には多くの人々に同じ情報を同時に提供できる利点があるものの、ハードウェア的には重量の問題があるために設置場所が限定されるという大きな欠点がある。

一方、大画面ディスプレイのニーズが多様化してきている。一つのニーズとして、大画面ディスプレイのスクリーンに透過機能を有するニーズの高まりや、大画面ディスプレイでありながらフレキシブル性を有するニーズが出てきている。
スクリーンの透過機能があると、大画面ディスプレイに映し出された情報を見ながら、大画面スクリーン後方の景色、情景を観ることができる。
例えば、インテリアデザインを重要視する場所では、インテリアデザイン性の効果を高めるような表示情報を提供できるので、インテリア空間を盛り上げる相乗効果につながる。
大画面ディスプレイをガラスカーテンウォール又はショーケースに用いる場合では、ある程度の照明能力を確保することにより後方の被写体への効果的な照明演出が可能となる。また、その際に後方の被写体の補足情報を表示することも可能となる。
舞台公演に用いられる場合では、スクリーンが透過型であるとスクリーンの存在がない形で表示画像のみが見えるので、一定の芸術的効果を出しながら舞台演出が可能となる。

またフレキシブル性があると、平面的な設置環境だけでなく、曲面の設置環境であっても大画面表示が可能となるので、応用範囲の拡大が期待できる。
フレキシブル性を持たせるためには、大画面ディスプレイのスクリーンを薄くする必要がある。スクリーンが薄いと持ち運びも簡単となり、また、工事日数が短くできるため取り付け費用の低減化が図れる。
大画面ディスプレイのスクリーンに透過機能やフレキシブル性を持たせることによって上記のような効果を出すことができるので、例えば空港、ホテル、ガラスカーテンウォール付きビル、展覧センター、舞台、商店のショーケースなど設置場所の範囲が広範になる。
しかし、先述したように大画面ディスプレイは、画面面積が大きくなるので重量が重たくなるという欠点があり、建物の壁面や機械的、物理的に安定した構造体に特別に頑丈な骨組みが設けられる場所にしか設置できず、応用範囲が限定的であった。

そこで特許文献１では、従来の欠点である重量を軽減した大画面ディスプレイであって透過性を有したアイデアが開示されている。
特許文献１によれば、大画面ディスプレイを構成する最小単位となる１画素（ＬＥＤクラスタ）を、水平方向に長いフレーム内に一定間隔に設けた水平フレームを作製し、水平フレームを垂直方向に順次並べて大画面ディスプレイを構成する。
大画面ディスプレイは垂直方向に並べる水平フレーム間に隙間を設けることにより、後方の景色が観えるようになっている。このような構造により、ディスプレイに表示情報が映し出されていても、後方景色、情景を観ることのできる透過型の大画面ディスプレイが実現できる。
しかし、水平フレームがモールド樹脂で形成されると共に、水平フレーム内にはＬＥＤを駆動するためのガラスエポキシ基板が設けられていると共に、定電流駆動回路、駆動制御回路、通信回路などの回路系が個別に実装されているので、大画面ディスプレイの重量軽減が限定的となる。また、水平フレームに設けられるＬＥＤクラスタの間（１画素間）に隙間を作り、透過性を持たせたいが、水平クラスタ本体が不透明なモールド樹脂で作製されているので、ＬＥＤクラスタ間は不透明となってしまい、後方の景色を見ることができない。これにより透過性についても限定的となっている。
さらに、水平フレームがモールド樹脂で形成されているため。透明フィルムのように二次元方向に曲げることができず、十分なフレキシブル性を得ることができない。

特開２００２－３７２９２７号公報

上述した特許文献１では、大画面ディスプレイを構成する最小単位となるＬＥＤクラスタが、水平方向に長い水平フレーム内に設けられており、さらにその水平フレーム内にＬＥＤを駆動するためのガラスエポキシ基板があって、その基板上に定電流駆動回路、駆動制御回路、通信回路などの電子回路群が実装されているので、大画面ディスプレイの重量軽減が限定的となっている。
透過性については、水平フレームに設けられるＬＥＤクラスタの間は、後方が見えるように遮蔽物を無いようにしたいが、水平クラスタ本体が不透明なモールド樹脂で作製されているのでＬＥＤクラスタ間は不透明となってしまい、後方の景色を見ることができない。このように特許文献１では、透過性に制限を与えるものになっている。
また、水平フレームがモールド樹脂で形成されているので透明フィルムのように二次元方向に曲げることができず、十分なフレキシブル性がない。このように特許文献１では、軽量、透明性、フレキシブル性を有した大画面ディスプレイの実現が困難となっている。

かかる状況に鑑みて、本発明は、軽量で、透過性が高く、しかもフレキシブル性に優れた大画面ディスプレイを提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明の大画面ディスプレイは、第１のベース基板上に赤色、青色、緑色の３種類のＬＥＤと、それらのＬＥＤの発光を制御する制御回路とを有するピクセル表示部を、第２のベース基板上に一次元あるいは二次元方向に複数個配列して構成してなる表示ユニットにおいて、表示面側におけるピクセル表示部の水平方向の長さがＸｍｍ、垂直方向がＹｍｍであり、水平方向のピクセル表示部の設置間隔（ピクセルピッチ）がＸｐ、ピクセル表示部間のギャップ間隔がｄＸであり、垂直方向のピクセル表示部の設置間隔（ピクセルピッチ）がＹｐ、ピクセル表示部間のギャップ間隔がｄＹであるとすると、水平方向の設置間隔Ｘｐ＝Ｘ＋ｄＸ、ギャップ間隔ｄＸ≧０．２ｍｍ、垂直方向の設置間隔Ｙｐ＝Ｙ＋ｄＹ、ギャップ間隔ｄＹ≧０．２ｍｍの関係が成り立つことを特徴とする表示ユニットを備える。
上記表示ユニットによって、ピクセル表示部間に無駄な遮蔽物を無くすことができ透明性を確保することができる。

本発明の大画面ディスプレイは、表示ユニットを水平方向と垂直方向に二次元的に複数個配列して構成する大画面ディスプレイであって、表示ユニットの水平端の幅をΔＸとすると、ギャップ間隔ｄＸと水平端の幅ΔＸの関係がｄＸ＝２×ΔＸであり、表示ユニットの垂直端の幅がΔＹとすると、ギャップ間隔ｄＹと垂直端の幅ΔＹの関係がｄＹ＝２×ΔＹであることが好ましい。
これにより、表示ユニットを水平方向と垂直方向に二次元的に複数個配列して構成する大画面ディスプレイは、表示ユニット間に継ぎ目がなくなるので高画質の表示情報が提供できる。

本発明の大画面ディスプレイは、表示ユニットが第３のベース基板の上に水平方向に複数個配列されており、その水平方向に配列する各々の表示ユニットの一辺側に外部との信号のやり取りをする端子を設けた入力端子取り付け領域があり、その一辺と向かい合った対向辺には、表示ユニットの底面部を有し、垂直方向に隣り合う２個の表示ユニットが底面部同士で接合されていることが好ましい。
これにより、画面の大きさが水平方向の長さに制限がなく、垂直方向には表示ユニットの垂直長の２倍の大きさのものが実現できるので、設置空間が大きい場所であっても対応する大きさの大画面ディスプレイが提供できる。

本発明の大画面ディスプレイは、第２のベース基板は一方の面が平坦であって、第３のベース基板は両面が平坦であると共に、第２のベース基板の平坦面または第３のベース基板の一方の平坦面の間に透明接着材があり、第２のベース基板と第３のベース基板が貼り合わされたことが好ましい。
これにより、画面サイズが大きい大画面ディスプレイの提供が可能となる。

本発明の大画面ディスプレイは、第２のベース基板の透過率および第３のベース基板の透過率が１０％以上、第２のベース基板と第３のベース基板が重なる部分の透過率が１０％以上になるように、第２のベース基板または第３のベース基板の透過率が設定され、ピクセル表示部間の水平ギャップ間隔ｄＸ、垂直ギャップ間隔ｄＹが、ピクセル表示部の水平方向の長さＸｍｍ、垂直方向の長さＹｍｍより大きい場合には、第３のベース基板の透過率が第２のベース基板の透過率より大きいことが好ましい。
これにより、透過性の高い大画面ディスプレイが提供できる。

本発明の大画面ディスプレイは、第２のベース基板および第３のベース基板は、材質が有機材料の場合には、その厚さは少なくとも１ｍｍ以下であり、無機材料のガラス基板の場合には、その厚さは２００μｍ以下であることが好ましい。
これにより、軽量でフレキシブル性のある大画面ディスプレイの提供が可能となる。

本発明の大画面ディスプレイは、第２のベース基板および第３のベース基板は、無機材料のガラス、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ／ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ／ＯＰＳ）、アクリル（ＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、トリアセテート（ＴＡＣ）から選択される絶縁材料を用いることが好ましい。
上記材料は、透明性とフレキシブル性があって、特に有機材料で作製されたフィルムあるいはシートの比重が１前後と小さいので、軽量な大画面ディスプレイの提供が可能となる。

本発明の大画面ディスプレイは、第３のベース基板に透過性のあるメッシュ構造の布生地を用いたことでもよい。
これにより、巻物のように持ち運びができると共に、軽量、透明性、フレキシブル性を有した大画面ディスプレイの提供が可能となる。

本発明の大画面ディスプレイは、第３のベース基板に透過率が可変できる分散型液晶フィルムを用いたことでもよい。
これにより、表示画面に注視したい場合は、大画面ディスプレイのスクリーンを不透明にできるので、大画面ディスプレイの運営環境に応じた軽量、透明性、フレキシブル性を有した大画面ディスプレイの提供が可能となる。

本発明の大画面ディスプレイは、大画面ディスプレイの表面に透明あるいは散乱機能を持ったラミネートフィルムを設けたことが好ましい。
これにより、埃、塵による汚れの防止、および散乱機能を持ったラミネートフィルムの場合は、後方の人々にも明るい表示情報が見える大画面ディスプレイの提供が可能となる。

本発明の大画面ディスプレイは、軽量で、透過性が高く、しかもフレキシブル性に優れるといった効果がある。また、本発明の大画面ディスプレイは、表示情報として静止画、動画などの表示に限定したものでなく、文字や図形画情報の表示、および照明機能として明るさや色情報の表示も可能であるといった効果がある。

実施例１のピクセル表示部の説明図 実施例１の表示ユニットの説明図 実施例１のタイミングチャートの説明図 実施例１のピクセル表示部の外形寸法図 水平方向に４個のピクセル表示部を並べて構成した表示ユニットの説明図 １６個のピクセル表示部を用いて構成した表示ユニットの説明図 大画面ディスプレイの説明図 大画面ディスプレイの断面図

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。

図１は、第１のベース基板１の上に赤色ＬＥＤ２、青色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ４が各１個と、制御回路５が搭載されているピクセル表示部６を示したものであり、（１）は平面図、（２）はＡ－Ａ断面図、（３）はＢ－Ｂ断面図を示している。図１（１）に示すように、赤色ＬＥＤ２、青色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ４の３つのＬＥＤの集合が、ディスプレイの表示画面を構成する最小単位となる１ピクセルになる。このピクセル表示部６を縦、横に二次元的に多数配列して軽量、透明、フレキシブル性を有した大画面ディスプレイを実現する。
本実施例の大画面ディスプレイは、ピクセル表示部６を透明フィルムの上に実装して大画面ディスプレイの構成単位となる表示ユニットを形成し、さらに表示ユニットを大画面ディスプレイとするために、表示ユニットの面積より大きい大形透明スクリーン上に縦、横に二次元的に多数配列して実現するものである。

ここで第１のベース基材１の素材は、無機材料のセラミックス、ガラスなどの絶縁体や有機材料を用いることができる。有機材料の場合、熱可塑性材料としてはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ／ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ／ＯＰＳ）、アクリル（ＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）など、熱硬化性であればポリイミド（ＰＩ）、その他のものとしては、トリアセテート（ＴＡＣ）のような絶縁材料を用いることができる。
本実施例では、ピクセル表示部６はＷｏｒｌｄｓｅｍｉ社が製品として販売しているＷＳ２８１２を用いている。
ピクセル表示部６の入力端子７に表示信号発生器１４（図２に記載）から送出される表示信号を印加すると、制御回路５が予め決められた信号プロトコルに対応した処理を行うことによって、それぞれのＬＥＤに発光信号８を送出し、その発光信号８の情報に応じた明るさで各ＬＥＤが光る。制御回路５の出力端子９からは、次の段に準備されているピクセル表示部６（図示せず）に対応する表示信号を出力する。

図２は、４個のピクセル表示部６を用いて構成した表示ユニット１０の例である。
図３は、図２に示す４個のピクセル表示部６に設けられている制御回路（５ａ～５ｄ）のそれぞれの入力端子（７ａ～７ｄ）に与える表示データのタイミングチャート３０である。なお、図３における入力端子７ａは制御回路５ａの入力端子であり、同様に、入力端子７ｂは制御回路５ｂの入力端子、入力端子７ｃは制御回路５ｃの入力端子、入力端子７ｄは制御回路５ｄの入力端子である。
図２及び図３に示すように、表示信号発生器１４から送り出される信号が、表示ユニット１０の入力端子１２を通して制御回路５ａの入力端子７ａに印加される。表示信号発生器１４から送り出さる信号３１は、時系列的に制御回路５ａのピクセルデータ３５、制御回路５ｂのピクセルデータ３６、制御回路５ｃのピクセルデータ３７、制御回路５ｄのピクセルデータ３８となっている。制御回路５ａのピクセルデータ３５、制御回路５ｂのピクセルデータ３６、制御回路５ｃのピクセルデータ３７、制御回路５ｄのピクセルデータ３８のそれぞれは、緑色ＬＥＤ４、青色ＬＥＤ３、赤色ＬＥＤ２の輝度情報として各８ビット、計２４ビットの情報を有しており、各ＬＥＤの輝度情報として２５６レベル、緑色、青色、赤色３色としての色情報（２５６の３乗）は、１６００万色で表現できる。制御回路５ａの入力端子７ａに印加される信号３１は、制御回路５ａにおいて制御回路５ａのピクセルデータ３５だけを取り込み、発光情報として緑色ＬＥＤ４、青色ＬＥＤ３、赤色ＬＥＤ２に発光信号８として送る。制御回路５ａの出力端子９からは次段の制御回路５ｂに信号３２を送るが、信号３２には制御回路５ａのピクセルデータ３５が既に処理済みなので取り除かれたものとなっている。

以下、同様な処理により、４個設けられているピクセル表示部６のそれぞれの制御回路５ａ、制御回路５ｂ、制御回路５ｃ、制御回路５ｄは、それぞれ制御回路５ａのピクセルデータ３５、制御回路５ｂのピクセルデータ３６、制御回路５ｃのピクセルデータ３７、制御回路５ｄのピクセルデータ３８を個別に取り込むことによって、各制御回路（５ａ～５ｄ）に内蔵されている緑色ＬＥＤ４、青色ＬＥＤ３、赤色ＬＥＤ２が、それぞれの信号に応じた明るさで光る。このように制御回路５ａのピクセルデータ３５、制御回路５ｂのピクセルデータ３６、制御回路５ｃのピクセルデータ３７、制御回路５ｄのピクセルデータ３８の４つのピクセルデータは、１つの塊となったサイクルデータ３９を形成する。表示したい画面が静止画であれば表示信号発生器１４からは、同じサイクルデータ３９を繰り返して送れば良いし、動画表示としたい場合は表示信号発生器１４から順次変更したサイクルデータ３９を表示ユニット１０に与えるようにすればよい。
このようにピクセル表示部６に対応するＷＳ２８１２の使用個数（図２では４個）と、表示信号発生器１４から発信されるサイクルデータ３９を構成するピクセルデータの数（図２では４個）を同一にすることにより、表示ユニット１０は意図する情報を正常に表示することができる。

ここで第２のベース基板１１の透過率は、第２のベース基板１１の後方の設置環境の明るさにもよるが、概ね１０％あれば後方景色が認識できるので、第２のベース基板の１１の透過率は１０％以上の透過率を有することが望ましい。また、第２のベース基板の厚さは使用する材料にもよるが、フレキシブル性を有するためには少なくとも１ｍｍ以下の厚さが好ましい。
なお、第２のベース基板１１の素材は、軽量、透明かつフレキシブル性を有する大画面ディスプレイを実現するために、無機材料であればフレキシブル性を持たせるために板厚が２００μｍ以下の薄いガラスを用いてもよい。５０μｍ以下の厚さのガラスはさらに軽量であり、フレキシブル性に優れるので、より好都合である。有機材料であれば熱可塑性としてポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ／ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ／ＯＰＳ）、アクリル（ＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）など、熱硬化性であればポリイミド（ＰＩ）、その他のものとしては、トリアセテート（ＴＡＣ）のような絶縁材料を用いることができる。

図４は、ピクセル表示部６の外形寸法図である。図４（１）は図１と同様の平面図、（２）は図１におけるＡ－Ａ断面図、（３）は図１におけるＢ－Ｂ断面図を示している。第１のベース基板１の横の長さがＸｍｍ、縦の長さがＹｍｍ、高さがＺｍｍである。
図５は、図２と同様に水平方向に４個のピクセル表示部６を並べて構成した表示ユニット１０を示したものであり、ピクセル表示部６のピクセルピッチＸｐの最小幅を説明する図である。
大画面ディスプレイの解像度を少しでも上げるためにはピクセル表示部６のギャップ間隔ｄＸを０（ゼロ）にしたいが、第２のベース基板１１にピクセル表示部６を実装する際に、実装ロボットのアーム（手）はピクセル表示部６の左側面２１と右側面２２を持ち、第２のベース基板１１の所定の位置にセットする必要がある。第２のベース基板１１の表面には予め信号電極線（未掲載）と接合電極（未掲載）が設けられていて、接合電極上には導電性接着剤が塗布されている。実装ロボットのアームはピクセル表示部６の信号電極（未掲載）を接合電極に重なるようにセットすることにより、導電性接着剤によって電気的に接続される。このようにピクセル表示部６を第２のベース基板１１の所定の場所に実装する実装ロボットのアームの厚さが薄いもので０．１ｍｍ程度あるため、ギャップ間隔ｄＸの最小幅は左側面４１と右側面４２と合わせて０．２ｍｍとなる。このように大画面ディスプレイの水平方向における最小解像度（最小幅のピクセルピッチ）は、最小幅のピクセルピッチをＸｐａとすると、Ｘｐａ＝Ｘ＋０．２ｍｍとなる。大画面ディスプレイは設置環境に応じて、ピクセルピッチＸｐの値は変動する。すなわち監視位置と大画面ディスプレイとの距離が長くてよい場合はピクセルピッチＸｐの間隔を大きくしてよいし、監視距離が短い場合はピクセルピッチＸｐを小さくしないと大画面ディスプレイの表示画面にザラザラ感が出て画質が低下する。すなわち、大画面ディスプレイのピクセルピッチＸｐは、Ｘｐ＝Ｘ＋ｄＸであって、最小幅のピクセルピッチＸｐａは、Ｘｐａ＝Ｘ＋０．２ｍｍとなる。

大画面ディスプレイの水平方向の最小解像度は上述のようにして決まるが、垂直方向についても同様な考えで決まる。すなわち垂直方向におけるピクセル表示部６のギャップ間隔は、実装ロボットのアームがピクセル表示部６の左側面２１と右側面２２を持って第２のベース基板１１に先にセットすると、実装ロボットのアームによる上側面２３と下側面２４を持っての実装プロセスが不要となるので、厳密には垂直方向のピクセル表示部６のギャップ間隔は０（ゼロ）でよいが、大画面ディスプレイに表示される画質は、水平方向と垂直方向のピクセル表示部６のピクセルピッチの幅が異なると、表示画像の水平方向のピクセルピッチと垂直方向のピクセルピッチの長さが異なることよる画質歪が生じるため、垂直方向のピクセルピッチと水平方向のピクセルピッチの間隔を同一にする方が、画質が優れる。

図６は、１６個のピクセル表示部６を用いて構成した表示ユニット４０の例である。図２と異なるところは垂直方向にピクセル表示部６を４列並べたことと、信号入力端子４１を設けたところにある。
図２においてはピクセル表示部６の使用個数（図２では４個）と、表示信号発生器１４から発信されるサイクルデータ３９を構成するピクセルデータの数（図２では４個）を同一にすることにより、表示ユニット１０は意図する情報を正常に表示することができると説明したように、図6においてはピクセル表示部６の使用個数が16個であるので、ピクセル表示部６の制御回路５ａの入力端子７に入力するピクセルデータの数も１６個に設定することにより、正常な表示が可能となる。ピクセル表示部６の制御回路５ａの入力端子７は信号入力端子４１と接続されており、外部にある表示信号発生器(未掲載)からの表示信号を受け取る。
水平方向に４個、垂直方向に４個、合計１６個のピクセル表示部を配列する場合、表示ユニット４０間の配列部の存在をなくすためには水平方向の場合、水平ギャップ間隔４４のｄＸと水平端の幅４５のΔＸの関係をｄＸ＝２×ΔＸに、垂直方向の場合、垂直ギャップ間隔４２のｄＹと垂直端の幅４３のΔＹの関係をｄＹ＝２×ΔＹにすれば、配列部のつなぎ目が発生しないので配列部による画質劣化がなくなり、高画質の大画面ディスプレイが提供できる。

表示ユニット４０には、外部に設ける表示信号発生器(未掲載)から表示信号を受ける信号入力端子４１が必要なので、表示ユニット４０の端部に信号入力端子４１を取り付ける入力端子取り付け領域４６を設ける必要がある。通常、入力端子取り付け領域４６の垂直方向の長さは、垂直ギャップ間隔４２のｄＹの長さより長い場合が多く、この場合、図６の例においては水平方向には表示ユニット４０を配列する数には制限を与えないが、垂直方向には入力端子取り付け領域４６があるので表示ユニット４０の数は２個に制限される。すなわち、表示ユニット４０を垂直方向に２個並べる際に、お互いの表示ユニットの底面部４７を接合することによって、その接合部すなわち配列部の光らない幅が垂直ギャップ間隔４２のｄＹと同じ長さになるので、垂直方向に連続性をもったピクセルピッチ間隔が実現でき、その結果、画質低下のない大画面ディスプレイが実現できる。

図７は、水平方向の表示ユニット４０の数が３個以上であり、垂直方向に２個並べた大画面ディスプレイを示したものである。それぞれの表示ユニット４０の配列部の光らない幅は、上述したように表示ユニット４０内のピクセル表示部６間の光らない部分の幅と等しくしているので、たとえば水平方向の表示ユニット４０の数を１０個、垂直方向の表示ユニット４０の数を２個用いた大画面ディスプレイ５０であっても表示ユニット４０間の配列部が目立たないので、単一パネルのような大画面ディスプレイ５０となり表示品質の高い大画面ディスプレイが実現できる。
第３のベース基板５１の透過率は、第３のベース基板５１の後方の設置環境の明るさにもよるが、概ね１０％あれば後方景色が認識できるので、第３のベース基板の５１の透過率は１０％以上の透過率を有することが好ましい。また、第３のベース基板５１の厚さは使用する材料にもよるが、フレキシブル性を有するためには少なくとも１ｍｍ以下の厚さが好ましい。

ここで第２のベース基板１１の透過率が１０％、第３のベース基板５１の透過率が１０％のものを用いると、第３のベース基板５１と重なる部分の透過率が１％となってしまい透明性を失うので、第２のベース基板１１と第３のベース基板５１が重なった部分においては、大画面ディスプレイ５０の透過率が１０％になるように第２のベース基板１１と第３のベース基板５１の透過率を調整する。たとえば、第２のベース基板１１の透過率が５０％であれば、第３のベース基板５１の透過率を２０％に選定する。ただし水平、垂直のピクセルピッチがピクセル表示部６の横幅Ｘと縦幅Ｙより十分に大きい場合は、大画面ディスプレイの透過率は水平ギャップ間隔ｄＸ、垂直ギャップ間隔ｄＹの大きさが支配的になってくるので、大画面ディスプレイの透明性を維持するためには第３のベース基板５１の透過率を第２のベース基板１１の透過率より大きくするほうが透過性に効果的である。すなわちピクセル表示部６間の水平ギャップ間隔ｄＸ、垂直ギャップ間隔ｄＹがピクセル表示部６の横幅Ｘ、縦幅Ｙの大きさより大きい場合、大画面ディスプレイの透明性を維持するための効果は第３のベース基板５１の透過率が大きい方が大きくなるので、第３のベース基板５１の透過率を第２のベース基板１１の透過率より大きくすればよい。

大画面ディスプレイ５０の大形透明スクリーンとなる一枚シートの第３のベース基板５１は両面が平坦であり、また表示ユニット４０についてはピクセル表示部６が設けられている第２のベース基板１１の反対面は平坦であることから、たとえば第３のベース基板５１の一方面に透明接着剤を塗工しておけばその面と、ピクセル表示部６が設けられている第２のベース基板１１の反対面を貼り合せることによって軽量、透明、フレキシブルである１枚シートの大画面ディスプレイ５０が実現できる。
第３のベース基板５１は、軽量、透明かつフレキシブル性を有する大画面ディスプレイ５０を実現するために、無機材料であればフレキシブル性を持たせるために板厚が２００μｍ以下の薄いガラスを用いてもよいし、さらに好ましいのは５０μｍ以下の厚さのガラスを用いてもよい。有機材料であれば熱可塑性としてポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ／ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ／ＯＰＳ）、アクリル（ＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）など、熱硬化性であればポリイミド（ＰＩ）、その他のものとしては、トリアセテート（ＴＡＣ）のような絶縁材料を用いることができる。

図７の第３のベース基板５１は後方の情景が見える素材であれば何でもよい。たとえば透過性のある布生地であってもよい。布生地としてポリエステル製の繊維で編んだメッシュ布は、薄くて軽い、そしてフレキシブル性に優れる。またメッシュ（網目）の大きさにより透過性も変えることができる。このようなメッシュ布を第３のベース基板５１に用いて大画面ディスプレイ５０を構成することによっても同様な効果が得られる。

また、第３のベース基板５１に透過率が可変できる分散型液晶フィルムを用いてもよい。分散型液晶フィルムは、透明と不透明を電子的に切り替えることができる。分散型液晶フィルムとは２枚の透明導電膜付きポリエステルフィルムの間に、透明ポリマー層にネマティック液晶を封入したカプセルを分散させて挟み込んだもので、透明導電膜付きポリエステルフィルムの両端に電圧を印加すると、透明導電膜の電極に対してネマティック液晶分子が平行に配向する。
このように並んだ状態で屈折率がポリマー層と同じネマティック液晶であればカプセルの界面がなくなった状態となり、光は散乱せず直進する。その結果、ポリエステルフィルムは透明になる。
２枚のポリエステルフィルムの両端に電圧を印加しない状態では棒状分子であるネマティック液晶はカプセルの内壁に沿って並ぶので、入射光はポリマー層とネマティック液晶の屈折率の違いおよび液晶の複屈折性によって、カプセルの表面や内部で屈折する。その結果、光は直進できず散乱し不透明となる。
このような分散型液晶フィルムを第３のベース基板５１に用いれば、大画面ディスプレイ５０の表示内容や、大画面ディスプレイ５０の設置環境によって第３のベース基板５１を透明或は不透明に電子的に切り替えることができる。

図８は、図７に示す大画面ディスプレイの断面図であり、（１）はＣ－Ｃ断面図、（２）はＤ－Ｄ断面図を示している。なお、図８は、大画面ディスプレイ５０の表面に塵、埃等を付かないようにラミネートフィルム６０を設けた断面図である。ラミネートフィルム６０は通常透明フィルムを用いるが、透明性を維持した散乱機能をもった拡散フィルムを設けてもよい。拡散フィルムを用いるとＬＥＤで発光した光が全方位に拡散するので、大画面ディスプレイ５０の後方側から観ても表示情報を観ることができる。ただ、裏側から観える表示画面は正面から観える表示画面の反対画面となるので、正常画面で表示したい場合は大画面ディスプレイに送る表示信号を裏側から観ても正常に表示される信号の送り方をすれば、裏側から観ている人々にも正常な表示画面を観ることができるので、設置環境に応じては有効な表示手段となる。

なお、上記の実施例では、ピクセル表示部６にＷｏｒｌｄｓｅｍｉ社の品名がＷＳ２８１２を用いて説明したが、本発明は第１のベース基板１の上に赤色ＬＥＤ２、青色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ４が各１個と、制御回路５の代わりに制御回路５と同様な機能を有した別の回路部を用いても、その効果は変わらないものである。
なお、図中、同一符号、同一記号は、同じ機能、同じ効果を示すものである。

本発明の大画面ディスプレイは、軽量、透明性、フレキシブル性を有しており、軽量になることにより、大画面ディスプレイを設置するために特別に頑丈な取り付け土台を設ける必要がなくなる。スクリーンが透明になるので、大画面スクリーン後方の景色、情景を観ることができる。フレキシブル性を有しているので、設置環境が曲面であっても取り付けが可能になるので応用範囲が拡がる。
したがって、本発明は、多くの人々が集まる場所や、多くの人々が往来する場所に設置される大画面ディスプレイとして有用である。

１ 第１のベース基板
２ 赤色ＬＥＤ
３ 青色ＬＥＤ
４ 緑色ＬＥＤ
５ 制御回路
６ ピクセル表示部
７ 入力端子
８ 発光信号
９ 出力端子
１０ 表示ユニット
１１ 第２のベース基板
１２ 入力端子
１３ 出力端子
１４ 表示信号発生器
２１ 左側面
２２ 右側面
２３ 上側面
２４ 下側面
３０ タイミングチャート
３１～３４ 信号
３５～３８ ピクセルデータ
３９ サイクルデータ
４１ 信号入力端子
４２ 垂直ギャップ間隔
４３ 垂直端の幅
４４ 水平ギャップ間隔
４５ 水平端の幅
４６ 入力端子取り付け領域
４７ 表示ユニットの底面部
５０ 大画面ディスプレイ
５１ 第３のベース基板
６０ ラミネートフィルム

Claims (7)

1. 第１のベース基板上に赤色、青色、緑色の３種類のＬＥＤと、それらのＬＥＤの発光を制御する制御回路とを有するピクセル表示部を、第２のベース基板上に一次元あるいは二次元方向に複数個配列して構成してなる表示ユニットを水平方向と垂直方向に二次元的に複数個配列して構成する大画面ディスプレイであって、
   前記表示ユニットは、
   表示面側における前記ピクセル表示部の水平方向の長さがＸｍｍ、垂直方向がＹｍｍであり、
   水平方向の前記ピクセル表示部の設置間隔（ピクセルピッチ）がＸｐ、前記ピクセル表示部間のギャップ間隔がｄＸであり、
   垂直方向の前記ピクセル表示部の設置間隔（ピクセルピッチ）がＹｐ、前記ピクセル表示部間のギャップ間隔がｄＹであるとすると、
   水平方向の設置間隔Ｘｐ＝Ｘ＋ｄＸ、ギャップ間隔ｄＸ≧０．２ｍｍ、垂直方向の設置間隔Ｙｐ＝Ｙ＋ｄＹ、ギャップ間隔ｄＹ≧０．２ｍｍの関係が成り立ち、
   前記表示ユニットの水平端の幅をΔＸとすると、前記ギャップ間隔ｄＸと水平端の幅ΔＸの関係がｄＸ＝２×ΔＸであり、
   前記表示ユニットの垂直端の幅がΔＹとすると、前記ギャップ間隔ｄＹと垂直端の幅ΔＹの関係がｄＹ＝２×ΔＹであり、
   前記第２のベース基板は一方の面が平坦であって、前記第３のベース基板は両面が平坦であると共に、前記第２のベース基板の平坦面または前記第３のベース基板の一方の平坦面の間に透明接着材があり、第２のベース基板と第３のベース基板が貼り合わされ、
   前記第２のベース基板の透過率および前記第３のベース基板の透過率が１０％以上、前記第２のベース基板と前記第３のベース基板が重なる部分の透過率が１０％以上になるように、前記第２のベース基板または前記第３のベース基板の透過率が設定され、
   前記ピクセル表示部間の前記水平ギャップ間隔ｄＸ、前記垂直ギャップ間隔ｄＹが、前記ピクセル表示部の水平方向の長さＸｍｍ、垂直方向の長さＹｍｍより大きい場合には、前記第３のベース基板の透過率が前記第２のベース基板の透過率より大きいことを特徴とする大画面ディスプレイ。
2. 前記表示ユニットが第３のベース基板の上に水平方向に複数個配列されており、その水平方向に配列する各々の前記表示ユニットの一辺側に外部との信号のやり取りをする端子を設けた入力端子取り付け領域があり、その一辺と向かい合った対向辺には、前記表示ユニットの底面部を有し、垂直方向に隣り合う２個の前記表示ユニットが前記底面部同士で接合されていることを特徴とする請求項１に記載の大画面ディスプレイ。
3. 前記第２のベース基板および前記第３のベース基板は、材質が有機材料の場合には、その厚さは少なくとも１ｍｍ以下であり、
   無機材料のガラス基板の場合には、その厚さは２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の大画面ディスプレイ。
4. 第２のベース基板および第３のベース基板は、無機材料のガラス、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ／ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ／ＯＰＳ）、アクリル（ＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、トリアセテート（ＴＡＣ）から選択される絶縁材料を用いることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の大画面ディスプレイ。
5. 第３のベース基板に透過性のあるメッシュ構造の布生地を用いたことを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の大画面ディスプレイ。
6. 第３のベース基板に透過率が可変できる分散型液晶フィルムを用いたことを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の大画面ディスプレイ。
7. 大画面ディスプレイの表面に透明あるいは散乱機能を持ったラミネートフィルムを設けたことを特徴とする請求項１～６の何れかに記載の大画面ディスプレイ。

Images