JPH10319871A - Ｌｅｄディスプレイ装置 - Google Patents

Ｌｅｄディスプレイ装置

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JPH10319871A
JPH10319871A JP12853197A JP12853197A JPH10319871A JP H10319871 A JPH10319871 A JP H10319871A JP 12853197 A JP12853197 A JP 12853197A JP 12853197 A JP12853197 A JP 12853197A JP H10319871 A JPH10319871 A JP H10319871A
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led
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green
blue
red
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JP12853197A
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Shingo Kawakami
真吾 川上
Junichi Mizutani
淳一 水谷
Hidemoto Mori
英基 森
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KOUHA KK
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
KOUHA KK
Toyoda Gosei Co Ltd
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Priority to TW89217885U priority patent/TW456588U/zh
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    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 混色性、及びホワイトバランスの向上を図り
ながら配光特性を広くすると共に高輝度化を図ること。 【解決手段】 赤色ＬＥＤ２００Ｒの上に緑色ＬＥＤ２
００Ｇを配置し、その下に青色ＬＥＤ２００Ｂを配置し
てこれらを垂直線上に一列に並べた。また、出射光を反
射する反射壁２０７ａを設け、且つ、緑色ＬＥＤ２００
Ｇおよび青色ＬＥＤ２００ＢをＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体によって構成した。更に、光拡散性レンズ３を使用し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフルカラー型のＬＥ
Ｄディスプレイ装置に関し、特に、混色性、及びホワイ
トバランスの向上を図りながら配光特性を広くすると共
に高輝度化を図ったＬＥＤディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高輝度の青色のＬＥＤができたことによ
り、青，赤，緑の３原色の発光を用いたフルカラーＬＥ
Ｄディスプレイ装置の作製が可能となってきている。こ
のＬＥＤディスプレイ装置を使用した大型ディスプレイ
が作られて、例えば、ビルの側面等に取り付けられ、歩
行者等の目を引くようになってきた。また最近では、緑
色のＬＥＤについても高輝度化が達成され、従来、赤、
青に比較して多くの個数を必要としてきた緑色において
も同数のＬＥＤでフルカラー化が可能となった。
【０００３】ＬＥＤディスプレイ装置は、一般的に次の
２つのタイプに分けられる。 (1) 大型ディスプレイ 異なる発光色の複数の砲弾型形状のＬＥＤランプを使用
して１ドットを形成し、これを縦横に１６×１６（＝２
５６ドット）並べて１モジュール（漢字１文字表示対
応）とし、そのモジュールを縦横に複数並べて構成され
る。これは主にビルの側面表示や高速道路の案内表示等
に用いられる。 (2) 小型〜中型ディスプレイ 異なる発光色を有する複数のＬＥＤチップを使用して１
ドットの砲弾型形状のＬＥＤランプを形成し、これを縦
横に１６×１６（＝２５６ドット）等並べて１モジュー
ルとし、そのモジュールを縦横に複数並べて構成され
る。これは主に駅構内の列車ダイヤ案内等に用いられる
【０００４】ところで、このようなフルカラー型のＬＥ
Ｄディスプレイ装置は、異なる発光色を有する複数のＬ
ＥＤチップもしくは複数のＬＥＤランプを各画素に用い
るため、以下の特性が要求される。 (1) 優れた混色性 (2) 優れたホワイトバランス (3) 広い配光特性 (4) 高輝度
【０００５】図５の(a),(b) は前述した複数のＬＥＤチ
ップを使用した砲弾型形状のＬＥＤランプを示す。この
ＬＥＤランプ４は、小型〜中型ディスプレイに主として
使用されるもので、拡散材が添加された樹脂から成り、
３つのＬＥＤチップ２０Ｇ（緑），２０Ｒ（赤），２０
Ｂ（青）を封入するレンズ４０と、ＬＥＤチップ２０
Ｇ，２０Ｒ，２０Ｂを実装するリードフレーム４１によ
って構成される。
【０００６】図６はこのＬＥＤランプ４を使用したＬＥ
Ｄディスプレイ装置を示す。このＬＥＤディスプレイ装
置は、ＬＥＤランプ４をプリント基板１０上に縦横に１
６×１６（＝２５６ドット）配置して構成されている。
このＬＥＤディスプレイ装置では、プリント基板に配置
する場合、リードフレームの近づきすぎによるプリント
基板上の配線パターンの接触を防止するために斜めに実
装する必要があり、これに伴いＬＥＤチップ２０Ｇ，２
０Ｒ，２０Ｂの配置も斜めになる。
【０００７】図７は図６のＬＥＤディスプレイ装置を点
灯させたときのＡ−Ａ方向から見た場合の配光特性を測
定した結果を示す。横軸は視認者がＬＥＤディスプレイ
装置を見る角度を表し、縦軸は最大輝度を１としたとき
の相対輝度を表す。この図から明らかなように、領域ａ
は３色とも１／２以上の相対輝度を有し、領域ｂ1 およ
びｂ2 は少なくとも１色が１／２以上の相対輝度を有す
る。一方、領域ｃは３色とも１／１０以上の相対輝度を
有する。以上より、領域ｃ、即ち、９０°の範囲にわた
って表示内容を視認することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＬＥＤ
ディスプレイ装置によると、３つのＬＥＤチップを斜め
に実装しているため、領域ｂ1 およびｂ2 に色くずれが
発生している。特に、領域ｂ1 では、緑色の輝度が低
く、領域ｂ2 では、緑色の輝度が高いので、十分なホワ
イトバランスを得ることができない。また、赤色は青色
と緑色と混色しにくいが、領域ｂ1 およびｂ2 では、赤
色の相対輝度の上下に青色および緑色の相対輝度が位置
しているので、良好な混色性を得ることができない。
【０００９】従って、本発明の目的は混色性、及びホワ
イトバランスの向上を図りながら配光特性を広くすると
共に高輝度化を図ることができるＬＥＤディスプレイ装
置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、複数の画素に対応する複数のＬＥＤを所定
のパターンに配置して所定の画像を表示するＬＥＤディ
スプレイ装置において、１画素に対応するＬＥＤは、緑
色ＬＥＤ，赤色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤが、縦方向に一
列に上より前記緑色ＬＥＤ，前記赤色ＬＥＤ，前記青色
ＬＥＤの順序で配置された構成を有したＬＥＤディスプ
レイ装置を提供するものである。
【００１１】また本発明は、基板に反射壁を有した窪み
を形成し、前記窪みの底面にＬＥＤを搭載してその出力
光を前記反射壁で反射させながら出射するＬＥＤ表示装
置において、前記ＬＥＤは、緑色ＬＥＤ，赤色ＬＥＤお
よび青色ＬＥＤが、縦方向に一列に上より前記緑色ＬＥ
Ｄ，前記赤色ＬＥＤ，前記青色ＬＥＤの順序で配置され
た構成を有したＬＥＤディスプレイ装置を提供するもの
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明のＬＥＤディスプレ
イ装置について添付図面を参照しながら詳細に説明す
る。
【００１３】図１の(a),(b) は本発明の第１の実施の形
態のＬＥＤディスプレイ装置を示す。このＬＥＤディス
プレイ装置は、縦方向に一列に上より緑色ＬＥＤ，赤色
ＬＥＤ，及び青色ＬＥＤの順序で配置されたものを１画
素として、これが縦横にそれぞれ１６個配列された２５
６個の発光部（図示せず）を一面に有した基板２と、基
板２の一面上に配置され、縦横にそれぞれ１６個配列さ
れて各発光部をそれぞれ被覆する２５６個の樹脂製のレ
ンズ３を有した樹脂製のリフレクトケース３０より構成
されている。
【００１４】リフレクトケース３０は、図３において後
述するが、所定の位置にレンズ３と反対側に突出した突
起３１が形成され、基板２の対応する位置に形成された
貫通孔（図示せず）に突起３１を基板２の一面から挿入
して先端を他面から突出させ、且つ、突出した先端を加
熱溶融させて溶着部３２を形成することによって基板２
と固定された構成を有している。
【００１５】図２の(a) は基板２の１つの発光部を示
し、基板２上に縦方向に形成された３つの窪み２０７
Ｇ，２０７Ｒ，２０７Ｂの底面に固定され、縦方向に直
線状に配列された３つのＬＥＤ２００Ｇ（緑），２００
Ｒ（赤），２００Ｂ（青）を有する。ＬＥＤ２００Ｇは
窒化物系のＩＩＩ（３）−Ｖ（５）族化合物半導体によ
って構成され、上面に形成された第１の電極がボンディ
ングワイヤ２０６Ｇを介して緑電極パターン２０３Ｇに
接続され、同じように上面に形成された第２の電極がボ
ンディングワイヤ２０８Ｇを介して共通電極パターン２
０４に接続されている。ＬＥＤ２００Ｒは上面に形成さ
れた第１の電極がボンディングワイヤ２０６Ｒを介して
赤電極パターン２０３Ｒに接続されている。ＬＥＤ２０
０Ｂは窒化物系のＩＩＩ（３）−Ｖ（５）族化合物半導
体によって構成され、上面に形成された第１の電極がボ
ンディングワイヤ２０６Ｂを介して青電極パターン２０
３Ｂに接続され、同じように上面に形成された第２の電
極がボンディングワイヤ２０８Ｂを介して共通電極パタ
ーン２０４に接続されている。３つの窪み２０７Ｇ，２
０７Ｒ，２０７Ｂは共通の反射壁２０７ａによって囲ま
れている。
【００１６】図２の(b) は図２の(a) の線Ｂ−Ｂに沿っ
た断面を示し、同一の部分を同一の引用数字で示してい
るので重複する説明は省略し、以下、図２の(a) で示さ
れなかった部分を説明する。前述した基板２はエポキシ
樹脂を含浸された不織ガラス繊維で構成された基材層２
０２を有する。基材層２０２は金属層によって形成され
た反射壁２０７ａによって囲まれた窪み２０７Ｇ，２０
７Ｒ，２０７Ｂを形成されており、その上面に緑電極パ
ターン２０３Ｇ，赤電極パターン２０３Ｒ，青電極パタ
ーン２０３Ｂ，共通電極パターン２０４が形成されてお
り、また、その裏面に所定の配線パターン２１１が形成
されている。窪み２０７Ｒは、赤色用のＬＥＤ２００Ｒ
が他のＬＥＤ２００Ｇ，２００Ｂよりも高さが大である
ので、他の窪み２０７Ｇ，２０７Ｂよりも深さが大にな
っていて各ＬＥＤの上面がレベル的に一致させられてい
る。ＬＥＤ２００Ｇ，２００Ｂの絶縁性の底面、および
ＬＥＤ２００Ｒの下部電極は導電性ペーストである銀ペ
ースト２１２Ｇ，２１２Ｒ，２１２Ｂによって窪み２０
７Ｇ，２０７Ｒ，２０７Ｂの底面において金属層２０１
Ｇ，２０１Ｂおよび電極パターン２０１Ｒに固定されて
いる。ＬＥＤ２００Ｇ，２００Ｒ，２００Ｂは、リフレ
クトケース３０に係合されたレンズ３によって被覆され
ている。レンズ３は、後で詳述するが、係合部３１０，
平面部３２０，半球状部３３０および曲面部３４０で構
成され、リフレクトケース３０に形成されたテーパー状
の開口３０Ａに係合部３１０および平面部３２０を圧入
することによってリフレクトケース３０に係合された構
成を有している。
【００１７】図３の(a) は前述したリフレクトケース３
０の側面を示す。リフレクトケース３０は、ＡＢＳ樹脂
等から成り、前述したように、２５６個のレンズ３が一
面側に突出するように係合されていると共に、所定の位
置にレンズ３と反対側に突出した９本の突起３１が形成
されている。
【００１８】図３の(b),(c) はレンズ３の１つを示す。
レンズ３は、光拡散材が添加されたアクリル樹脂等から
成り、光軸方向に伸びて四角柱を構成する４つの平面部
３２０と、光入射面であると共に略半球状の空間を内部
に提供する半球状部３３０と、光出射面である曲面部３
４０と、平面部３２０の外形を拡大して形成され、リフ
レクトケース３０の開口３０Ａに圧入される係合部３１
０によって構成されている。光拡散材としては、シリカ
等の無機材料が代表的であるが、これに限定されず、有
機材料であっても良い。
【００１９】図４は第１の実施の形態のＬＥＤディスプ
レイ装置における横方向の配光特性であり、図７の配光
特性と対応する。これから判るように、色ずれが発生す
る領域ｂ1 およびｂ2 が実質的に無視できるようになっ
ている。また、視認範囲が１２０°に拡大されている
（Ｃ＝１２０°）。
【００２０】図２の(b) の説明に戻ると、ＬＥＤ２００
ＧをＬＥＤ２００Ｒおよび２００Ｂの上に配置したの
で、ＬＥＤ２００Ｇの垂直方向の配光特性を矢印Ａで示
すように、下向きにすることができる。ＬＥＤディスプ
レイ装置は、通常視点より高い位置に設置されることが
多いので、この配光特性によってＬＥＤ２００Ｇの輝度
の低下を抑えることができる。その結果、優れたホワイ
トバランスを得ることができる。
【００２１】図２の(a),(b) の説明に戻ると、ＬＥＤ２
００Ｇおよび２００Ｂによって利用される反射壁２０７
ａの面積がＬＥＤ２００Ｒによって利用される面積より
大になっているので、十分な輝度の緑色および青色の出
射光を得ることができる。また、ＬＥＤ２００Ｇおよび
２００ＢがともにＬＥＤ２００Ｒに隣接しているので、
ＬＥＤ２００Ｇおよび２００Ｂの輝度低下の防止効果を
相俟って十分な混色性の向上を期することができる。特
に、ＬＥＤ２００Ｇおよび２００Ｂは、窒化物系のＩＩ
Ｉ（３）−Ｖ（５）族化合物半導体から製造されたＬＥ
Ｄであるので、１チップで構成することができる。
【００２２】本発明のＬＥＤディスプレイ装置は、以上
の実施の形態に詳細に説明されたが、例えば、以下に述
べる変形を行うことができる。 (1) 樹脂製のレンズは光拡散材入りとしたが、指向角よ
り輝度を優先するときは、透明レンズを用いても良い。 (2) ＬＥＤの点灯および非点灯にコントラストをつける
ときは、レンズに黒色系の染料を混ぜても良い。 (3) ＬＥＤを緑，赤，青の順序で垂直方向に一列に配置
したが、同じ順序で２列あるいは３列に並べても良い。 (4) 小型〜中型ディスプレイの使用として適切である
が、大型ディスプレイに適用しても良い。 (5) 窪みによって反射壁を形成したが、窪みを省略して
レンズの内壁面の下部に反射壁を設けても良い。場合に
よっては発光輝度が十分なときは、反射壁を省略しても
良い。
【００２３】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のＬＥＤディ
スプレイ装置によると、赤色ＬＥＤの上に緑色ＬＥＤを
配置し、その下に青色ＬＥＤを配置してこれらを垂直線
上に一列に並べたので、混色性およびホワイトバランス
の向上を図ることができる。また、出射光を反射する反
射壁を設け、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを窒化物系の
ＩＩＩ（３）−Ｖ（５）族化合物半導体によって構成し
たので、高輝度化を図ることができ、且つ、緑および青
の輝度低下を抑えることができる。更に、光拡散性レン
ズを使用したので、配光特性を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤディス
プレイ装置を示し、(a) は平面図、(b) は側面図。
【図２】第１の実施の形態に係る発光部の構成を示し、
(a) は平面図、(b) は(a) のＢ−Ｂ線断面図。
【図３】第１の実施の形態に係るリフレクトケースの構
成を示し、(a) は側面図、(b)はレンズの平面図、(c)
はレンズの断面図。
【図４】第１の実施の形態における配光特性を示すグラ
フ。
【図５】従来のＬＥＤランプの構成を示し、(a) は平面
図、(b) は側面図。
【図６】従来のＬＥＤディスプレイ装置を示す平面図。
【図７】従来のＬＥＤディスプレイ装置における配光特
性を示すグラフ。
【符号の説明】
２ 基板 ３ レンズ ４ ＬＥＤランプ １０ プリント基板 ２０Ｇ ＬＥＤチップ（緑） ２０Ｒ ＬＥＤチップ（赤） ２０Ｂ ＬＥＤチップ（青） ３０ リフレクトケース ３１ 突起 ３２ 溶着部 ４０ レンズ ４１ リードフレーム ２００Ｇ ＬＥＤ（緑） ２００Ｒ ＬＥＤ（赤） ２００Ｂ ＬＥＤ（青） ２０２ 基材層 ２０３Ｇ 緑電極パターン ２０３Ｒ 赤電極パターン ２０３Ｂ 青電極パターン ２０４ 共通電極パターン ２０６Ｇ，２０６Ｒ，２０６Ｂ ボンディングワイヤ ２０７Ｇ，２０７Ｒ，２０７Ｂ 窪み ２０８Ｇ，２０８Ｂ ボンディングワイヤ ２１１ 配線パターン ２１２Ｇ，２１２Ｒ，２１２Ｂ 銀ペースト ３１０ 係合部 ３２０ 平面部 ３３０ 半球状部 ３４０ 曲面部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水谷 淳一 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 森 英基 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の画素に対応する複数のＬＥＤ（Ｌ
    ＥＤ）を所定のパターンに配置して所定の画像を表示す
    るＬＥＤディスプレイ装置において、 １画素に対応するＬＥＤは、緑色ＬＥＤ，赤色ＬＥＤお
    よび青色ＬＥＤが、縦方向に一列に上より前記緑色ＬＥ
    Ｄ，前記赤色ＬＥＤ，前記青色ＬＥＤの順序で配置され
    た構成を有することを特徴とするＬＥＤディスプレイ装
    置。
  2. 【請求項２】 前記緑色ＬＥＤ，前記赤色ＬＥＤおよび
    前記青色ＬＥＤは、略半球状のレンズで覆われている構
    成の請求項１記載のＬＥＤディスプレイ装置。
  3. 【請求項３】 前記緑色ＬＥＤおよび前記青色ＬＥＤ
    は、窒化物系のＩＩＩ（３）−Ｖ（５）族化合物半導体
    によって構成されている請求項１記載のＬＥＤディスプ
    レイ装置。
  4. 【請求項４】 基板に反射壁を有した窪みを形成し、前
    記窪みの底面にＬＥＤを搭載してその出力光を前記反射
    壁で反射させながら出射するＬＥＤ表示装置において、 前記ＬＥＤは、緑色ＬＥＤ，赤色ＬＥＤおよび青色ＬＥ
    Ｄが、縦方向に一列に上より前記緑色ＬＥＤ，前記赤色
    ＬＥＤ，前記青色ＬＥＤの順序で配置された構成を有す
    ることを特徴とするＬＥＤディスプレイ装置。
  5. 【請求項５】 前記緑色ＬＥＤ，前記赤色ＬＥＤおよび
    前記青色ＬＥＤは、略半球状のレンズで覆われている構
    成の請求項４記載のＬＥＤディスプレイ装置。
  6. 【請求項６】 前記緑色ＬＥＤおよび前記青色ＬＥＤ
    は、窒化物系のＩＩＩ（３）−Ｖ（５）族化合物半導体
    によって構成されている請求項４記載のＬＥＤディスプ
    レイ装置。
  7. 【請求項７】 前記緑色発光ダイオート，前記赤色ＬＥ
    Ｄおよび前記青色ＬＥＤは、前記窪みとして固有の窪み
    を有し、前記緑色ＬＥＤおよび前記青色ＬＥＤの発射壁
    の面積は前記赤色ＬＥＤの面積より大である請求項４記
    載のＬＥＤディスプレイ装置。
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