TWI455084B - Light emitting device - Google Patents

Description

發光裝置

本發明係關於具備LED或LD等發光元件的發光裝置，特別是關於適合作爲文字顯示等、加強銳利度、強調邊緣而顯示的顯示裝置的發光裝置。

目前，發光二極體(Light Emitting Diode:LED)、雷射二極體(Laser Diode:LD)等高亮度的發光元件由於分別對作爲光的三原色的紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)的RGB而進行開發，所以能夠製作大型的自發光型的全彩色顯示器。其中，LED顯示器能夠實現輕量、薄型化，並且具有高亮度、功耗低等特徵，所以作爲在室外也能夠使用的大型顯示器而需求急劇地增加。在尺寸較大的大型LED顯示器中，使用較多的LED，例如在縱300×橫400點的情況下，使用合計達12萬的LED組。隨著這樣的達到1000mcd以上的可超高亮度地發光的LED被開發出，用於在野外使用的能夠進行全彩色或多彩色顯示的大型顯示器用途。這樣的大畫面顯示器設置在建築物的壁面或棒球場、競技場中、或者設置在野外音樂會中應用。另一方面，將高亮度LED作爲顯示消息的光電顯示板或看板、告示板、光電佈告板、或者作爲訊號機或照明用而應用等，各種方面中的應用不斷發展。

這樣的LED顯示裝置是將分別能夠發光RGB的LED 接近地配置、通過混色而作爲1個畫素利用的。各LED通過驅動IC等在希望的時間調節亮度而點亮，能夠通過各LED的混色來進行希望的顏色顯示。此外，在LED顯示器中，有將在樹脂制等的殼體內與多個LED一起配置驅動它們的驅動電路、其自身能夠驅動的LED單元組合而構成的顯示器，和將在殼體內僅配置有多個LED的LED簇(cluster)組合而構成、從外部驅動它的顯示器。例如，通過將各LED單元乃至LED簇固定在設於建築物的壁面的安裝框上，進而將各LED單元乃至LED簇分別用通訊連接器連接，從而能夠構成爲1個LED顯示器。

作爲使用多個LED的發光裝置的例子，圖13中表示LED顯示器。該顯示器將使RGB的LED11a爲一組的1個畫素以矩陣狀配置，通過控制各LED的開啟/關閉及發光量，能夠顯示文字或圖像。具體而言，在陰極側連接分別定電流驅動LED11a的定電流驅動電路35。通過將這樣的LED列多列並列地排列，將各個陽極側經由共同驅動器2B連接到電源電路上，由電源電路供給的電壓V進行驅動。

圖14及圖15中表示構成LED顯示器的各畫素的LED的配置例。在圖14的例子中，將RGB3色的LED以三角形狀配置而構成1個畫素。另一方面，在圖15的例子中，將RGB3色的LED沿縱向配置而構成1個畫素。在任一例子中，各畫素間的間距使縱橫都爲一定值L。此外，RGB3個LED可以採用如圖14所示那樣將按照RGB的每一個封 裝化的3個LED接近地配置在各畫素中的結構、或者如圖15所示那樣將RGB的LED晶片相鄰地封入到1個封裝內的結構。

進而，在室外使用的LED顯示器中，有如圖16所示那樣在各畫素的上方分別固定有天窗(louver)20的情況。天窗10也稱作百葉窗等，是用來將從太陽向發光元件的直射日光等的外光遮蔽來防止反射帶來的對比度的降低或劣化、並且緩和風雨的影響而保護元件的構件。

通過在這樣的顯示器上顯示文字，能夠作為道路資訊顯示板等利用。使用LED的道路資訊顯示板由於能夠容易地變更要顯示的文字，並且文字自發光，所以具有駕駛中的司機也能夠容易地辨認顯示文字的優點。

如果使以矩陣狀配置的LED成為高密度，則能夠進行高精細、高品質的顯示。但是，如果使用的LED的數量增加，則成本花費的上功耗及發熱量也增加，並且用來控制LED的點亮的控制電路變得複雜。所以，進行將矩陣配置的LED以一定的比例拉長間隔的像素構造的措施(例如專利文獻1)。

具體而言，圖17中表示將LED拉長間隔而做成虛擬畫素配置的結構例。虛擬畫素是也稱作虛擬像素、倍頻掃描控制、動態畫素控制等的、將構成畫素的點拉長間隔而顯示的方法。在該例中，如圖14及圖15所示，從使畫素間的間距為L而配置的LED中，將R、B的LED拉長間隔1/4，將G的LED拉長間隔1/2。結果，如圖17中虛線框 所示，通過以間距L配置在正方形上的各頂點上的RGBG的4個LED構成1個畫素。另外，在該例中，在1個畫素中使用兩個G的LED，這是因為考慮到在白平衡調節時對G的LED要求的亮度一般比R、B高。在這樣的配置的情況下，在圖17中用●表示的畫素的中心點成爲虛擬的畫素(假畫素)。此情況下的同色的LED間的間距縱橫都爲2L。如果是該結構，則與圖14、圖15所示的結構相比，由於每L配置1個LED，所以能夠將R、B的使用量減少為1/4、將G的使用量減少爲1/2。

[專利文獻1]日本特許第3313312號公報

但是，如果將LED拉長間隔，則畫素數降低，有顯示品質、特別是銳利度惡化的問題。在顯示靜止的文字的情況較多的資訊顯示板等中，相應於拉長間隔的量，邊緣部分變模糊，漢字等文字顯示輪廓變得不鮮明，有辨認性降低的傾向。特別是，在用於道路資訊顯示板的情況下，從高速移動的車內不能讀取文字，辨認性的降低成爲較大的問題。

特別是，在上述圖17的配置中，由於在縱橫任一方向上都爲虛擬畫素，所以如果例如顯示白色的線則線寬變寬。這暗示了如果想要進行特別精細的文字顯示、則從近距離的辨識性有可能惡化。進而，在圖17的結構中，在所有的點中使用1個封裝的LED，所以與圖15所示的在1個封裝中配置RGB3個LED晶片的結構相比較，封裝的個數自身在總數上相同。因此，能夠實現的成本削減只是LED晶 片的價格部分。

此外，在圖17的配置中，在單色點亮中，相對於R、B以正方形狀配置而點亮、G成爲方格狀的配置、點亮狀態，R、B單色點亮時與點亮狀態不同，有可能給觀察者帶來不適感。

另一方面，在設有天窗的顯示器的情況下，從正面辨識的情況能夠沒有問題地顯示、辨認，但在從斜向的辨識中，會産生有時天窗遮住畫素的一部分而發生“局部遮光”、銳利度降低、或者因構成畫素的LED的配置方式而混色的比例變化、給顯示品質帶來影響的問題。例如，在通過背景色爲R、B點亮(紫紅(G的互補色))來使白色的文字點亮的情況下，從斜向觀察，如果在G中發生“局部遮光”，則白色文字的G的混色率降低。結果，白色文字的顏色向R、B方向轉移，文字色與背景色相似，産生文字資訊的讀取變得困難的可能性。特別是，在道路資訊顯示板中，爲了從遠方也容易辨識而通常設置在較高的位置上，但隨著車接近於道路資訊顯示板，成爲從斜下方仰視來辨識的情況。在這樣的情況下，有通過天窗將畫素的一部分遮蔽、銳利度降低、或者文字色變化而變得難以進行與背景色的區別、文字變得難以辨認的問題。

在這樣使用虛擬畫素的LED顯示器中，通過減少LED的個數，變得容易受到上述那樣的銳利度降低的影響。這在文字顯示等顯示板中成為重要的原因。

本發明是爲了解決以往的這樣的問題而做出的。本發明的一個目的是提供一種即使減少使用的發光元件的數量也能夠抑制銳利度的降低的顯示裝置。

本發明的發光裝置，具備：顯示部，以矩陣狀配置有發光色分別不同的多個發光元件；驅動電路，控制上述發光元件的點亮；其特徵在於，上述發光元件配置爲，使得在上述矩陣的縱或橫向的各線上光的三原色一致。由此，能夠減少使用的發光元件的數量而使驅動電路簡單化，並且能夠進行抑制了顯示品質的降低的銳利度較高的鮮明的顯示。

此外，也可以使構成顯示部的矩陣的點在縱橫的任一個方向上構成爲實際畫素配置，在另一個方向上構成爲虛擬畫素配置。由此，能夠將縱橫任一個方向的點間距做成虛擬畫素配置而減少使用的發光元件數，並且作為實際畫素配置而維持銳利度來抑制整體的顯示品質降低，能夠同時實現成本削減及品質維持。此外，通過僅在縱向或橫向上用虛擬畫素顯示，在不是虛擬畫素的方向上能夠進行實際畫素顯示。例如在用虛擬畫素顯示縱向的情況下，在文字顯示中能夠清楚地顯示橫向的邊緣。因而，與以往的方法相比，從在高速道路上行駛的汽車等那樣的高速移動體也容易進行文字的識別。

進而，較佳者為，在實際畫素配置的各線上配置有發光元件，以使其包括全部的光的三原色；在虛擬畫素配置 的各線上配置有任一個發光色的發光元件。

進而，也可以在實際畫素配置的線的方向上，在相鄰的線間將發光元件偏置配置。

進而，驅動電路根據顯示定時來切換相鄰的發光元件的、構成光的三原色的組合的簇。由此，即使是硬體上相同結構的發光裝置，也能夠通過變更簇的設定而在縱橫任一個希望的方向上實現實際畫素配置下的顯示，能夠根據顯示形態來切換實際畫素配置和虛擬畫素配置，維持顯示品質。

另一方面，另一種發光裝置顯示部，以矩陣狀配置有以具有紅色系、綠色系、藍色系的任一個發光色的第1發光元件、第2發光元件、第3發光元件爲組的簇；驅動電路，控制上述發光元件的點亮；其特徵在於，上述第1發光元件配置在構成上述顯示部的矩陣的格子點上；上述第2發光元件與第3發光元件相鄰，配置在與配置有上述第1發光元件的格子點相鄰的矩陣的格子點上，將這些第1至第3發光元件作爲一組，構成顯示部的畫素。由此，能夠將第2發光元件和第3發光元件收納在一個封裝中等而充分接近地配置，並且能夠以構成矩陣的點的間距單位進行白色等的混色顯示，能夠維持高精細的顯示器顯示。此外，在R、G、B的各單色點亮時，不論是哪個顏色的情況都進行方格狀的點亮，不會因顏色而點亮狀態不同，所以不會給單色點亮的觀察者帶來不適感。

此外，也可以在發光元件的周圍的至少一個面上設有 從上述顯示部突出的天窗。由此，能夠保護發光元件不受外光影響而能夠提高顯示部中的顯示的對比度。

進而，第2發光元件與第3發光元件可以在矩陣的縱橫任一個方向上、在各線上以相同的姿勢相鄰配置，並且相對於相鄰的線以相反的姿勢相鄰地配置。由此，能夠消除如果設置天窗則在從斜向辨識時發生“局部遮光”、因配光角而發生顏色變化的以往的問題。即，即使因天窗而發生“局部遮光”，由於交替地使配置圖案反轉而配置第2發光元件和第3發光元件，所以能夠使“局部遮光”分散到第2發光元件、第3發光元件中而抑制顏色變化，能夠抑制文字資訊的辨識性的惡化等。

進而，在發光元件中優選地使用發光二極體。

此外，可以將發光裝置優選地用作文字資訊顯示用顯示器。由此，能夠實現道路資訊顯示板等、適合於文字顯示的發光顯示裝置。

進而，也可以將構成光的三原色的發光元件中的、發光色不同的兩個元件配置在一個封裝中。由此，通過將兩個LED收納在1個封裝內等，做成使它們充分接近的構造，能夠以較細的線寬表現白色等混色的線，能夠進行很高精度的顯示。

以下，基於附圖說明本發明的實施方式。但是，以下所示的實施方式僅為例示用來將本發明的技術思想具體化 的發光裝置，本發明並不將發光裝置限定為以下的結構。進而，本說明書爲了使申請專利範圍容易理解，將對應於實施方式所示的構件的標號賦予給申請專利範圍及發明內容中所示的構件。但是，決不是將申請專利範圍所示的構件限定為實施方式的構件。特別是，實施方式所述的結構構件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等只要沒有特別特定的記載，就不是將本發明的範圍僅限定於此的意思，只不過是單純的說明例。另外，各附圖所示的構件的大小及位置關係等有爲了使說明變得明確而進行誇張的情況。進而，在以下的說明中，對於相同的名稱、標號表示相同或同質的構件，適當省略詳細的說明。進而，構成本發明的各要素既可以是將多個要素用相同的構件構成而由一個構件兼用作多個要素的形態，也可以相反通過多個構件分擔實現一個構件的功能。

(實施方式1)

圖1表示本發明的實施方式1的發光裝置100的方塊圖。該圖所示的發光裝置100具備：顯示部1，將多個作爲發光元件的LED以m行×n列(m、n是1以上的整數)的矩陣狀排列而成；水平驅動部2(共同驅動器)，對顯示部1的各行，在動態點亮的情況下一邊基於共同位址訊號選擇其各行一邊施加電流；垂直驅動部3，進行與外部控制器等的通訊，是對顯示部1的各列、基於對應於所選擇的各行的圖像顯示資料、經由多個電流供給線供給驅動電流的驅動 電路。水平驅動部2及垂直驅動部3作爲驅動顯示部1的發光元件的點亮的驅動電路發揮功能。在本實施方式中，基於由資料移位元時脈拴鎖器寫入的資料，以空白訊號作爲觸發器，以由色階基準時脈決定的時間量進行由共同位址選擇的LED的點亮。

(顯示部1)

顯示部在形成有導電性圖案的基板上以m行×n列的矩陣狀排列有由多個發光元件構成1個畫素的簇。在發光元件中使用LED、LD等的半導體發光元件或EL、PDP等。半導體發光元件具有輸出相對於輸入的真實性良好、效率良好、能夠以長壽命穩定地使用的優點。在實施方式1中使用LED。LED與電燈泡等相比沒有燈泡碎裂的擔心，從耐久性及成本的方面是較佳的。對於LED簇的配置例在後面敍述。在該實施方式中，通過分別以3個單位相鄰配設有能夠發光紅、綠、藍(R、G、B)的各LED的LED簇構成一個畫素。對於各畫素的每一個，使RGB相鄰的LED能夠實現全彩色顯示。另外，光的三原色一般是指上述R、G、B，但也可以利用CMY系或CMYK系。

LED等半導體發光元件優選地使用通過液相生長法、HDVPE法或MOCVD法在基板上作爲發光層而形成了ZnS、SiC、GaN、GaP、InN、AlN、ZnSe、GaAsP、GaAlAs、InGaN、GaAlN、AlInGaP、AlInGaN等半導體的結構。通過半導體層的材料及其混晶度的選擇，能夠從紫外光到紅 外光選擇各種半導體發光元件的發光波長。特別是，在做成即使在野外也能夠適當地使用的顯示裝置時，要求能夠高亮度發光的發光元件。所以，作爲綠色系及藍色系的高亮度的發光的發光元件的材料，優選地選擇氮化物半導體。例如，作爲發光層的材料，可以使用InXAlYGal-X-YN(0X1，0Y1，X+Y1)等。此外，也可以做成將這樣的發光元件、和被其發光激發、發出具有與發光元件的發光波長不同的波長的光的各種螢光體組合而成的發光元件。作爲紅色系的發光的發光元件的材料，優選地選擇鎵-鋁-砷類的半導體或鋁-銦-鎵-磷類的半導體。另外，爲了做成彩色顯示裝置，優選地將紅色系的發光波長從610nm到700nm、綠色從495nm到565nm、藍色的發光波長從430nm到490nm的LED晶片組合。

發光元件與對該發光元件供給電力的引線電極導電連接，通過用從外部保護發光元件的密封構件覆蓋而做成LED。發光元件優選地使用在生長基板上外延生長了半導體層的半導體發光元件。生長基板可以使用例如藍寶石、尖晶石、SiC、GaN、GaAs等公知的材料。此外，也可以不是藍寶石那樣的絕緣性基板，而通過使用SiC、GaN、GaAs等導電性基板、將p電極及n電極對向地配置。

此外，根據需要，也可以在發光元件的周圍配置波長變換構件、變換發光元件的光的波長、變換爲不同的波長的光並輸出。波長變換構件是通過在例如透光性樹脂中混入被發光元件的光激發而發出螢光的螢光體而形成的構件 。由此，能夠將發光元件的光變換爲更長波長的光、將發光元件的光和被波長變換構件變換後的長波長的光的混色光取出到外部。

進而，LED可以使用各種形狀的LED。例如，可以舉出利用使作爲發光元件的LED晶片與導電端子電連接、並且由模鑄樹脂等覆蓋的炮彈型、或晶片型LED、發光元件本身的形態等。

(水平驅動部2)

作爲水平驅動部2的共同控制器基於從外部控制器供給的共同位址訊號、經由解碼器2a被控制。基於由通訊部9接收到的資料及色階基準時脈控制電流驅動部34。

(垂直驅動部3)

垂直驅動部3由通訊部9、記憶部32、和電流驅動部34構成。通訊部9從外部控制器進行顯示資料的接收。通訊部9由移位暫存器等構成。這裏接收的資料根據拴鎖訊號被發送到記憶部中。電流驅動部34發送色階基準時脈，按照從通訊部9獲取的記憶體32的圖像顯示資料驅動LED。色階基準時脈一般被從外部供給。但是，也可以在垂直驅動部3側自律生成。垂直驅動部3由驅動IC等構成。

更具體地講，電流驅動部35包括對應於發光元件組的定電流驅動電路。各定電流驅動電路兼用作定電流驅動發光元件的定電流電路、和通過開關等控制通電量的控制電 路。作爲定電流電路具備適當地被控制的電路。

被供給到顯示部1中的共同線的驅動電流是設在垂直驅動部3中的電流驅動部34供給的。使共同位址訊號與點亮控制訊號同步，從解碼器2a將同步的控制訊號輸入到水平驅動部2中，將由該控制訊號選擇的共同線與電源連接。對應於此，從垂直驅動部3的電流驅動部34供給驅動電流。通過水平驅動部2依照顯示部1的各行依次切換而點亮。

另外，本發明的發光裝置並不限於顯示靜止圖像、運動圖像等映射的顯示器等圖像顯示裝置。在本說明書中，所謂的發光裝置，除了在顯示部上顯示文字、數位等文本資訊的顯示板以外，還包括將顯示部作爲光源而能夠調節發光色及發光量的照明裝置。特別是，本發明通過使用高亮度的LED作爲發光元件，能夠應用到可控制照明色及亮度等的照明中，不論發明的名稱如何，不顯示圖像的照明裝置也屬於本發明的範圍內。例如，能夠將控制器及感測器連接、能夠進行發光的開啟/關閉、光量及發光色的調節的智慧照明。特別是，可以通過將發光裝置以單元狀連結而構成照明裝置，能夠根據設置場所而自由地變更發光裝置的配置圖案等。此外，在本說明書中，所謂的控制資料，是指圖像資料、亮度修正資料、定電流調節資料、啟用控制、水平同步資料等、在作爲圖像顯示或照明用而使用的情況下點亮所需要的各種資料。在本說明書中，爲了方便有時也單稱作資料。此外，由發光裝置顯示的資料 並不一定限於全彩色的圖像資料，在例如16色、8色等減色的顯示或色階表現等中也能夠使用。進而，不僅是圖像，在文字、圖形資料的顯示中也能夠利用。或者，在將發光裝置作爲照明使用的情況下，可以使照明強度的色階變化等，來附加調光控制。

(發光元件的配置圖案)

圖2中表示顯示部1的發光元件11的配置圖案。如該圖所示，在各行中配置RGB的LED，並且在與相鄰的列的LED之間構成1個畫素。這裏，在行方向上相鄰的LED彼此偏置配置，由1個n列的LED(例如R)、和兩個n+1列的LED(例如G和B)構成一個畫素。由此，能夠在減少使用的發光元件的數量的同時抑制顯示品質的降低。

亦即，以往如圖14及圖15所示，在進行高品質顯示的LED顯示器300、400中，對各畫素配置了RGB的LED11a，所以在設畫素間距爲L的情況下，在L×L的1個池座MS中分別各包括4個RGB的LED11a。另一方面，如圖17所示，在從各畫素拉長間隔LED而做成虛擬畫素配置的LED顯示器500的情況下，由於將配置在1個池座MS的四角上的LED11a僅作爲1個，所以如果設各LED11a的配置間距爲L，則與圖14等的例子相比較，使用的LED的個數能夠將R、B減少爲1/4、將G減少爲1/2。但是，在該配置中，由於通過虛擬畫素顯示進行顯示，所以銳利度降低。這暗示在文字等要求銳利度的顯示中顯示品質會降低 。

所以，在本實施方式中，如圖2所示，對於橫向，與圖17同樣地以間距2L進行虛擬畫素配置，而對於縱向，以L的間距配置實際畫素。如果與圖17的結構比較，則橫向都是兩個LED位於2L的範圍內的結構，是相同的，但在縱向中，相對於圖17在2L的範圍中LED是兩個，增加爲3個。因而，LED的使用量與圖17相比變爲3/2倍，但能夠相應地抑制顯示品質的降低。更具體地講，如果著眼於圖2的左上的畫素，則R的LED偏置配置在相鄰於右鄰的列的G、B的LED的中間位置上。由這些RGB構成的畫素的中心成爲圖2中●所示的位置，所以雖然在橫向上變爲虛擬畫素顯示而顯示品質降低，但對於縱向由於是間距L的實際畫素顯示，所以能夠進行更精細的顯示。

進而，通過在各列中配置RGB的LED，縱向上的混色(例如縱的白線顯示)能夠以點間距的水平顯示。當然，也可以將縱向與橫向替換。這樣，通過做成僅在縱向或橫向上用虛擬畫素顯示、使另一個方向爲實際畫素顯示的結構，能夠確保適合於文字顯示等的顯示品質。例如，在用虛擬畫素顯示縱向的情況下，在文字顯示中橫貫將橫向的邊緣清楚地顯示。由此，在漢字那樣的要求輪廓的銳利度顯示的用途中是有效的。特別是，在道路顯示板那樣從移動中的車內觀察那樣的用途中，提高銳利度而使文字容易辨認是很重要的。並且，由於不是單純地做成高精度的顯示，而對於一個方向能夠增多LED的拉長間隔數而降低 需要的LED數，所以可得到能夠同時實現製造成本的降低和需要的顯示品質的維持的優點。

LED也可以使用在一個封裝中搭載有一個LED晶片的類型，但也可以將相鄰的不同的發光色的LED用一個封裝構成。具體而言，如圖3所示，通過將相鄰的LED11a(在該例中是G、B)用LED晶片構成、收納在一個LED封裝10中，從而與使用兩個獨立的LED元件的情況相比能夠降低成本，並且還能夠有利於安裝步驟的簡單化及小型化。圖4中表示在這樣的一個LED封裝10中收納有兩個LED11a的LED元件的例子。通過這樣在一個封裝內搭載多個LED晶片，能夠將電極及密封樹脂等共用化，能夠降低成本。在圖3的例子中，通過僅將R的LED晶片封裝的R-LED10r、和將G、B的LED晶片封裝爲一個的GB-LED10gb構成顯示部1的單元顯示面，如果與圖14所示的以往的結構相比較，則LED晶片的個數對於RGB的哪一個都能夠降低爲1/2。

進而，通過將LED晶片的個數減少爲1/2，能夠使驅動各LED的驅動電路的驅動元件也變為一半。例如，作爲以往例，在圖5那樣的16×16點的顯示部301中，在使用在各點上分別配置有RGB的LED晶片的LED封裝10rgb的情況下，如果設動態驅動的負荷比是1/8，則驅動電路對於RGB各顏色分別需要32ch。另一方面，在應用實施方式1而構成圖6那樣的16×16點的顯示部1的情況下，由於通過相鄰的兩個LED10r、10gb構成一個畫素，所以實質 上成爲8×16點或16×8點。由此，驅動電路對於RGB各顏色只要有16ch就足夠，可得到能夠減小所需的記憶體容量等、使電路結構簡單化的優點。

進而，在該結構中，能夠使在上下方向上相鄰的LED接近，能夠接近於與左右相鄰的LED相同的直線上，混色性也提高。由此，提高了橫向的混色(例如橫向的白線顯示)，在實際畫素顯示中，能夠進行LED配置間距L寬度下的詳細顯示。

除此以外，在圖2等的配置中，在R、G、B各單色點亮時，在任一顏色的情況下都成爲方格狀或菱形狀的點亮圖案。在以往的LED拉長間隔配置中，如圖17所示，由於R、B爲棋盤格狀或四邊形狀、G爲方格狀或菱形狀，所以有在單色點亮時R、B的顯示與G的顯示不同而能夠觀察到的問題。相對於此，在圖2所示的配置中，由於R、G、B所有的顏色配置爲方格狀，所以不會因顏色而點亮狀態不同，還能夠得到不會給單色點亮的觀察者帶來不適感的優點。

另外，LED的配置間距在圖2的例子中在橫向上設爲L，在縱向上設爲(2/3)L。但是，並不限於該例，當然也可以將縱向的間距設定得較長、或者將縱橫的間距設定爲相同。

在上述圖2、圖3等的例子中，說明了通過在橫向上相鄰的R及GB的LED構成一個畫素的情況。在此情況下，虛擬畫素在橫向上形成。但是，也可以使用相同配置的 顯示部、在縱向上形成虛擬畫素。基於圖7及圖8說明該狀況。在圖7中，如上述那樣由橫向上相鄰的LED10r、10gb構成一個畫素。畫素由控制各LED的點亮的驅動電路決定。例如，也可以如圖7中虛線所示的畫素1、畫素3那樣構成一個畫素，也可以如跨越這些畫素1、3的畫素2那樣構成一個畫素，由驅動電路控制，以將由各個畫素顯示的色階的合計顯示在各LED上。此外，也可以是驅動電路控制點亮、以便能夠在倍速顯示中以圖框單位變更畫素的指定。在此情況下，在某個圖框中將畫素1、3、在下個圖框中將畫素2分別作爲畫素而切換點亮控制。在任一情況下，橫向都為虛擬畫素顯示，縱向爲實際畫素顯示，在縱向上能夠進行詳細顯示。基於圖18及圖19說明這樣驅動電路按照每圖框切換畫素的結構的狀況的一例。在圖18(a)所示的顯示部1中，分爲由虛線表示的畫素11、13、21、23、31、33的組G1(圖18(b))、和由單點劃線表示的畫素12、14、22、24、32、34的組G2(圖18(c))，將它們按照每圖框交替地切換。具體而言，如圖19的時間圖所示，在每個空白訊號(BLANK)切換圖框的倍速顯示中，關於在各圖框中顯示的畫素，將圖18(b)的組G1用圖框1、3等奇數圖框、將圖18(c)的組G2用圖框2等偶數圖框顯示。由此，能夠實現在橫向上切換畫素而顯示的虛擬畫素顯示。

另一方面，如圖8所示，也可以由在縱向上相鄰的LED10r、10gb構成一個畫素。在此情況下，與上述圖7相反，縱向成爲虛擬畫素顯示，橫向成爲實際畫素顯示，能 夠使橫向的顯示成爲高品質。此外，在此情況下，也如圖8中虛線所示，能夠同樣地應用畫素1、3那樣的畫素的取得方式、跨越它們而將畫素2作為畫素的取得方式、顯示的控制方法。

將這些縱向、橫向的某一個設爲虛擬畫素顯示，可以通過由驅動電路選擇LED點亮控制來容易地切換。一個畫素的組合方法能夠不依存於動態點亮的共同驅動的方式而進行，根據單元的設置方向及顯示內容，能夠在縱橫的任一個方向上採取虛擬畫素結構。例如，在使橫向的解析度優先的顯示的情況下，選擇縱向虛擬畫素結構。這樣，根據顯示的文字或圖形的形態，能夠在適當的方向上設定虛擬畫素顯示。

此外，在將顯示部以單元狀構成、將多個單元連結而構成較大的顯示部的情況下，也可得到不論單元的配置方向如何都能夠任意地設定虛擬畫素顯示的方向的優點。具體而言，製作橫長或縱長的畫素結構的單元例如16×48點的單元，爲了符合顯示系統的尺寸等的制約，在需要將其設爲縱向而使用的時候，在縱橫的那個方向上都能夠設定虛擬畫素。

(實施方式2)

進而，上下相鄰的LED也可以不設爲相同姿勢下的配置，而每隔一個反向地配置。這樣的“交錯配置”在LED中設有天窗20的結構中對於“局部遮光”是有效的。 圖9中表示有關實施方式2的發光裝置200的顯示部201的配置例。該圖的發光裝置200在以矩陣狀配置的LED的上方，在橫向上延長而設置有房檐狀的天窗20。在該例中，將橫長的天窗20在縱向上以一定間隔固定。並不限於該結構，也可以對每個畫素單獨地設置天窗。通過設置這樣的天窗，能夠物理地保護LED元件不受直射光或風雨影響，並且能夠減少夕陽等的反射而提高對比度。

另一方面，在從正面觀察設有天窗20的顯示部201的情況下，天窗20不會成為障礙，但是如果從斜下方觀察，則天窗20上方的LED被天窗20遮擋，發生不能觀察構成畫素的一部分發光元件的、所謂的“局部遮光”。特別是，在道路資訊顯示板那樣的配置在高處的發光裝置中，隨著接近於發光裝置而觀察方向變得傾斜，“局部遮光”變大。如果通過“局部遮光”而將構成畫素的一部分LED遮擋，則根據顯示色有可能不能正確地顯示。例如，在圖3的LED配置中，基於圖10研究設背景色爲紫紅色、在橫向上顯示白線的例子。這裏，爲了說明，在圖10中僅顯示點亮的LED，通過“局部遮光”被遮擋的LED並沒有圖示。此外，白線的寬度爲兩個畫素的量。爲了得到紫紅色的背景色，在背景部分中如圖10(a)那樣使R、B的LED發光，白線部分使R、G、B點亮。在此狀態下，如果因天窗20而發生“局部遮光”，則配置在天窗20的正上方的LED、即相鄰的LED中的位於下側的G的LED在所有的位置中被遮擋，成爲圖10(b)那樣。在此狀態下，不能觀 察G的LED的光，結果，在白線部分中缺少G，結果變爲紫紅色而被觀察到，成爲與背景色相同的顏色，變爲不能辨識的狀態。

所以，如圖9及圖11所示，通過將上下方向上相鄰的LED每隔1個相反朝向地配置，能夠減輕因“局部遮光”而將LED一律地遮擋的問題。亦即，基於圖12研究在上述結構中與圖10的例子同樣地在紫紅色的背景上顯示白色的例子。此時，如圖12(a)所示，在背景部分中將R、B點亮，在白線部分中將R、G、B點亮。在此狀態下，如果因天窗20而發生“局部遮光”，則雖然天窗20的正上方的LED被遮擋，但如圖12(b)所示，由於將G、B的LED配置爲使其交替地成爲上下相反朝向，所以雖然在一個行(圖12中白線的上方)中G的LED被遮擋，但在另一個行(圖1的下方)B的LED被遮擋。結果，G沒有在所有的畫素中被遮擋，能夠顯示線，與背景色的區別也比圖10容易辨別。

以上，爲了說明而選擇了特定的事例，但在一般的顯示中同樣的情況也適用。即，如果在圖11(a)的LED配置圖案中發生“局部遮光”，則成爲圖11(b)那樣，在畫素a中對於B的LED、在畫素b中對於G的LED產生。由此，在圖11(b)中，B、G的亮度與圖11(a)相比相對地降低，但其降低的程度如果在顯示部201整體中平均則可以認爲是相同比例的降低。此外，對於單獨配置的R的LED也發生“局部遮光”。其程度如果將圖11(a)、圖11(b)的畫 素a對比，則由於R的LED的水平位置位於G、B的大致中間，所以比B的LED淺、但比G的LED深地“局部遮光”，所以作為整體可以判斷出與G、B的LED同樣地亮度降低。結果，雖然因“局部遮光”的發生而顯示部201整體上亮度降低，但由於其降低的程度在RGB中是一定的，所以作爲整體的辨識性不會降低。這樣，通過將相鄰的LED設爲交錯配置，能夠得到即使在從斜向觀察時等發生了“局部遮光”、顏色變化也比較少、可以不使文字資訊等的辨識性惡化的優點。因而，即使在將設置有天窗的LED顯示器作爲文字資訊顯示板設置在道路上方的情況下，也能夠減輕在該道路上通行的汽車來到顯示板的下方時、從斜下方讀取文字資訊顯示板的資訊時的讀取的辨識性降低。

以上，根據本發明，在削減LED的個數及伴隨著它的LED驅動設備類的個數、使結構簡單化、降低製造成本的同時，通過僅在縱橫的任一方進行虛擬畫素顯示、使另一方爲實際畫素顯示，能夠抑制顯示品質的降低，特別是能夠廉價地實現適合於文字資訊的顯示的發光裝置。此外，在帶有天窗的發光裝置中，也能夠得到能夠改善從斜向觀察時的顯示品質的劣化程度的優點。

產業上利用性

本發明的發光裝置適於應用在使用了LED的道路資訊顯示用顯示器等。

1、201、301‧‧‧顯示部

2‧‧‧水平驅動部

2a‧‧‧解碼器

2B‧‧‧共同驅動器

3‧‧‧垂直驅動部

9‧‧‧通訊部

10、10rgb‧‧‧LED封裝

10r‧‧‧R-LED

10gb‧‧‧GB-LED

11‧‧‧發光元件

11a‧‧‧LED

20‧‧‧天窗

32‧‧‧記憶部

34‧‧‧電流驅動部

35‧‧‧定電流驅動電路

MS‧‧‧1個池座

G1、G2‧‧‧組

100、200‧‧‧發光裝置

300、400、500‧‧‧LED顯示器

圖1是表示本發明的實施方式1的發光裝置的方塊圖。

圖2是表示顯示部中的發光元件的配置圖案的示意圖。

圖3是表示實現圖2的配置圖案的LED封裝的配置例的示意圖。

圖4是表示在一個封裝中收納了兩個LED晶片的LED元件的立體圖。

圖5是表示以往例的LED顯示器的16×16點的顯示部的示意圖。

圖6是表示實施方式1的LED顯示器的16×16點的顯示部的示意圖。

圖7是表示在橫向上進行虛擬畫素顯示的狀況的示意圖。

圖8是表示在縱向上進行虛擬畫素顯示的狀況的示意圖。

圖9是表示實施方式2的具備天窗的發光裝置的顯示部的示意圖。

圖10是表示在圖3的配置圖案中、使背景色爲紫紅色而在橫向上顯示白線時的LED點亮圖案的示意圖。

圖11是表示將圖9的LED交錯配置的圖案的示意圖。

圖12是表示在圖11的配置圖案中、使背景色爲紫紅色而在橫向上顯示白線時的LED點亮圖案的示意圖。

圖13是表示以往的LED顯示器的一例的方塊圖。

圖14是表示構成以往的LED顯示器的各畫素的LED的配置例的示意圖。

圖15是表示構成以往的LED顯示器的各畫素的LED的另一配置例的示意圖。

圖16是表示設有天窗的LED顯示器的立體圖。

圖17是表示從以往的LED顯示器將LED拉長間隔後的配置的示意圖。

圖18是表示驅動電路依每圖框切換畫素的結構的狀況的示意圖。

圖19是表示切換圖18的畫素的結構的定時的時間圖。

1‧‧‧顯示部

10‧‧‧LED封裝

10r‧‧‧R-LED

10gb‧‧‧GB-LED

11a‧‧‧LED

Claims (11)

1. 一種發光裝置，具備：顯示部，以矩陣狀配置有發光色分別不同的多個發光元件；驅動電路，控制上述發光元件的點亮；其特徵為：上述顯示部，至少於上述矩陣的縱或橫之某一方向上，以被配置於鄰接的第1線及第2線的上述複數發光元件為一組構成包含光的全部3原色之一畫素，上述複數發光元件，具備分別具有不同的發光色之第1發光元件、第2發光元件、第3發光元件時，同時上述矩陣的至少縱或橫向的各線上，上述第1發光元件被配置於上述第1線，另一方面，上述第2發光元件及第3發光元件，被配置於上述第2線同時以位在鄰接於上述第1發光元件的方式配置，以這些第1至第3發光元件為一組構成使光的三原色一致之一畫素；上述顯示部，使上述矩陣的縱及橫向的各線的寬幅為一定，上述驅動電路，係構成上述顯示部的矩陣的點，係以可以在縱或橫之某一個方向上，構成為實際畫素配置，而在另一個方向上，使上述驅動電路顯示的上述顯示部的一個畫面的資料為基準，由此處於該另一方向上成為使發光 元件拉開距離的虛擬畫素配置的方式，驅動上述發光元件；進而上述驅動電路，係以可以把構成一畫素之鄰接的發光元件的構成光之3原色的組合之簇(cluster)，變更為鄰接的其他發光元件的組合的方式構成。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中在實際畫素配置的各線上配置有發光元件，以使其包括全部的光的三原色；在虛擬畫素配置的各線上配置有某一個發光色的發光元件。
3. 如申請專利範圍第2項所述的發光裝置，其中在實際畫素配置的線的方向上，在相鄰的線間發光元件偏置配置。
4. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中上述驅動電路，因應於顯示定時(timing)來切換相鄰的發光元件之構成光的三原色的組合之簇(cluster)。
5. 如申請專利範圍第1~4項之任一項之發光裝置，其中上述複數發光元件，具有紅色系、綠色系、藍色系之某一個發光色的第1發光元件、第2發光元件、第3發光元件；上述顯示部，把以該第1發光元件、第2發光元件、第3發光元件為組之簇(cluster)配置為矩陣狀； 上述第1發光元件配置在構成上述顯示部的矩陣的格子點上；上述第2發光元件與第3發光元件相鄰，配置在與配置有上述第1發光元件的格子點相鄰的矩陣的格子點上，將這些第1至第3發光元件作為一組，構成顯示部的畫素。
6. 如申請專利範圍第5項所述的發光裝置，其中在發光元件的周圍的至少一個面上設有從上述顯示部突出的天窗。
7. 如申請專利範圍第6項所述的發光裝置，其中上述第2發光元件與第3發光元件，在矩陣的縱或橫之某一個方向上、在各線上以相同姿勢相鄰配置，並且相對相鄰之線以相反姿勢鄰接配置。
8. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中上述發光元件是發光二極體。
9. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中上述發光裝置是文字資訊顯示用顯示器。
10. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中構成光的三原色的發光元件中的發光色不同的兩個發光元件配置在一個封裝中。
11. 如申請專利範圍第10項所述的發光裝置，其中構成光的三原色的發光元件之中的藍色與綠色的發光元件被配置於一個封裝，紅色發光元件被配置在其他的封裝中。