WO2020207689A1 - Bauelement für eine anzeigevorrichtung, anzeigevorrichtung und verfahren zum betreiben der anzeigevorrichtung - Google Patents

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    • G09G2330/10—Dealing with defective pixels

Definitions

  • the invention relates to a component for a
  • Display device and a display device and a method for operating the display device.
  • Display devices such as video walls can be constructed from discrete LEDs for displaying individual picture elements (pixels)
  • the object on which the invention is based is to provide a component for such a display device, as well as a display device and a method for operating the same, which can be easily manufactured
  • Display device allows and helps to keep the cost of production low.
  • the component is, for example, a surface-mountable component (SMD, “surface-mounted device”) on a printed circuit board (PCB, “printed circuit board”).
  • SMD surface-mountable component
  • PCB printed circuit board
  • several such components can be horizontally and / or vertically next to each other on the
  • the component comprises LED chips arranged in rows.
  • LED chips LED, "light-emitting diode"
  • each LED chip is designed to be separately controllable.
  • a row arrangement of the LED chips is a collinear arrangement of the LED chips of the same row as well as a
  • LED chips are assigned to a row.
  • the number of LED chips in a row preferably corresponds to the number of rows
  • the LED chips are arranged in such a way that their main emission direction is in particular aligned
  • one red, one green and one blue LED chip are arranged alternately for each row in the direction of extension of the respective row and for each column at an angle to the direction of extension.
  • a column arrangement of the LED chips is understood here and below to mean a collinear arrangement of the LED chips in the same column within the scope of the manufacturing accuracy and a parallel arrangement of several columns to one another.
  • the columns enclose a predetermined angle with the rows, so that the columns are oblique to the
  • the angle is between 0 ° and 90 °, for example between 45 ° and 75 ° inclusive, in particular 60 °.
  • a red LED chip refers to an LED chip that is designed to emit red light, that is, light with a wavelength between 650 nm and 750 nm. Analogous to this
  • a green LED chip denotes an LED chip that is used for
  • the red LED chip, the green LED chip and the blue LED chip are in particular arranged directly adjacent to one another in a predetermined color sequence, so that both in the direction of extension and at an angle to the
  • Color sequence is adhered to or continued.
  • the rows are offset from one another in the direction of extension.
  • all successive rows of the component have the same offset from one another.
  • the offset is chosen so that the above-mentioned predefined
  • the offset causes in particular that a parallelogram, for example a diamond, is spanned by the LED chips of the component.
  • Component for a display device specified which comprises LED chips arranged in rows, each row in
  • the component has a diamond shape.
  • the diamond shape corresponds to one created by the LED chips of the component
  • a triangular design of the pixels can thus be taken into account.
  • the LED chips in a row each have a predetermined distance from one another.
  • the offset in the direction of extension is between 40% and 60% of the specified distance, in particular 50%.
  • Rows are arranged perpendicular to the direction of extension in 90% to 110% of the specified distance, in particular in 100%.
  • each two adjacent LED chips in a row and a further LED chip in an adjacent row which is in the
  • Extension direction is arranged between the two LED chips, a red, a green and a blue LED chip.
  • a triangular pixel can advantageously be formed in this way by the respective LED chips.
  • the component 9 has n 2 LED chips, where nEM.
  • the predefined distance is less than or equal to 1.5 mm, in particular less than or equal to 1 mm.
  • the display device comprises one or more of the
  • the multiple components are arranged side by side in such a way that the respective rows in the direction of extent and the respective columns at an angle to the direction of extent are parallel and collinear rows and columns of the components each form rows and columns of the display device.
  • the rows of the display device can also be referred to as rows.
  • the multiple components are arranged next to one another in such a way that the predetermined
  • the sequence of colors is maintained or maintained both in the direction of extension and at an angle to the direction of extension.
  • Display device designed as a video wall.
  • the LED chips are connected to a passive matrix and are connected to a
  • a method for operating a display device according to the second aspect is specified.
  • Display device which is arranged in the direction of extension between the first and second LED chips of the first row, assigned to a triangular first pixel.
  • Row which is arranged in the direction of extension between the second and fourth LED chip of the first row, assigned to a triangular second pixel.
  • Each pixel comprises a red, a green and a blue LED chip.
  • Control of the LED chips assigned to the first pixel a second control signal for controlling the LED chips assigned to the second pixel, and a third control signal for controlling the LED chips assigned to the third pixel.
  • the method advantageously enables the display device to be operated with triangular pixels, in which case individual LED chips are used for the sequential display of a plurality of pixels.
  • the in addition to LED chips, the is in an outermost row or column
  • Display device essentially each of the LED chips of the display device used for the sequential display of exactly three pixels.
  • the third LED chip and the sixth LED chip of the second row of the display device and the first LED chip of the adjacent first row of the display device, which is in the direction of extension between the third and sixth LED chip of the second row is arranged, assigned to a triangular fourth pixel.
  • Extension direction is arranged between the fifth and the eighth LED chip of the second row, assigned to a triangular fifth pixel.
  • Control of the LED chips assigned to the fourth pixel and a fifth control signal for controlling the LED chips assigned to the fifth pixel are provided.
  • the fourth and fifth pixels can have a triangular shape, which are mirrored with respect to a triangular shape of the first, second and third pixels on an axis parallel to the direction of extension.
  • a further virtual pixel plane can be implemented by “rotated” or “flipped” triangles.
  • a defective LED chip is recognized.
  • an LED chip of the same color next to the defective LED chip is determined. Furthermore, for each defective pixel to which the defective LED chip is assigned,
  • a control signal representative of a control of the defective pixel is used to control the dem
  • LED chips assigned to replacement pixels are provided.
  • a permanently lit or a permanently non-lit LED chip can be referred to as a defective LED chip.
  • An LED chip of the same color next to the faulty LED chip is determined, for example, as a function of a distance in the direction of extension and / or a distance perpendicular to the direction of extension. In particular, a distance from a center point of the three LED chips of the
  • defective pixels are determined at a center point of a triangle between the potentially next LED chip and the two LED chips that are also assigned to the corresponding defective pixel.
  • Specified computer program for operating a display device for operating a display device according to the second aspect.
  • the computer program comprises commands which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to execute the method according to the third aspect.
  • a computer-readable storage medium is specified on which the computer program according to the fourth aspect is stored.
  • Figure 2a shows a first diamond-shaped embodiment
  • FIG. 2b, c exemplary sections of a component according to FIG. 2a;
  • FIG. 2d shows an exemplary flow chart for operating the video wall according to FIG. 2a;
  • Figure 3a shows a second embodiment of a square
  • Figures 3b, c exemplary excerpts of the video wall or
  • Figure la shows several side by side
  • exemplary components 100, 200, 300, 400 of a video wall 1000 For reasons of clarity, only component 100 is discussed below.
  • the component 100 is designed to be surface-mountable and has twelve LED chips on a side facing away from its mounting surface, of which a red LED chip 1_R, a green LED chip 1_G and a blue LED chip 1_B are assigned to a pixel 10 (from Only shown for the Pixel 10 for reasons of clarity).
  • the pixels 10, 20, 30, 40 each correspond to a pixel of the video wall 1000 and can be replaced by a corresponding
  • Control unit can be activated or set to a color value.
  • the control signal is for this
  • the LED chips assigned to pixels 10 and 30 are arranged at a horizontal distance P from one another in a row, which corresponds approximately to a distance from the center point of pixels 10 and 20 (corresponds to the respective green LED chips in this example).
  • the distance P between the LED chips thus corresponds to the distance between the pixels, which can also be referred to as “pitch”.
  • the distance P is, for example, 1.5 mm, 1 mm or less.
  • the LED chips assigned to pixels 10, 30 share a common anode 1,3_A; the LED chips assigned to pixels 20, 40 share a further common anode 2,4_A.
  • the red LED chips assigned to pixels 10, 20 share a common cathode 1,2_R; the green LED chips assigned to pixels 10, 20 share a common cathode 1,2_G; and the blue LED chips assigned to pixels 10, 20 share a common cathode 1,2_B.
  • the red LED chips assigned to pixels 30, 40 share a common cathode 3, 4_R; the green LED chips assigned to pixels 30, 40 share a common cathode 3, 4_G; and the blue LED chips assigned to pixels 30, 40 share a common cathode 3, 4_B.
  • the component 100 thus has eight electrodes
  • FIG. 1c shows an exemplary second schematic circuit diagram of component 100 according to FIG. La, which differs from the first schematic circuit diagram in that only the red LED chips assigned to pixels 10, 20 or 30, 40 have a common cathode 1 , 2_R and 3,4_R respectively.
  • the component 100 thus has twelve electrodes for making contact on a circuit board. Compared to the previous example, only smaller soldering pads can be used due to space restrictions, so that a less stable soldered connection and
  • the pixels 10-40 of the component 100 according to FIGS. 1 a-1 c are operated, for example, in a passive matrix connection and in particular in the case of small ones
  • components 101, 201, 301, 401; 102, 202, 302, 402 specified, in which individual LED chips for
  • the efficiency of the components can be increased in such a way that with a consistently high multiplex rate each LED chip in 1/15 of the time, 1/10 of the time or is operated more light-emitting.
  • FIG. 2a shows a first exemplary embodiment of several diamond-shaped ones arranged next to one another
  • the components 101-401 are surface mountable
  • a red LED chip 1_R, a green LED chip 1_G and a blue LED chip 1_B are arranged in a fixed color sequence in rows R and columns S (for reasons of clarity, each only one row R resp.
  • a total of the rows R and columns S of the components 101-401 forms rows and columns of the video wall 1001.
  • the LED chips of the same color are arranged, for example, on diagonal straight lines through the display device 1001.
  • the LED chips are arranged in the direction of extent E and perpendicular to the direction of extent E each at a predetermined distance P, which is in this
  • Embodiment is 1 mm.
  • the rows R face one another in their main direction of extent E.
  • predetermined offset d which is half as an example
  • predetermined angle with the main direction of extent E which is 60 ° in this embodiment.
  • Figure 2b shows an exemplary section of the
  • Component 101 according to FIG. 2a. Similar to the example in FIG. 1 a, three different colored LED chips, that is to say a red LED chip 2_R, a green LED chip 1_G and a blue LED chip 1_B, are assigned to a first pixel 11
  • the green and the blue LED chip 1_G, 1_B are arranged in a first row RI of the component 101 or the video wall 1001, and the red LED chip 2_R in an adjacent second row R2.
  • the same blue LED chip 1_B and a red LED chip 2_R in the first row RI and a green LED chip 2_G in the second row R2 are assigned to the second pixel 21 adjacent to the main direction of extent E.
  • the same red LED chip 2_R and a blue LED chip 2_B in the second row R2 and a green LED chip 3_G in the third row R3 are assigned to a third pixel 31, which is adjacent to the main direction of extent E at an angle with respect to the first pixel 11.
  • individual LED chips are used for the sequential display of several pixels.
  • a multiple LED chips are used for the sequential display of several pixels.
  • Allocation of individual LED chips to different pixels also takes place across all components, i.e. one pixel can also be allocated to LED chips that have
  • each LED chip is assigned exactly three pixels or used for the sequential display of these three pixels.
  • the pixel distance or “pitch” corresponds to the distance P between the individual LED chips.
  • the components 101-401 here have a number of 3 ⁇ 3 LED chips and are diamond-shaped in order to take into account the triangular configuration of the pixels.
  • the components 101-401 can also comprise more than three LED chips by an integral multiple n in the direction of extent and perpendicular to the direction of extent, that is to say a number of 3n ⁇ 3n LED chips. With a high number of pixels the video wall 1001 approaches
  • the ratio of required LED chips per pixel is 1: 1, ie one LED chip is required per pixel. In contrast to this, three LED chips are required per pixel in the video wall 1001 according to FIGS. 1a-1c.
  • the exemplary section of the component 101 according to FIG. 2a shown with reference to FIG. 2c differs from the section shown in FIG. 2b in that, in addition to the pixels 11, 21, 31, a fourth and a fifth pixel 41, 51 are formed by individual LED Chips regarding the
  • triangular pixels 11, 21, 31 are assigned to mirrored triangular shapes.
  • the green LED chip 1_G and the red LED chip 2_R of the first pixel 11 together with the blue pixel 2_B of the third pixel 31 are the fourth pixel 41
  • the fifth pixel 51 is the red pixel 1_R and the green pixel 2_G of the second pixel as well as another one, with regard to the green LED chip 2_G in FIG
  • Main direction of extent E associated with adjacent blue LED chip so that in the video wall 1001, compared to the structure according to FIG. 2b, even fewer LED chips are required per pixel.
  • the built-in LED chips can be used analogously to the components 100-400 according to FIGS la-lc a common anode (so-called “common anode”) or
  • a program for operating the display device 1001 according to FIG. 2a is stored in a data and program memory of a control unit assigned to the video wall 1001 and is explained in more detail below with reference to the flowchart of FIG. 2d.
  • step S1 adjacent LED chips in a row of the video wall 1001 and one in the
  • each pixel of the video wall 1001 comprises a red, a green and a blue LED chip.
  • a subsequent step S3 it is checked whether an LED chip of the video wall 1001 is defective.
  • an example is checked to determine whether there is a short circuit or an open circuit on one of the LED chips.
  • step S5 an LED chip of the same color that is closest to the faulty LED chip is determined.
  • a center point of the triangle of the defective pixel is used as an example
  • step S7 the control unit receives image data
  • the image data include, in particular, brightness values in the manner of a matrix
  • a pixel to be displayed assigned to the defective pixel is assigned to the replacement pixel.
  • Control signals for controlling the LED chips 1_G, 1_B, 1_R assigned to the individual pixels are output.
  • the corresponding LED chips 1_G, 1_B, 1_R are controlled in such a way that their emitted light is a
  • FIG. 3a On the basis of FIG. 3a, a second exemplary embodiment of several square ones arranged next to one another is shown
  • Components 102, 202, 302, 402 of a video wall 1002 are Components 102, 202, 302, 402 of a video wall 1002
  • Operation of the video wall 1002 can, for example, be analogous to the flowchart shown in FIG. 2d
  • Components 102-402 are surface mountable
  • a red LED chip 1_R, a green LED chip 1_G and a blue LED chip 1_B are arranged in a fixed color sequence in rows R and columns S (for reasons of clarity, each only one row R resp.
  • the LED chips are arranged in the direction of extent E and perpendicular to the direction of extent E each at a predetermined distance D, which is in this
  • Embodiment is 1 mm.
  • the columns S are
  • FIG. 3b shows an exemplary section of the video wall 1002 according to FIG. 3a.
  • Four LED chips three of which are different colored, i.e. two blue LED chips 1_B, 2_B, one red LED chip 1_R and one green LED chip 1_G, are assigned to a first pixel 12 (each indicated by a dashed square border), where the blue and the red LED chip 1_B, 1_R in a first row RI of the video wall
  • pixels of the video wall 1002 are arranged, and the green and the further blue LED chip 2_G, 2_B in an adjacent second row R2. Further pixels of the video wall 1002 are also formed by four LED chips, with two LED chips of one color alternating in each case.
  • the same green LED chip 3_G is assigned with regard to the fourth pixel 42 and a further blue LED chip 3_B in the third row R3.
  • individual LED chips are used for the sequential display of several pixels.
  • a multiple LED chips are used for the sequential display of several pixels.
  • Allocation of individual LED chips to different pixels also takes place across all components, i.e. one pixel can also be allocated to LED chips that have
  • each LED chip is assigned exactly two pixels or is used for the sequential display of these two pixels.
  • the pixel spacing or "Pitch" is 2 times the distance D between the individual LED chips.
  • the components 102-402 here have a number of 3 ⁇ 3 LED chips and are square. In other design variants, the components 102-402 can also comprise more than three LED chips by an integral multiple n in the direction of extent and perpendicular to the direction of extent, that is to say a number of 3n ⁇ 3n LED chips. With high pixel counts in the video wall 1002, a ratio of required LED chips per pixel approaches 2: 1, i.e. two LED chips are required per pixel. In contrast to this, the video wall 1002 according to FIGS. 1a-1c requires three LED chips per pixel.
  • the built-in LED chips can have a common anode (so-called “common anode”) or similar to the components 102-402 according to FIGS.

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Abstract

Es werden ein Bauelement (101, 201, 301, 401) für eine Anzeigevorrichtung (1001), eine Anzeigevorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung, ein Computerprogramm und ein Speichermedium angegeben. Das Bauelement umfasst in Reihen (R) angeordnete LED-Chips (1_R, 1_G, 1_B), wobei je Reihe in Erstreckungsrichtung (E) der jeweiligen Reihe sowie je Spalte (S) schräg zu der Erstreckungsrichtung jeweils ein roter, ein grüner und ein blauer LED-Chip alternierend angeordnet sind, und die Reihen zueinander einen Versatz (d) in der Erstreckungsrichtung aufweisen.

Description

Beschreibung
BAUELEMENT FÜR EINE ANZEIGEVORRICHTUNG, ANZEIGEVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN DER ANZEIGEVORRICHTUNG
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 102019109137.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft ein Bauelement für eine
Anzeigevorrichtung sowie eine Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung. Darüber hinaus werden ein Computerprogramm zum Betreiben der
Anzeigevorrichtung und ein computerlesbares Speichermedium angegeben .
Anzeigevorrichtungen wie Videowände (engl, „video wall") können zur Darstellung einzelner Bildelemente (Pixel, engl, „picture element") aus diskreten LEDs aufgebaut sein
(sogenannte „LED wall") .
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Bauelement für eine solche Anzeigevorrichtung sowie eine Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben derselben anzugeben, das eine einfache Herstellung der
Anzeigevorrichtung erlaubt und beiträgt, die Kosten der Herstellung gering zu halten.
Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen
Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Bauelement für eine Anzeigevorrichtung angegeben.
Bei dem Bauelement handelt es sich beispielsweise um ein oberflächenmontierbares Bauelement (SMD, „surface-mounted device") auf einer Leiterplatte (PCB, „printed Circuit board") . Insbesondere mehrere solcher Bauelemente können horizontal und/oder vertikal nebeneinander auf der
Leiterplatte angeordnet sein und eine Videowand bilden.
In einer Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt umfasst das Bauelement in Reihen angeordnete LED-Chips .
Die LED-Chips (LED, „light-emitting diode") sind
eingerichtet, im bestimmungsgemäßen Betrieb, d.h.
insbesondere abhängig von einem externen Steuersignal, Licht zu emittieren. Insbesondere ist dabei jeder LED-Chip separat steuerbar ausgebildet.
Unter einer Reihenanordnung der LED-Chips wird hier und im Folgenden eine im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit kollineare Anordnung der LED-Chips einer selben Reihe sowie eine
parallele Anordnung mehrerer Reihen zueinander verstanden. In anderen Worten weisen die Reihen jeweils eine parallele
Erstreckungsrichtung auf. Einer Reihe sind insbesondere mehrere LED-Chips zugeordnet. Bevorzugt entspricht die Anzahl der LED-Chips einer Reihe der Anzahl an Reihen des
Bauelements .
Die LED-Chips sind dabei insbesondere derart ausgerichtet angeordnet, dass ihre Hauptabstrahlrichtung im
bestimmungsgemäßen Betrieb senkrecht zu einer durch die nebeneinander parallelen Reihen aufgespannten Ebene steht. In anderen Worten ist bei einer Oberflächenmontage des
Bauelements ein durch die LED-Chips hervorgerufener
Lichtkegel senkrecht zur Montage-Leiterplatte.
In einer Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt sind je Reihe in Erstreckungsrichtung der jeweiligen Reihe sowie je Spalte schräg zu der Erstreckungsrichtung jeweils ein roter, ein grüner und ein blauer LED-Chip alternierend angeordnet.
Unter einer Spaltenanordnung der LED-Chips wird hier und im Folgenden eine im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit kollineare Anordnung der LED-Chips einer selben Spalte sowie eine parallele Anordnung mehrerer Spalten zueinander verstanden. Die Spalten schließen dabei einen vorgegebenen Winkel mit den Reihen ein, so dass die Spalten schräg zu der
Erstreckungsrichtung ausgerichtet sind. Der vorgegebene
Winkel beträgt zwischen 0° und 90°, beispielsweise zwischen einschließlich 45° und einschließlich 75°, insbesondere 60°.
Ein roter LED-Chip bezeichnet dabei einen LED-Chip, der zur Emission von rotem Licht ausgebildet ist, also Licht einer Wellenlänge zwischen 650 nm und 750 nm. Analog hierzu
bezeichnet ein grüner LED-Chip einen LED-Chip, der zur
Emission von grünem Licht bzw. Licht einer Wellenlänge zwischen 490 nm und 575 nm, und ein blauer LED-Chip einen LED-Chip, der zur Emission von blauem Licht bzw. Licht einer Wellenlänge zwischen 420 nm und 490 nm ausgebildet ist.
Der rote LED-Chip, der grüne LED-Chip und der blaue LED-Chip sind insbesondere in einer vorgegebenen Farbreihenfolge direkt benachbart zueinander angeordnet, so dass sowohl in der Erstreckungsrichtung, als auch schräg zu der
Erstreckungsrichtung jeweils dieselben Farben aufeinander folgen. Im Falle, dass das Bauelement mehr als drei LED-Chips pro Reihe oder Spalte aufweist, wiederholt sich die Anordnung der LED-Chips insbesondere derart, dass die vorgegebene
Farbreihenfolge eingehalten bzw. fortgesetzt wird.
In einer Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weisen die Reihen zueinander einen Versatz in der Erstreckungsrichtung auf .
Insbesondere weisen alle aufeinanderfolgenden Reihen des Bauelements denselben Versatz zueinander auf. Der Versatz ist dabei so gewählt, dass sich oben genannter vorgegebener
Winkel zwischen den Spalten und der Erstreckungsrichtung einstellt. Der Versatz bewirkt insbesondere, dass durch die LED-Chips des Bauelements ein Parallelogramm, beispielsweise eine Raute, aufgespannt wird.
In einer Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt wird ein
Bauelement für eine Anzeigevorrichtung angegeben, welches in Reihen angeordnete LED-Chips umfasst, wobei je Reihe in
Erstreckungsrichtung der jeweiligen Reihe sowie je Spalte schräg zu der Erstreckungsrichtung jeweils ein roter, ein grüner und ein blauer LED-Chip alternierend angeordnet sind, und die Reihen zueinander einen Versatz in der
Erstreckungsrichtung aufweisen.
Ein derartiger Aufbau des Bauelements ermöglicht eine
besonders effiziente Verwendung einzelner LED-Chips des
Bauelements zur Darstellung mehrerer Pixel einer
Anzeigevorrichtung. In vorteilhafter Weise sind so zur
Darstellung einer vorgegebenen Anzahl an Pixeln der
Anzeigevorrichtung weniger LED-Chips und damit weniger
Kontakte des Bauelements zur Kontaktierung der einzelnen LED- Chips erforderlich. Eine damit einhergehende Platzersparnis kann beispielhaft durch größere Lötpads bei der Kontaktierung genutzt werden, so dass zu einer stabileren Lötverbindung und/oder geringeren Herstellungskosten beigetragen werden kann. Ebenso kann eine Anzahl an Durchkontaktierungen gering gehalten und so zu einfacheren und/oder kostengünstigeren Leiterplatten zur Kontaktierung der LED-Chips beigetragen werden .
In einer Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist das Bauelement eine Rautenform auf. Insbesondere entspricht die Rautenform einer durch die LED-Chips des Bauelements
aufgespannten Raute. Eine Anordnung mehrerer derartiger
Bauelemente nebeneinander ist dadurch vereinfacht.
Insbesondere kann so eine trianguläre Ausbildung der Pixel berücksichtigt werden.
In einer Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weisen die LED-Chips einer Reihe jeweils einen vorgegebenen Abstand zueinander auf. Der Versatz in der Erstreckungsrichtung beträgt zwischen 40% und 60% des vorgegebenen Abstands, insbesondere 50%.
In einer Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt sind die
Reihen zueinander senkrecht zur Erstreckungsrichtung in 90% bis 110% des vorgegebenen Abstands angeordnet, insbesondere in 100%.
In einer Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt umfassen jeweils zwei benachbarte LED-Chips einer Reihe und ein weiterer LED-Chip einer benachbarten Reihe, der in der
Erstreckungsrichtung zwischen den beiden LED-Chips angeordnet ist, einen roten, einen grünen und einen blauen LED-Chip. In vorteilhafter Weise kann durch die jeweiligen LED-Chips so ein dreickiger Pixel gebildet werden.
In einer Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist das Bauelement 9 n2 LED-Chips auf, wobei nEM.
In einer Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt beträgt der vorgegebene Abstand kleiner oder gleich 1,5 mm, insbesondere kleiner oder gleich 1 mm. Für Anzeigevorrichtungen mit derart geringen Pixelabständen werden üblicherweise hohe
Multiplexraten im Bereich von 1/30 genutzt. Im Vergleich hierzu kann mit dem vorliegenden Bauteil eine
Effizienzsteigerung bzw. Nutzungsdauer der einzelnen LED- Chips erreicht werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine
Anzeigevorrichtung angegeben.
In einer Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt umfasst die Anzeigevorrichtung ein oder mehrere in der
Erstreckungsrichtung und/oder senkrecht zu der
Erstreckungsrichtung nebeneinander angeordnete Bauelemente gemäß dem ersten Aspekt sowie eine Einrichtung zum
Bereitstellen von Steuersignalen zur sequentiellen
Ansteuerung der LED-Chips als Pixel der Anzeigevorrichtung.
In einer Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt sind die mehreren Bauelemente derart nebeneinander angeordnet, dass die jeweiligen Reihen in Erstreckungsrichtung sowie die jeweiligen Spalten schräg zu der Erstreckungsrichtung jeweils parallel verlaufen und kollineare Reihen und Spalten der Bauelemente jeweils Reihen und Spalten der Anzeigevorrichtung bilden. Die Reihen der Anzeigevorrichtung können auch als Zeilen bezeichnet werden. Insbesondere sind die mehreren Bauelemente dabei derart nebeneinander angeordnet, dass die vorgegebene
Farbreihenfolge sowohl in der Erstreckungsrichtung, als auch schräg zu der Erstreckungsrichtung eingehalten bzw.
fortgesetzt wird.
In einer Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt ist die
Anzeigevorrichtung als Videowand ausgebildet.
In einer Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt sind die LED- Chips passiv-Matrix verschalten und werden mit einer
Multiplexrate von 1/30 oder höher betrieben.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt angegeben.
In einer Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt werden bei dem Verfahren jeweils ein erster und ein benachbarter zweiter LED-Chip einer ersten Reihe der Anzeigevorrichtung und ein dritter LED-Chip einer benachbarten zweiten Reihe der
Anzeigevorrichtung, der in der Erstreckungsrichtung zwischen dem ersten und zweiten LED-Chip der ersten Reihe angeordnet ist, einem dreieckigen ersten Pixel zugeordnet.
Darüber hinaus werden jeweils der zweite LED-Chip und ein benachbarter vierter LED-Chip der ersten Reihe der
Anzeigevorrichtung und ein fünfter LED-Chip der zweiten
Reihe, der in der Erstreckungsrichtung zwischen dem zweiten und vierten LED-Chip der ersten Reihe angeordnet ist, einem dreieckigen zweiten Pixel zugeordnet.
Weiterhin werden jeweils der dritte LED-Chip und ein
benachbarter sechster LED-Chip der zweiten Reihe der Anzeigevorrichtung und ein siebter LED-Chip einer benachbarten dritten Reihe der Anzeigevorrichtung, der in der Erstreckungsrichtung zwischen dem dritten und sechsten LED- Chip der zweiten Reihe angeordnet ist, einem dreieckigen dritten Pixel zugeordnet.
Jeder Pixel umfasst dabei einen roten, einen grünen und einen blauen LED-Chip.
Außerdem wird sequentiell ein erstes Steuersignal zur
Ansteuerung der dem ersten Pixel zugeordneten LED-Chips, ein zweites Steuersignal zur Ansteuerung der dem zweiten Pixel zugeordneten LED-Chips, und ein drittes Steuersignal zur Ansteuerung der dem dritten Pixel zugeordneten LED-Chips bereitgestellt.
In vorteilhafter Weise ermöglicht das Verfahren einen Betrieb der Anzeigevorrichtung mit dreieckigen Pixeln, bei dem einzelne LED-Chips zur sequentiellen Darstellung mehrerer Pixel verwendet werden.
In einer Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt wird außer LED-Chips in einer äußersten Reihe oder Spalte der
Anzeigevorrichtung im Wesentlichen jeder der LED-Chips der Anzeigevorrichtung zur sequentiellen Darstellung von genau drei Pixeln verwendet.
In einer Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt werden jeweils der dritte LED-Chip und der sechste LED-Chip der zweiten Reihe der Anzeigevorrichtung und der erste LED-Chip der benachbarten ersten Reihe der Anzeigevorrichtung, der in der Erstreckungsrichtung zwischen dem dritten und sechsten LED-Chip der zweiten Reihe angeordnet ist, einem dreieckigen vierten Pixel zugeordnet.
Darüber hinaus werdern jeweils der fünfte LED-Chip und ein benachbarter achter LED-Chip der zweiten Reihe der
Anzeigevorrichtung und der vierte LED-Chip der benachbarten ersten Reihe der Anzeigevorrichtung, der in der
Erstreckungsrichtung zwischen dem fünften und dem achten LED- Chip der zweiten Reihe angeordnet ist, einem dreieckigen fünften Pixel zugeordnet.
Außerdem wird sequentiell ein viertes Steuersignal zur
Ansteuerung der dem vierten Pixel zugeordneten LED-Chips und ein fünftes Steuersignal zur Ansteuerung der dem fünften Pixel zugeordneten LED-Chips bereitgestellt.
In vorteilhafter Weise können so weitere virtuelle Pixel implementiert werden. Insbesondere können die vierten und fünften Pixel eine Dreiecksform aufweisen, die bezüglich einer Dreiecksform der ersten, zweiten und dritten Pixel an einer Achse parallel zu der Erstreckungsrichtung gespiegelt sind. In anderen Worten kann in dieser Ausgestaltung durch „gedrehte" bzw. „geflippte" Dreiecke eine weitere virtuelle Pixelebene umgesetzt werden.
In einer Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt wird ein fehlerhafter LED-Chip erkannt. Darüber hinaus wird ein dem fehlerhaften LED-Chip nächster LED-Chip derselben Farbe ermittelt. Weiterhin werden je fehlerhaftem Pixel, dem der fehlerhafte LED-Chip zugeordnet ist,
- jeweils zwei LED-Chips ermittelt, die dem entsprechenden fehlerhaften Pixel ebenfalls zugeordnet sind, und - die zwei ermittelten LED-Chips und der ermittelte, dem fehlerhaften LED-Chip nächste LED-Chip derselben Farbe einem Ersatzpixel zugeordnet.
Hierbei wird ein für eine Ansteuerung des fehlerhaften Pixels repräsentatives Steuersignal zur Ansteuerung der dem
Ersatzpixel zugeordneten LED-Chips bereitgestellt.
In vorteilhafter Weise können so „tote Pixel" kompensiert werden. Insbesondere kann beim Ausfall eines LED-Chips innerhalb eines Pixels ein benachbartes „virtuelles Pixel" den entsprechenden Inhalt darstellen. Eine damit verbundene minimale Positionsverschiebung des Pixelzentrums ist einem toten Pixel zu bevorzugen.
Als fehlerhafter LED-Chip kann ein dauerhaft leuchtender oder ein dauerhaft nicht-leuchtender LED-Chip bezeichnet werden.
Ein dem fehlerhaften LED-Chip nächster LED-Chip derselben Farbe wird beispielhaft abhängig von einem Abstand in der Erstreckungsrichtung und/oder einem Abstand senkrecht zu der Erstreckungsrichtung ermittelt. Insbesondere kann dabei ein Abstand eines Mittelpunkts der drei LED-Chips des
fehlerhaften Pixels zu einem Mittelpunkt eines Dreiecks zwischen dem potentiell nächsten LED-Chip und den zwei LED- Chips, die dem entsprechenden fehlerhaften Pixel ebenfalls zugeordnet sind, ermittelt werden.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein
Computerprogramm zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt angegeben. Das Computerprogramm umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt auszuführen. Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, auf dem das Computerprogramm gemäß dem vierten Aspekt gespeichert ist. Weitere Vorteile, vorteilhafte Aus führungs formen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in
Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen .
Es zeigen:
Figur la beispielhafte Bauelemente einer Videowand;
Figuren lb, c beispielhafte schematische Schaltbilder eines
Bauelements gemäß Fig. la;
Figur 2a ein erstes Ausführungsbeispiel rautenförmiger
Bauelemente einer weiteren Videowand;
Figur 2b, c beispielhaftee Ausschnitte eines Bauelements gemäß Fig. 2a;
Figur 2d beispielhaftes Ablaufdiagramm zum Betreiben der Videowand gemäß Fig. 2a;
Figur 3a ein zweites Ausführungsbeispiel quadratischer
Bauelemente einer weiteren Videowand; und
Figuren 3b, c beispielhafte Ausschnitte der Videowand bzw.
eines Bauelements gemäß Fig. 3a.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Figur la zeigt mehrere nebeneinander angeordnete,
beispielhafte Bauelemente 100, 200, 300, 400 einer Videowand 1000. Aus Übersichtsgründen wird im Folgenden nur auf das Bauelement 100 eingegangen.
Das Bauelement 100 ist oberflächenmontierbar ausgebildet und weist auf einer seiner Montagefläche abgewandten Seite zwölf LED-Chips auf, von denen jeweils ein roter LED-Chip 1_R, ein grüner LED-Chip 1_G und ein blauer LED-Chip 1_B einem Pixel 10 zugeordnet ist (aus Übersichtsgründen nur für den Pixel 10 dargestellt) .
Die Pixel 10, 20 ,30, 40 entsprechen jeweils einem Pixel der Videowand 1000 und können durch ein entsprechendes
Steuersignal einer der Videowand 1000 zugeordneten
Steuereinheit aktiviert bzw. auf einen Farbwert eingestellt werden. Insbesondere ist das Steuersignal hierzu
repräsentativ für einen Helligkeitswert der einzelnen, dem jeweiligen Pixel 10 zugeordneten LED-Chips 1_R, 1_G, 1_B .
Die den Pixeln 10 und 30 zugeordneten LED-Chips sind dabei in einem horizontalen Abstand P beanstandet voneinander in einer Reihe angeordnet, der in etwa einem Abstand des Mittelpunkts der Pixel 10 und 20 (entspricht in diesem Beispiel den jeweiligen grünen LED-Chips) entspricht. Der Abstand P der LED-Chips entspricht damit dem Abstand der Pixel, der auch als „Pitch" bezeichnet werden kann. Hier beträgt der Abstand P beispielhaft 1,5 mm, 1 mm oder weniger. Anhand Figur lb ist ein beispielhaftes erstes schematisches Schaltbild des Bauelements 100 gemäß Figur la dargestellt.
Die den Pixeln 10, 30 zugeordneten LED-Chips teilen sich eine gemeinsame Anode 1,3_A; die den Pixeln 20, 40 zugeordneten LED-Chips teilen sich eine weitere gemeinsame Anode 2,4_A.
Die den Pixeln 10, 20 zugeordneten roten LED-Chips teilen sich eine gemeinsame Kathode 1,2_R; die den Pixeln 10, 20 zugeordneten grünen LED-Chips teilen sich eine gemeinsame Kathode 1,2_G; und die den Pixeln 10, 20 zugeordneten blauen LED-Chips teilen sich eine gemeinsame Kathode 1,2_B. Die den Pixeln 30, 40 zugeordneten roten LED-Chips teilen sich eine gemeinsame Kathode 3,4_R; die den Pixeln 30, 40 zugeordneten grünen LED-Chips teilen sich eine gemeinsame Kathode 3,4_G; und die den Pixeln 30, 40 zugeordneten blauen LED-Chips teilen sich eine gemeinsame Kathode 3,4_B. Das Bauelement 100 weist in diesem Beispiel also acht Elektroden zur
Kontaktierung auf einer Leiterplatte auf, etwa zum Verlöten.
Anhand Figur lc ist ein beispielhaftes zweites schematisches Schaltbild des Bauelements 100 gemäß Figur la dargestellt, das sich von dem ersten schematischen Schaltbild darin unterscheidet, dass sich lediglich die den Pixeln 10, 20 bzw. 30, 40 zugeordneten roten LED-Chips eine gemeinsame Kathode 1,2_R bzw. 3,4_R teilen. Das Bauelement 100 weist in diesem Beispiel also zwölf Elektroden zur Kontaktierung auf einer Leiterplatte auf. Im Vergleich zu dem vorigen Beispiel können hierbei platzbedingt nur kleinere Lötpads eingesetzt werden, so dass von einer weniger stabilen Lötverbindung und
insgesamt höheren Herstellungskosten auszugehen ist. Ebenso steigt im Vergleich die Anzahl der notwendigen
Durchkontaktierungen (engl. „Vias"), so dass auch die zur Montage vorgesehene Leiterplatte komplexer bzw. teurer in der Herstellung ist. Die Pixel 10-40 des Bauelements 100 gemäß Figuren la-lc werden beispielhaft in einer passiv-Matrix Verschaltung betrieben und insbesondere im Falle von geringen
Pixelabständen < 1,5 mm mit hohen Multiplexraten von 1/30 oder höher angesteuert, das heißt, jeder LED-Chip wird nur in 1/30 der Zeit oder weniger lichtemittierend betrieben. Im Folgenden werden Bauelemente 101, 201, 301, 401; 102, 202, 302, 402 angegeben, bei denen einzelne LED-Chips zur
Darstellung mehrerer Pixel verwendet werden und so im
Hinblick auf die hohe Multiplexrate eine Steigerung der Effizienz (engl. „Utilization" ) erzielt wird. Insbesondere kann eine Effizienz der Bauelemente derart gesteigert sein, dass bei gleichbleibend hoher Multiplexrate jeder LED-Chip in 1/15 der Zeit, 1/10 der Zeit oder mehr lichtemittierend betrieben wird.
Anhand der Figur 2a ist ein erstes Ausführungsbeispiel mehrerer nebeneinander angeordneter, rautenförmiger
Bauelemente 101, 201, 301, 401 einer Videowand 1001
dargestellt .
Die Bauelemente 101-401 sind oberflächenmontierbar
ausgebildet und weisen auf einer ihrer Montagefläche
abgewandten Seite jeweils neun LED-Chips auf, von denen jeweils ein roter LED-Chip 1_R, ein grüner LED-Chip 1_G und ein blauer LED-Chip 1_B in einer festen Farbreihenfolge aufeinanderfolgend in Reihen R und Spalten S angeordnet sind (aus Übersichtsgründen ist jeweils nur eine Reihe R bzw.
Spalte S hervorgehoben) , und zwar derart, dass die Reihen R bzw. Spalten S der einzelnen Bauelemente 101-401 parallel zueinander verlaufen. Die Bauelemente 101-401 sind dabei so nebeneinander angeordnet, dass die einzelnen Reihen R bzw. Spalten S der Bauelemente 101-401 ineinander übergehen bzw. kollinear verlaufen, und zwar unter Fortsetzung der
Farbreihenfolge . In anderen Worten bildet eine Gesamtheit der Reihen R und Spalten S der Bauelemente 101-401 Reihen und Spalten der Videowand 1001. Die LED-Chips derselben Farbe sind beispielhaft auf diagonal verlaufenden Geraden durch die Anzeigevorrichtung 1001 angeordnet.
Die LED-Chips sind in der Erstreckungsrichtung E sowie senkrecht zu der Erstreckungsrichtung E jeweils in einem vorgegebenen Abstand P angeordnet, der in diesem
Ausführungsbeispiel 1 mm beträgt. Die Reihen R weisen in ihrer Haupterstreckungsrichtung E zueinander einen
vorgegebenen Versatz d auf, der beispielhaft dem halben
Abstand P entspricht. Die Spalten S schließen einen
vorgegebenen Winkel mit der Haupterstreckungsrichtung E ein, der in diesem Ausführungsbeispiel 60° beträgt.
Figur 2b zeigt einen beispielhaften Ausschnitt des
Bauelements 101 gemäß Figur 2a. Ähnlich zu dem Beispiel der Figur la werden jeweils drei verschiedenfarbige LED-Chips, also ein roter LED-Chip 2_R, ein grüner LED-Chip 1_G und ein blauer LED-Chip 1_B, einem ersten Pixel 11 zugeordnet
(jeweils durch eine gestrichelte dreieckige Umrandung
gekennzeichnet) , wobei der grüne und der blaue LED-Chip 1_G, 1_B in einer ersten Reihe RI des Bauelements 101 bzw. der Videowand 1001 angeordnet sind, und der rote LED-Chip 2_R in einer benachbarten zweiten Reihe R2.
Einem bezüglich des ersten Pixels 11 in der
Haupterstreckungsrichtung E benachbarten zweiten Pixel 21 ist derselbe blaue LED-Chip 1_B und ein roter LED-Chip 2_R in der ersten Reihe RI sowie ein grüner LED-Chip 2_G in der zweiten Reihe R2 zugeordnet. Einem bezüglich des ersten Pixels 11 schräg zu der Haupterstreckungsrichtung E benachbarten dritten Pixel 31 ist derselbe rote LED-Chip 2_R und ein blauer LED-Chip 2_B in der zweiten Reihe R2 sowie ein grüner LED-Chip 3_G in der dritten Reihe R3 zugeordnet.
In anderen Worten werden einzelne LED-Chips zur sequentiellen Darstellung mehrerer Pixel verwendet. Eine mehrfache
Zuordnung einzelner LED-Chips zu unterschiedlichen Pixeln erfolgt dabei auch bauelementübergreifend, d.h., einem Pixel können auch LED-Chips zugeordnet sein, die auf
unterschiedlichen Bauelementen angeordnet sind. Insbesondere wird ausgenommen von denjenigen LED-Chips, die einer ersten oder letzten Reihe bzw. Spalte der Videowand 1001 zugeordnet sind, jeder LED-Chip genau drei Pixeln zugeordnet, bzw. zur sequentiellen Darstellung dieser drei Pixel verwendet. Der Pixelabstand bzw. „Pitch" entspricht dem Abstand P der einzelnen LED-Chips zueinander.
Die Bauelemente 101-401 weisen hier eine Anzahl von 3 x 3 LED-Chips auf und sind rautenförmig ausgebildet, um der triangulären Ausbildung der Pixel Rechnung zu tragen. In anderen Ausführungsvarianten können die Bauelemente 101-401 auch um ein ganzzahliges Vielfaches n in Erstreckungsrichtung und senkrecht zu der Erstreckungsrichtung mehr als drei LED- Chips umfassen, also eine Anzahl von 3n x 3n LED-Chips. Bei hohen Pixelzahlen der Videowand 1001 nähert sich ein
Verhältnis von erforderlichen LED-Chips pro Pixel 1:1 an, d.h. es wird pro Pixel ein LED-Chip benötigt. Im Gegensatz hierzu sind bei der Videowand 1001 gemäß Figuren la-lc pro Pixel drei LED-Chips erforderlich. Der anhand Figur 2c gezeigte beispielhafte Ausschnitt des Bauelements 101 gemäß Figur 2a unterscheidet sich von dem in Figur 2b gezeigten Ausschnitt darin, dass zusätzlich zu den Pixeln 11, 21, 31 ein vierter und ein fünfter Pixel 41, 51 gebildet ist, indem einzelne LED-Chips bezüglich der
dreiecksförmigen Pixel 11, 21, 31 gespiegelten Dreiecksformen zugordnet sind. So ist der grüne LED-Chip 1_G und der rote LED-Chip 2_R des ersten Pixels 11 zusammen mit dem blauen Pixel 2_B des dritten Pixels 31 dem vierten Pixel 41
zugeordnet. Dem fünften Pixel 51 ist der rote Pixel 1_R und der grüne Pixel 2_G des zweiten Pixels sowie ein weiterer, bezüglich des grünen LED-Chips 2_G in der
Haupterstreckungsrichtung E benachbarter blauer LED-Chip zugeordnet, so dass bei der Videowand 1001 im Vergleich zu dem Aufbau gemäß Figur 2b pro Pixel noch weniger LED-Chips erforderlich sind.
Insgesamt sind für die Videowand 1001 gemäß Figuren 2a-2c weniger Kontakte notwendig, da weniger LED-Chips zur Bildung der einzelnen Pixel beitragen. Dadurch können vergleichsweise größere Lötpads eingesetzt werden, die eine stabilere
Lötverbindung und geringere Herstellungskosten ermöglichen. Überdies sind weniger Durchkontaktierungen notwendig, sodass einfachere bzw. kostengünstigere Leiterplatten eingesetzt werden können. Durch die Verwendung einzelner LED-Chips für mehrere Pixel wird überdies zu einer höheren Effizienz bzw. „Utilization" der einzelnen LED-Chips insbesondere unter hohen Multiplexraten bzw. geringen Pixelabständen (sog.
„narrow pitch") beigetragen.
Um die Anzahl der Rückseitenkontakte der Bauelemente 101-401 gemäß Figuren 2a-2c weiter zu minimieren können die verbauten LED-Chips analog zu den Bauelementen 100-400 gemäß Figuren la-lc eine gemeinsame Anode (sog. „Common Anode") oder
Kathode aufweisen.
In einem Daten- und Programmspeicher einer der Videowand 1001 zugeordneten Steuereinheit ist ein Programm zum Betreiben der Anzeigevorrichtung 1001 gemäß Figur 2a gespeichert, das anhand des Ablaufdiagramms der Figur 2d im Folgenden näher erläutert wird.
In einem Schritt S1 werden zunächst jeweils benachbarte LED- Chips einer Reihe der Videowand 1001 sowie ein in der
Erstreckungsrichtung E dazwischen angeordneter LED-Chip einer benachbarten Reihe der Videowand 1001 jeweils einem
dreieckigen Pixel der Videowand 1001 zugeordnet, so dass jeder Pixel der Videowand 1001 einen roten, einen grünen und einen blauen LED-Chip umfasst.
In einem darauffolgenden Schritt S3 wird geprüft, ob ein LED- Chip der Videowand 1001 fehlerhaft ist. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang geprüft, ob ein Kurzschluss bzw. ein Leerlauf an einem der LED-Chips vorliegt.
Im Falle, dass ein LED-Chip als fehlerhaft erkannt wird, wird das Programm in einem Schritt S5 fortgesetzt. Anderenfalls wird das Programm in einem Schritt S7 fortgesetzt.
In dem Schritt S5 wird ein dem fehlerhaften LED-Chip nächster LED-Chip derselben Farbe ermittelt. Beispielhaft wird hierzu ein Mittelpunkt des Dreiecks des fehlerhaften Pixels
ermittelt sowie ein entsprechender Mittelpunkt eines Dreiecks eines potentiellen Ersatzpixels, bestehend aus den zwei funktionstüchtigen LED-Chips, die dem fehlerhaften Pixel ebenfalls zugeordnet sind, sowie einem dem fehlerhaften LED- Chip nahegelegenen LED-Chip derselben Farbe, wobei derjenige nahegelegene LED-Chip derselben Farbe als nächster LED-Chip zur Bildung des Ersatzpixels mit dem kürzesten Abstand der Mittelpunkte verwendet wird. In vorteilhafter Weise ergibt sich so eine minimale Positionsverschiebung des
Pixelzentrums. Das Programm wird anschließend in dem Schritt S7 fortgesetzt.
In dem Schritt S7 werden der Steuereinheit Bilddaten
bereitgestellt, die zur Darstellung auf der
Anzeigevorrichtung 1001 vorgesehen sind. Die Bilddaten umfassen insbesondere Helligkeitswerte matrizenartig
angeordneter Pixel im RGB-Farbraum.
In einem anschließenden Schritt S9 erfolgt eine Zuordnung der darzustellenden Pixel zu den einzelnen Pixeln der
Anzeigevorrichtung 1001 bzw. den LED-Chips 1_G, 1_B, 1_R der nebeneinander angeordneten Bauelemente 101-401. Im Falle, dass ein fehlerhaftes Pixel vorlag wird dabei insbesondere ein dem fehlerhaften Pixel zugeordnetes darzustellendes Pixel dem Ersatzpixel zugeordnet.
In einem darauffolgenden Schritt S9 werden sequentiell
Steuersignale zur Ansteuerung der den einzelnen Pixeln zugeordneten LED-Chips 1_G, 1_B, 1_R ausgegeben. Insbesondere werden die entsprechenden LED-Chips 1_G, 1_B, 1_R dabei derart angesteuert, dass ihr abgestrahltes Licht einem
Helligkeitswert der entsprechenden Bilddaten entspricht bzw. sich ein zu den Bilddaten korrespondierendes Bild auf der Videowand 1001 einstellt. Im Falle, dass ein fehlerhaftes Pixel vorlag wird dabei insbesondere ein für eine Ansteuerung des fehlerhaften Pixels repräsentatives Steuersignal zur Ansteuerung der dem Ersatzpixel zugeordneten LED-Chips bereitgestellt. Das Verfahren wird anschließend
beispielsweise beendet oder in dem Schritt S7 mit neuen
Bilddaten wiederholt.
Anhand der Figur 3a ist ein zweites Ausführungsbeispiel mehrerer nebeneinander angeordneter, quadratischer
Bauelemente 102, 202, 302, 402 einer Videowand 1002
dargestellt. Ein Betrieb der Videowand 1002 kann beispielhaft analog zu dem in Fig. 2d dargestellten Ablaufdiagramm
erfolgen .
Die Bauelemente 102-402 sind oberflächenmontierbar
ausgebildet und weisen auf einer ihrer Montagefläche
abgewandten Seite jeweils neun LED-Chips auf, von denen jeweils ein roter LED-Chip 1_R, ein grüner LED-Chip 1_G und ein blauer LED-Chip 1_B in einer festen Farbreihenfolge aufeinanderfolgend in Reihen R und Spalten S angeordnet sind (aus Übersichtsgründen ist jeweils nur eine Reihe R bzw.
Spalte S hervorgehoben) , und zwar derart, dass die Reihen R bzw. Spalten S der einzelnen Bauelemente 102-402 parallel zueinander verlaufen. Die Bauelemente 102-402 sind dabei so nebeneinander angeordnet, dass die einzelnen Reihen R bzw. Spalten S der Bauelemente 102-402 ineinander übergehen bzw. kollinear verlaufen, und zwar unter Fortsetzung der
Farbreihenfolge . In anderen Worten bildet eine Gesamtheit der Reihen R und Spalten S der Bauelemente 102-402 Reihen und Spalten der Videowand 1002.
Die LED-Chips sind in der Erstreckungsrichtung E sowie senkrecht zu der Erstreckungsrichtung E jeweils in einem vorgegebenen Abstand D angeordnet, der in diesem
Ausführungsbeispiel 1 mm beträgt. Die Spalten S sind
senkrecht zu den Reihen R angeordnet. Figur 3b zeigt einen beispielhaften Ausschnitt der Videowand 1002 gemäß Figur 3a. Jeweils vier LED-Chips, davon drei verschiedenfarbige, also zwei blaue LED-Chips 1_B, 2_B, ein roter LED-Chip 1_R und ein grüner LED-Chip 1_G, sind einem ersten Pixel 12 zugeordnet (jeweils durch eine gestrichelte viereckige Umrandung gekennzeichnet) , wobei der blaue und der rote LED-Chip 1_B, 1_R in einer ersten Reihe RI der Videowand
1002 angeordnet sind, und der grüne und der weitere blaue LED-Chip 2_G, 2_B in einer benachbarten zweiten Reihe R2. Weitere Pixel der Videowand 1002 werden ebenfalls durch vier LED-Chips gebildet, wobei alternierend jeweils zwei LED-Chips einer Farbe doppelt vorhanden sind.
Einem bezüglich des ersten, dritten und vierten Pixels 12,
32, 42 schräg zu der Haupterstreckungsrichtung E benachbarten zweiten Pixel 22 ist derselbe blaue LED-Chip 2_B hinsichtlich des ersten Pixels 12 und derselbe rote LED-Chip 2_R
hinsichtlich des dritten Pixels 32 in der zweiten Reihe R2, derselbe grüne LED-Chip 3_G hinsichtlich des vierten Pixels 42 sowie ein weiterer blauer LED-Chip 3_B in der dritten Reihe R3 zugeordnet.
In anderen Worten werden einzelne LED-Chips zur sequentiellen Darstellung mehrerer Pixel verwendet. Eine mehrfache
Zuordnung einzelner LED-Chips zu unterschiedlichen Pixeln erfolgt dabei auch bauelementübergreifend, d.h., einem Pixel können auch LED-Chips zugeordnet sein, die auf
unterschiedlichen Bauelementen angeordnet sind. Insbesondere wird ausgenommen von denjenigen LED-Chips, die einer ersten oder letzten Reihe bzw. Spalte der Videowand 1002 zugeordnet sind, jeder LED-Chip genau zwei Pixeln zugeordnet, bzw. zur sequentiellen Darstellung dieser zwei Pixel verwendet. Wie anhand Figur 3c dargestellt entspricht der Pixelabstand bzw. „Pitch" dem Ü2-fachen Abstand D der einzelnen LED-Chips zueinander .
Die Bauelemente 102-402 weisen hier eine Anzahl von 3 x 3 LED-Chips auf und sind quadratisch ausgebildet. In anderen Ausführungsvarianten können die Bauelemente 102-402 auch um ein ganzzahliges Vielfaches n in Erstreckungsrichtung und senkrecht zu der Erstreckungsrichtung mehr als drei LED-Chips umfassen, also eine Anzahl von 3n x 3n LED-Chips. Bei hohen Pixelzahlen der Videowand 1002 nähert sich ein Verhältnis von erforderlichen LED-Chips pro Pixel 2:1 an, d.h. es werden pro Pixel zwei LED-Chips benötigt. Im Gegensatz hierzu sind bei der Videowand 1002 gemäß Figuren la-lc pro Pixel drei LED- Chips erforderlich.
Insgesamt sind für die Videowand 1002 gemäß Figuren 3a-3c weniger Kontakte notwendig, da weniger LED-Chips zur Bildung der einzelnen Pixel beitragen. Dadurch können vergleichsweise größere Lötpads eingesetzt werden, die eine stabilere
Lötverbindung und geringere Herstellungskosten ermöglichen. Überdies sind weniger Durchkontaktierungen notwendig, sodass einfachere bzw. kostengünstigere Leiterplatten eingesetzt werden können. Durch die Verwendung einzelner LED-Chips für mehrere Pixel wird überdies zu einer höheren Effizienz bzw. „Utilization" der einzelnen LED-Chips insbesondere unter hohen Multiplexraten bzw. geringen Pixelabständen
beigetragen .
Um die Anzahl der Rückseitenkontakte der Bauelemente 102-402 gemäß Figuren 3a-3c weiter zu minimieren können die verbauten LED-Chips analog zu den Bauelementen 102-402 gemäß Figuren la-lc eine gemeinsame Anode (sog. „Common Anode") oder
Kathode aufweisen. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste i_R, 1_G, 1_R LED-Chip
1 , 2_B 1 , 2_G 1 , 2_R
3 , 4_B 3 , 4_G 3,4_R
I , 3_A 2 , 4_A Elektroden
P Pixelabstand
D Chipabstand
d Versatz
E Erstreckungsrichtung
R, RI, R2 , R3 Reihe
S Spalte 10, 20, 30, 40
II, 21, 31, 41
12, 22, 32, 42 Pixel
100, 200, 300, 400
101, 201, 301, 401
102, 202, 302, 402 Bauelement
1000, 1001, 1002 Videowand

Claims

Patentansprüche
1. Bauelement (101, 201, 301, 401) für eine
Anzeigevorrichtung (1001), wobei das Bauelement in Reihen angeordnete LED-Chips (1_R, 1_G, 1_B) umfasst, wobei je Reihe (R) in Erstreckungsrichtung (E) der jeweiligen Reihe sowie je Spalte (S) schräg zu der Erstreckungsrichtung jeweils ein roter, ein grüner und ein blauer LED-Chip alternierend angeordnet sind, und die Reihen zueinander einen Versatz (d) in der Erstreckungsrichtung aufweisen.
2. Bauelement nach Anspruch 1, wobei die LED-Chips einer Reihe jeweils einen vorgegebenen Abstand (P) zueinander aufweisen, und der Versatz in der Erstreckungsrichtung zwischen 40% und 60% des vorgegebenen Abstands beträgt, insbesondere 50%.
3. Bauelement nach Anspruch 2, wobei die Reihen zueinander senkrecht zur Erstreckungsrichtung in 90% bis 110% des vorgegebenen Abstands angeordnet sind, insbesondere in 100%.
4. Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jeweils zwei benachbarte LED-Chips einer Reihe und ein weiterer LED-Chip einer benachbarten Reihe, der in der
Erstreckungsrichtung zwischen den beiden LED-Chips angeordnet ist, einen roten, einen grünen und einen blauen LED-Chip umfassen .
5. Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bauelement 9 n2 LED-Chips aufweist, wobei n E M .
6. Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der vorgegebene Abstand kleiner oder gleich 1,5 mm,
insbesondere kleiner oder gleich 1 mm beträgt.
7. Anzeigevorrichtung (1001), umfassend ein oder mehrere in der Erstreckungsrichtung (E) und/oder senkrecht zu der
Erstreckungsrichtung nebeneinander angeordnete Bauelemente (101, 201, 301, 401) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6 sowie eine Einrichtung zum Bereitstellen von
Steuersignalen zur sequentiellen Ansteuerung der LED-Chips (1_R, 1_G, 1_B) als Pixel (11, 21, 31) der
Anzeigevorrichtung .
8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die mehreren Bauelemente derart nebeneinander angeordnet sind, dass die jeweiligen Reihen (R) in Erstreckungsrichtung sowie die jeweiligen Spalten (S) schräg zu der Erstreckungsrichtung jeweils parallel verlaufen und kollineare Reihen und Spalten der Bauelemente jeweils Reihen und Spalten der
Anzeigevorrichtung bilden.
9. Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 oder 8, wobei die Anzeigevorrichtung als Videowand
ausgebildet ist.
10. Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 9, wobei die LED-Chips passiv-Matrix verschalten sind und mit einer Multiplexrate von 1/30 oder höher betrieben werden .
11. Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung (1001) nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 10, bei dem - jeweils ein erster und ein benachbarter zweiter LED-Chip
(1_G, 1_B) einer ersten Reihe (RI) der Anzeigevorrichtung und ein dritter LED-Chip (2_R) einer benachbarten zweiten Reihe (R2) der Anzeigevorrichtung, der in der Erstreckungsrichtung (E) zwischen dem ersten und zweiten LED-Chip der ersten Reihe angeordnet ist, einem dreieckigen ersten Pixel (11)
zugeordnet werden,
- jeweils der zweite LED-Chip (1_B) und ein benachbarter vierter LED-Chip (1_R) der ersten Reihe der
Anzeigevorrichtung und ein fünfter LED-Chip (2_G) der zweiten Reihe, der in der Erstreckungsrichtung zwischen dem zweiten und vierten LED-Chip der ersten Reihe angeordnet ist, einem dreieckigen zweiten Pixel (21) zugeordnet werden, und
- jeweils der dritte LED-Chip (2_R) und ein benachbarter sechster LED-Chip (2_B) der zweiten Reihe der
Anzeigevorrichtung und ein siebter LED-Chip (3_G) einer benachbarten dritten Reihe (R3) der Anzeigevorrichtung, der in der Erstreckungsrichtung zwischen dem dritten und sechsten LED-Chip der zweiten Reihe angeordnet ist, einem dreieckigen dritten Pixel (31) zugeordnet werden, wobei jeder Pixel einen roten, einen grünen und einen blauen LED-Chip umfasst, und sequentiell
- ein erstes Steuersignal zur Ansteuerung der dem ersten Pixel zugeordneten LED-Chips, ein zweites Steuersignal zur Ansteuerung der dem zweiten Pixel zugeordneten LED-Chips, und ein drittes Steuersignal zur Ansteuerung der dem dritten Pixel zugeordneten LED-Chips bereitgestellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei außer LED-Chips in einer äußersten Reihe oder Spalte der Anzeigevorrichtung im Wesentlichen jeder der LED-Chips der Anzeigevorrichtung zur sequentiellen Darstellung von genau drei Pixeln verwendet wird .
13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem
- jeweils der dritte LED-Chip (2_R) und der sechste LED-Chip (2_B) der zweiten Reihe (R2) der Anzeigevorrichtung und der erste LED-Chip (1_G) der benachbarten ersten Reihe (RI) der Anzeigevorrichtung, der in der Erstreckungsrichtung zwischen dem dritten und sechsten LED-Chip der zweiten Reihe
angeordnet ist, einem dreieckigen vierten Pixel (41)
zugeordnet werden,
- jeweils der fünfte LED-Chip (2_G) und ein benachbarter achter LED-Chip der zweiten Reihe der Anzeigevorrichtung und der vierte LED-Chip (1_R) der benachbarten ersten Reihe der Anzeigevorrichtung, der in der Erstreckungsrichtung zwischen dem fünften und dem achten LED-Chip der zweiten Reihe
angeordnet ist, einem dreieckigen fünften Pixel (51)
zugeordnet werden, wobei sequentiell
- ein viertes Steuersignal zur Ansteuerung der dem vierten Pixel zugeordneten LED-Chips und ein fünftes Steuersignal zur Ansteuerung der dem fünften Pixel zugeordneten LED-Chips bereitgestellt wird.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 11 bis 13, bei dem
- ein fehlerhafter LED-Chip erkannt wird,
- ein dem fehlerhaften LED-Chip nächster LED-Chip derselben Farbe ermittelt wird, und
- je fehlerhaftem Pixel, dem der fehlerhafte LED-Chip
zugeordnet ist
- jeweils zwei LED-Chips ermittelt werden, die dem
entsprechenden fehlerhaften Pixel ebenfalls zugeordnet sind, und
- die zwei ermittelten LED-Chips und der ermittelte, dem fehlerhaften LED-Chip nächste LED-Chip derselben Farbe einem Ersatzpixel zugeordnet werden, wobei - ein für eine Ansteuerung des fehlerhaften Pixels repräsentatives Steuersignal zur Ansteuerung der dem
Ersatzpixel zugeordneten LED-Chips bereitgestellt wird. 15. Computerprogramm zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung
(1001) nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 10, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des
Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 11 bis 14 auszuführen.
16. Computerlesbares Speichermedium, auf dem das
Computerprogramm nach Anspruch 15 gespeichert ist.
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