特表-18122997IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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再表2018-122997発光ユニット、表示装置及びマルチ表示装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2018年7月5日
【発行日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】発光ユニット、表示装置及びマルチ表示装置
(51)【国際特許分類】
   G09F 9/00 20060101AFI20181130BHJP
   G09F 9/33 20060101ALI20181130BHJP
   G09F 9/40 20060101ALI20181130BHJP
   H01L 51/50 20060101ALI20181130BHJP
   H01L 27/32 20060101ALI20181130BHJP
   H01L 33/00 20100101ALI20181130BHJP
【FI】
   G09F9/00 346D
   G09F9/00 346A
   G09F9/00 304Z
   G09F9/33
   G09F9/40 301
   H05B33/14 A
   H01L27/32
   H01L33/00 L
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】22
【出願番号】特願2017-519333(P2017-519333)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2016年12月28日
(11)【特許番号】特許第6214830号(P6214830)
(45)【特許公報発行日】2017年10月18日
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】金子 翔太
【テーマコード(参考)】
3K107
5C094
5F142
5G435
【Fターム(参考)】
3K107AA01
3K107BB01
3K107CC33
3K107CC45
3K107EE57
5C094AA02
5C094AA34
5C094BA25
5C094BA27
5C094CA24
5C094DA01
5C094DA09
5C094DB01
5F142AA13
5F142AA42
5F142DB54
5F142EA34
5F142GA02
5G435AA01
5G435AA12
5G435BB04
5G435BB05
5G435CC12
5G435EE32
5G435EE36
(57)【要約】
発光ユニットの画質を高めることか可能な技術を提供することを目的とする。発光ユニットは、第1面と、当該第1面と逆側の第2面とを有する基板と、第1面に配設された複数の発光素子と、それぞれが、複数の発光素子に含まれる2以上の発光素子を駆動する複数の発光素子駆動部とを備える。複数の発光素子駆動部は、互いに異なる複数の整列状態で第2面に配設されているか、非整列状態で第2面に配設されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1面と、当該第1面と逆側の第2面とを有する基板と、
前記第1面に配設された複数の発光素子と、
それぞれが、前記複数の発光素子に含まれる2以上の発光素子を駆動する複数の発光素子駆動部と
を備え、
前記複数の発光素子駆動部は、
互いに異なる複数の整列状態で前記第2面に配設されているか、非整列状態で前記第2面に配設されている、発光ユニット。
【請求項2】
請求項1に記載の発光ユニットであって、
前記複数の発光素子駆動部は、
千鳥状に前記第2面に配設されている、発光ユニット。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載の発光ユニットであって、
前記基板は水平方向以外の方向に沿って配設され、
前記複数の発光素子駆動部は、
前記水平方向以外の前記方向に沿って配設された前記基板に対する鉛直方向の上側から下側に向かうにつれて密になるように前記第2面に配設されている、発光ユニット。
【請求項4】
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の発光ユニットであって、
前記複数の発光素子のそれぞれはLEDを含む、発光ユニット。
【請求項5】
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の発光ユニットであって、
前記複数の発光素子のそれぞれは、赤色、緑色及び青色のLEDを有する素子を含む、発光ユニット。
【請求項6】
請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載の発光ユニットを少なくとも1つ備える、表示装置。
【請求項7】
請求項6に記載の表示装置を複数備え、
前記複数の表示装置の前記基板がマトリクス状に配設された、マルチ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光ユニット、並びに、それを備える表示装置及びマルチ表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード(以下、「LED」と表記)をマトリクス状に配設して映像を表示させる表示装置(以下、「LED表示装置」と表記)が知られている。このLED表示装置において、画素であるLEDの輝度及び色度が不均一である場合には、映像の輝度むら及び色度むらとして視認されてしまうという問題がある。
【0003】
輝度むら及び色度むらの原因としては、LED自身の製造ばらつきにより生じる輝度ばらつき及び色度ばらつきと、LEDがマトリクス状に実装された基板(以下、「LED実装基板」と表記)内の温度むらとがある。そこで、輝度むら及び色度むらの原因ごとに、輝度むら及び色度むらを抑制する技術が提案されている。
【0004】
LED自身の製造ばらつきにより生じる輝度ばらつき及び色度ばらつきを補正して、輝度及び色度を均一化させる技術としては、例えば特許文献1の技術が提案されている。この技術では、画面をカメラで撮影し、その撮影結果から得られた輝度特性に基づいて輝度を均一化するための各画素の補正係数を算出し、当該補正係数を用いて輝度を補正することで輝度の均一化が可能となっている。
【0005】
LED実装基板内の温度むらにより生じる輝度むら及び色度むらを抑制する技術としては、例えば特許文献2の技術が提案されている。この技術では、カメラで撮影した輝度情報に基づいてLED実装基板を冷却する冷却ファンの制御を行うことによって、温度むら、ひいては輝度むら等の抑制が可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平11−85104号公報
【特許文献2】特許第5468914号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
カメラ等を用いて輝度及び色度を測定し、その測定結果に基づいて各画素を補正する特許文献1及び2の技術では、赤色、緑色、青色の光の3原色(以下、赤色は「R」、緑色は「G」、青色は「B」と表記する)ごとに測定及び補正係数の算出を行うことが一般的である。具体的には、赤色の映像を全面に表示した画面をカメラ等で撮影してR用の補正係数を算出し、これと同様の算出をG及びBでも行う。しかしながら、R、G、Bいずれか1色のみを全画面に表示した際の発熱量よりも、R、G、Bの混色(例えば白色)を全画面に表示させた際の発熱量の方が大きい。このため、各色の表示時に算出された補正係数を用いても、混色表示時に発生する温度むらによる輝度むら及び色度むらを適切に補正することができないという問題があった。
【0008】
また、輝度情報に基づいて冷却制御を行う技術では、輝度をセンシングするセンサー及び多数の冷却ファンが必要である。このため、比較的高価になるだけでなく、制御仕様が煩雑になるなどの問題があった。
【0009】
さらに、近年、集積化された発光素子駆動IC(Integrated Circuit)を使用することで、発光ユニットを安価に構成することが提案されている。しかしながら、発光素子駆動ICの発熱量が増大してきており、発光素子駆動ICの発熱による温度むらに起因する輝度むら及び色度むらが顕在化しつつあった。
【0010】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、発光ユニットの画質を高めることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明に係る発光ユニットは、第1面と、当該第1面と逆側の第2面とを有する基板と、前記第1面に配設された複数の発光素子と、それぞれが、前記複数の発光素子に含まれる2以上の発光素子を駆動する複数の発光素子駆動部とを備える。前記複数の発光素子駆動部は、互いに異なる複数の整列状態で前記第2面に配設されているか、非整列状態で前記第2面に配設されている。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、複数の発光素子駆動部は、互いに異なる複数の整列状態で基板の第2面に配設されているか、非整列状態で基板の第2面に配設されている。このような構成によれば、発光ユニットの画質を高めることができる。
【0013】
本発明の目的、特徴、態様及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】実施の形態1に係る発光ユニットが備えるLEDの構成を示す正面図である。
図2】実施の形態1に係る発光ユニットが備えるLEDの構成を示す側面図である。
図3】実施の形態1に係る発光ユニットが備えるLED実装基板の構成を示す正面図である。
図4】多チャンネル制御及びラインスキャン制御を説明するためのブロック図である。
図5】関連発光ユニットが備えるLED実装基板の構成を示す背面図である。
図6】別の関連発光ユニットが備えるLED実装基板の構成を示す背面図である。
図7】別の関連発光ユニットにおける温度分布を示す図である。
図8】R,G,Bの輝度の温度依存性を示す図である。
図9】実施の形態1に係る発光ユニットが備えるLED実装基板の構成を示す背面図である。
図10】実施の形態1に係る発光ユニットにおける温度分布を示す図である。
図11】変形例1に係る発光ユニットが備えるLED実装基板の構成を示す背面図である。
図12】変形例1に係る発光ユニットが備えるLED実装基板の構成を示すブロック図である。
図13】変形例2に係る発光ユニットが備えるLED実装基板の構成を示す背面図である。
図14】変形例3に係る発光ユニットが備えるLED実装基板の構成を示す背面図である。
図15】実施の形態2に係るLED表示装置の構成を示す正面図である。
図16】実施の形態2に係るLED表示装置の構成を示す背面図である。
図17】実施の形態2に係るLED表示装置の構成を示すブロック図である。
図18】実施の形態2に係るマルチ表示装置の構成を示す正面図である。
図19】実施の形態2に係るマルチ表示装置の構成を示す背面図である。
図20】実施の形態2に係るマルチ表示装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
<実施の形態1>
図1及び図2は、本発明の実施の形態1に係る発光ユニットの各画素を構成するLED1を模式的に示す正面図及び側面図である。LED1は、SMD(Surface Mount Device)タイプの発光素子であり、且つR,G,BのLED1R,1G,1Bが1つのパッケージ内にアセンブリされた3in1と呼ばれるタイプの発光素子である。図1及び図2のLED1では、1つの基材1a上にLED1R,1G,1Bが配設され、封止材1bがLED1R,1G,1Bを覆っている。上述のタイプの発光素子としては、外形が1mm角未満の製品が存在しており、複数の発光素子の間隔を狭くした状態でLED実装基板に実装することで、高精細な発光ユニット、ひいてはLED表示装置を構成することができる。
【0016】
本実施の形態1では、複数の発光素子のそれぞれに、LED1のようなSMDタイプで且つ3in1タイプの発光素子を用いた構成について説明するが、これに限ったものではない。例えば複数の発光素子のそれぞれに、砲丸タイプLED、SMDタイプで且つ単色タイプLEDを用いた構成においても下記で説明する効果が、ある程度得られる。ただし、発光素子を高密度に実装するほど、得られる効果が大きくなるため、本実施の形態1の構成が好ましい。
【0017】
図3は、本実施の形態1に係る発光ユニットが備えるLED実装基板4の構成を示す正面図である。図3のLED実装基板4は、複数のLED1と、基板2と、後述する複数の発光素子駆動部である複数の発光素子駆動IC3とを備える。
【0018】
基板2は、第1面と、当該第1面と逆側の第2面とを有している。以下、第1面を「表面」と呼び、第2面を「裏面」と呼ぶ。
【0019】
図3に示すように、複数のLED1は、基板2の表面にマトリクス状に実装されており、具体的には、行方向であるX方向、及び、列方向であるY方向に同一間隔で実装されている。これにより、各LED1は映像における各画素として機能する。
【0020】
図3の構成では、一例として基板2のX方向に18個ずつ、Y方向に18個ずつ、計324個のLED1が実装されている。以下の説明では、マトリクス状に配設されたLED1をその場所を特定する場合には、図3において左下を基準にしてX方向へa番目であり、Y方向にb番目であるLED1をLEDa・bと表記する。例えば図3において最も左下のLED1をLED1・1と表記し、最も右上のLED1をLED18・18と表記する。一方、各LED1の総称は、これまで通りLED1と表記する。
【0021】
基板2の裏面には、各LED1を点灯駆動制御させるための電気部品が実装される。実際には、点灯駆動制御を行うために複数の種類の電気部品が使用されるが、本実施の形態1では発熱量の比較的大きい電気部品である発光素子駆動IC3に着目し、複数の発光素子駆動IC3が基板2の裏面に配設されているとして説明する。
【0022】
複数の発光素子駆動IC3のそれぞれは、複数のLED1を駆動する。例えば各LEDに共通の電圧が供給された状態で、発光素子駆動IC3が、PWM(Pulse Width Modulation)方式により時分割で各LEDのON及びOFFを切り替える点灯駆動制御を上記駆動として行うことにより、LEDの階調制御が行われる。
【0023】
各発光素子駆動IC3は、多チャンネル制御が可能となっており、2以上のLED1の点灯駆動を同時に制御することが可能となっている。例えば1つの発光素子駆動IC3が、n(nは6以上の3の倍数)チャンネル制御が可能である場合、1個のLED1に対してLED1R,1G,1Bの3チャンネルが必要であるため,n/3個のLED1を同時に点灯駆動することが可能である。加えて、各発光素子駆動IC3がラインスキャン制御するように構成されている場合には、1つの発光素子駆動IC3で多くのLED1について点灯駆動制御を行うことができる。
【0024】
ここで本実施の形態1に関連する発光ユニットである関連発光ユニットの構成について図4を用いて説明する。なお、関連発光ユニットが備える発光素子駆動IC13が、本実施の形態1に係る発光ユニットが備える発光素子駆動IC3と異なっていることを除けば、関連発光ユニットと本実施の形態1に係る発光ユニットとは実質的に同じである。
【0025】
図4の関連発光ユニットの発光素子駆動IC13は、9チャンネル制御と、ラインスキャン数が3であるラインスキャン制御とを行う。この場合、1つの発光素子駆動IC13は、9チャンネルを有しているので、3(=9/3)個のLED1のLED1R,1G,1Bの各色を同時に点灯駆動させることができる。図4の例では、1つの発光素子駆動IC13は、第1列の3個のLED1など、水平に並んだ3個のLED1を同時に点灯駆動する。これが多チャンネル制御である。
【0026】
一方、ラインスキャン制御とは、時間経過とともに点灯駆動させる列(ライン)を次々に変更する制御を意味する。1つの発光素子駆動IC13におけるラインスキャン制御のラインスキャン数が3である場合には、1つの発光素子駆動IC13は、単位時間毎に第1列を点灯駆動、第2列を点灯駆動、第3列を点灯駆動、第1列を点灯駆動…、と列(ライン)を順次点灯駆動させていく。このように、ラインスキャン制御によれば、1つの発光素子駆動IC13によって多くのLED1を一定期間内で点灯駆動制御することができる。
【0027】
小括すると、発光素子駆動IC13がnチャネルを有し、発光素子駆動IC13のラインスキャン数がmである場合、当該発光素子駆動IC13が点灯駆動制御できるLED1の個数は、n×m/3となる。関連発光ユニットの発光素子駆動IC13では、n=9及びm=3であることから、1つの発光素子駆動IC13が点灯駆動制御できるLED1の個数は、9(=9×3/3)個である。
【0028】
次に、関連発光ユニットの発光素子駆動IC13の配設について図5を用いて説明する。上述したように、関連発光ユニットの1つの発光素子駆動IC13が点灯駆動制御できるLED1の個数は9個であることから、324個のLED1を点灯駆動制御するためには、36(=324/9)の発光素子駆動IC13が用いられる。図5の関連発光ユニットでは、基板2のX方向に6個ずつ、Y方向に6個ずつ、計36の発光素子駆動IC13が、基板2の裏面にマトリクス状に配設されている。
【0029】
なお、以下の説明では、発光素子駆動IC13をその場所を特定する場合には、図5において右下を基準にしてX方向へa番目であり、Y方向にb番目である発光素子駆動IC13を発光素子駆動ICa・bと表記する。発光素子駆動IC13は、自身周辺のLED1を点灯駆動制御する。例えば、発光素子駆動IC1・1は、LED1・1、LED2・1、LED3・1、LED2・1、LED2・2、LED2・3、LED3・1、LED3・2、LED3・3の9個のLED1を点灯駆動制御する。
【0030】
ところで、発光ユニットでは、発熱部品である発光素子駆動IC13の熱が、発光素子駆動IC13の近くに存在する筐体を介して外部に伝えられるように、発光素子駆動IC13上に熱伝導シートが貼り付けられることが多い。このような発光ユニットの製造時には、複数の発光素子駆動IC13に熱伝導シートを効率よく貼り付けることができるように、Y方向に沿って列状に並べたいくつかの発光素子駆動IC13に、縦長の長方形に形成された1枚の熱伝導シートが貼り付けられる。
【0031】
このことを反映して図5の関連発光ユニットでは、いくつかの発光素子駆動IC13ごとにY方向に沿って列状に配設されており、全ての発光素子駆動IC13は、同一の整列状態で配設されている。
【0032】
ここで、関連発光ユニットでは、1つの発光素子駆動IC13がドライブできるチャンネル数が比較的少ない(ここでは9)ので、比較的多くの発光素子駆動IC13が基板2に密に配設される。しかしながら、1つの発光素子駆動IC13で同時に点灯駆動制御できるLED1の個数は比較的少ない(ここでは9個)ことから、1つの発光素子駆動IC13の発熱量も比較的少ない。
【0033】
このように、各発光素子駆動IC13の発熱量が比較的少ない関連発光ユニットでは、比較的多くの発光素子駆動IC13が同一の整列状態で配設されても、基板2内の温度むらは小さく、輝度むら及び色度むらも問題にはならなかった。
【0034】
しかしながら、今後、より安価に発光ユニット、並びに当該発光ユニットを備える表示装置及びマルチ表示装置を実現するためは、発光素子駆動IC13を集積化して、発光素子駆動IC13のチャンネル数を増やすことにより、1つの発光素子駆動IC13が点灯駆動制御できるLED1の個数を増やすことが有効である。なお、集積化された発光素子駆動ICはすでに製品化されている。
【0035】
このことに鑑みて、本実施の形態1に係る発光ユニットは、発光素子駆動IC13の代わりに、発光素子駆動IC13よりもチャネル数が多い発光素子駆動IC3を備えている。以下、本実施の形態1に係る発光素子駆動IC3は、18チャンネル制御と、ラインスキャン数が3であるラインスキャン制御とを行うものとして説明する。この場合、1つの発光素子駆動IC3が点灯駆動制御できるLED1の個数は、18(=18×3/3)個である。
【0036】
次に、別の関連発光ユニットについて説明する。図6は、別の関連発光ユニットの構成を示す背面図である。図6の関連発光ユニットでは、本実施の形態1に係る発光素子駆動IC3が、図5の関連発光ユニットの発光素子駆動IC13と同様に、同一の整列状態で配設されている。図3のような324個のLED1を点灯駆動制御するためには、18(=324/18)の発光素子駆動IC3が用いられる。図6の関連発光ユニットでは、基板2のX方向に3個ずつ、Y方向に6個ずつ、計18の発光素子駆動IC3が、基板2の裏面にマトリクス状に配設されている。
【0037】
18チャンネルを有する発光素子駆動IC3は、9チャンネルを有する発光素子駆動IC13に比べて2倍の発熱量を有する。また、図6の関連発光ユニットにおいて発光素子駆動IC3は、Y方向に沿って列状に比較的密に配設されている。このため、複数の発光素子駆動IC3が複数のLED1を駆動する時には、複数の発光素子駆動IC3が密に配設されたエリアの温度が高くなり、複数の発光素子駆動IC3が疎に配設されたエリアの温度が低くなる。この結果として、図7の斜線を付した範囲のように、基板2の裏面において温度むらがY方向に沿った縦筋状に発生する。熱伝導によって、基板2の裏面の熱が基板2の表面にも伝えられ、同様の縦筋状の温度むらが基板2のLED1側の面にも発生してしまう。
【0038】
このような温度むらは、主に2つの不具合を引き起こす。1つは温度の違いによる輝度むら及び色度むらである。もう1つは温度の違いによる輝度の経年変化のスピードの違いである。
【0039】
温度の違いによって輝度むら及び色度むらが発生する原理は、R,G,BのLED1R,1G,1Bごとに輝度の温度依存性が異なることに起因する。図8に、R,G,BのLED1R,1G,1Bの輝度の温度依存性の一例を示す。なお、図8において実線、一点鎖線、長破線は、それぞれR,G,BのLED1R,1G,1Bの輝度の温度依存性を示す。
【0040】
R,G,Bについて電流値及びPWMのデューティー比などの駆動条件を同一にして、図8に示すように25℃時の輝度を100%とする。温度が100℃である時のRの輝度は50%程度下がるが、温度が100℃である時のG,Bの輝度は10%程度しか下がらない。このように、R,G,BのLED1R,1G,1Bは、輝度の温度依存性を有するが、一般的にRの輝度の温度依存性はG,Bの輝度の温度依存性と比較して高く、G,Bの輝度の温度依存性はRの輝度の温度依存性ほど顕著ではない。
【0041】
図6の関連発光ユニットでは、基板2の表面のうち、発光素子駆動IC3の位置に対応する部分の温度が高くなるので、当該部分に配設されたLED1のRの輝度が、温度依存特性の違いによってG,Bの輝度よりも低くなる。このため、例えば全面白色の映像を表示したときに、ターゲットの白色に対してシアン寄りの白色(色温度の高い白)が、縦筋状に表示されてしまう。この結果、縦筋の輝度むら及び色度むらがユーザに視認されてしまい、映像品位が低下するという不具合が発生する。
【0042】
温度の違いによって輝度の経年変化のスピードの違いが発生する原理は、LEDの寿命の温度依存性に起因する。一般的にはアレニウスの定理や10℃2倍則と呼ばれ、温度が10℃低いと寿命が2倍になるといわれている。このことから、長期間温度むらがある状態で図6の関連発光ユニットを使用した場合、基板2の表面のうち、発光素子駆動IC3の位置に対応する部分に配設されたLED1の劣化が他よりも進み、やがて当該部分だけ暗くなってしまう。この縦筋の輝度むら及び色度むらもユーザに視認されてしまい、映像品位が低下するという不具合が発生する。
【0043】
そこで、次に説明する本実施の形態1に係る発光ユニットは、このような不具合及び課題を解決するように構成されている。図9は、本実施の形態1に係る発光ユニットが備えるLED実装基板4の構成を示す背面図である。LED1は、図3を用いて説明したように、X方向に18個、Y方向に18個、計324個のLED1が実装されている。
【0044】
また、本実施の形態1に係る発光素子駆動IC3のチャンネル数は、図6の関連発光ユニットと同様に18チャンネルであり、18の発光素子駆動IC3が用いられる。このため、仮に発光素子駆動IC3が、図6のように配設された場合には温度むらが発生する。しかしながら、本実施の形態1では、温度むらの発生が抑制されるように、発光素子駆動IC3の整列に特徴を持っている。
【0045】
その特徴として、図9の構成では、複数の発光素子駆動IC3は、互いに異なる複数の整列状態で、基板2の裏面に配設されている。ここではその一例として、複数の整列状態は、互いに異なる第1整列状態及び第2整列状態を含んでいる。第1整列状態のいくつかの発光素子駆動IC3同士のY方向の間隔と、第2整列状態のいくつかの発光素子駆動IC3同士のY方向の間隔とは同じであるが、第1整列状態の発光素子駆動IC3のY方向の位置と、第2整列状態の発光素子駆動IC3のY方向の位置とが異なるように、複数の発光素子駆動IC3が配設されている。そして、その一例として、複数の発光素子駆動IC3は、LED1のマトリクスの行方向または列方向に沿って千鳥状に裏面に配設されている。
【0046】
このように複数の発光素子駆動IC3が千鳥配設されることで、図7のような縦筋状の温度むらやその他の温度むらが改善される。その結果、図10の斜線を付した範囲のように、複数のLED1の駆動時において基板2の裏面の温度分布、ひいては基板2の表面の温度分布が均一化される。
【0047】
<実施の形態1のまとめ>
以上のような本実施の形態1に係る発光ユニットによれば、複数の発光素子駆動IC3が、互いに異なる複数の整列状態で、基板2の裏面に配設されている。このため、複数の発光素子駆動IC3が、複数のLED1の駆動時において基板2の表面の温度分布が均一化される。これにより、白色などの混色を表示しても輝度及び色度の均一性が保たれた画質の良い映像が得られる。
【0048】
また、集積化した発光素子駆動IC3を使用しても温度むらが抑制される。したがって、輝度及び色度の均一性が保たれた画質の良い映像が得られるため、発光素子駆動IC3の使用数を減らした安価な発光ユニットを提供することができる。また、温度むらが抑制されるので、LED1の輝度における経年劣化のスピードの違いを抑制することができ、その結果、映像品位を長時間保つことができる発光ユニットを提供することができる。また、温度分布が均一化されることで基板2内において局所的な高熱部分が発生することを抑制することができ、LED1及び発光素子駆動IC3の温度が相対的に下がる。その結果、LED1及び発光素子駆動IC3の高信頼性化及び長寿命化が期待できる。
【0049】
<変形例1>
実際には発光素子駆動IC3以外の電気部品及びコネクタが、基板2の裏面に配設されるので、その制約によって複数の発光素子駆動IC3を、理想的な千鳥状に配設することはできない。この場合、図11に示すように、複数の発光素子駆動IC3がコネクタ11等の部品と干渉しないように、いくつかの発光素子駆動IC3を、図9の理想的な千鳥状の配設位置(二点鎖線の位置)から少し移動させて配設してもよい。つまり、上述の千鳥状は、略千鳥状を含んでもよい。この場合であっても、実施の形態1で説明した効果をある程度得ることができる。
【0050】
図12に、この場合のLED実装基板4のブロック図を示す。図12において、実線矢印は電気的接続を示し、破線矢印は機械的接続を示す。このことは以降のブロック図においても同様である。なお、図12では、発光素子駆動IC3と、コネクタ11及びその他電気部品12との電気的接続の図示は省略している。
【0051】
<変形例2>
温度むらの抑制に冷却ファンを使用せず、且つ基板2が水平方向以外の方向に沿って配設されている場合には、自然対流による鉛直上向き(Yの正方向)への空気の流れが生じる。この場合、鉛直上方向に行くほど空気が温まるため、基板2内の鉛直上側の温度は鉛直下側の温度よりも高くなる。
【0052】
そこで図13に示すように、複数の発光素子駆動IC3は、略千鳥状の配設を少し変更して、水平方向以外の方向に沿って配設された基板2に対する鉛直方向の上側から下側に向かうにつれて密になるように基板2の裏面に配設されてもよい。このような構成によれば、発熱源である発光素子駆動IC3が鉛直上側よりも鉛直下側に多く配設されるので、基板2の表面内の温度を均一化する効果を高めることができる。
【0053】
<変形例3>
なお、実施の形態1では、複数の発光素子駆動IC3は千鳥状に配設されているとしたが、必ずしも千鳥状に配設される必要はなく、複数の発光素子駆動IC3による発熱が分散される配設であればその配設方法は他の配設でも問題ない。例えば、複数の発光素子駆動IC3は、非整列状態で基板2の裏面に配設されてもよい。図14に、非整列状態の一例として、複数の発光素子駆動IC3のそれぞれを、図9の理想的な千鳥状の配設位置(二点鎖線の位置)から、予め定められた距離以下でランダムな方向に移動させて配設してもよい。この場合であっても、実施の形態1で説明した効果をある程度得ることができる。
【0054】
また、以上では、正方形の4つの頂点に4つの発光素子駆動IC3が配設され、当該正方形の中心に1つの発光素子駆動IC3が配設された構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、例えば、正六角形の6つの頂点に6つの発光素子駆動IC3が配設され、当該正六角形の中心に1つの発光素子駆動IC3が配設されてもよい。また、以上の変形例は、後述する実施の形態2においても同様に適用可能である。
【0055】
<実施の形態2>
本発明の実施の形態2に係る表示装置であるLED表示装置、及び、本発明の実施の形態2に係るマルチ表示装置は、実施の形態1に係る発光ユニットを備える。以下、本実施の形態2で説明する構成要素のうち、実施の形態1と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
【0056】
図15図16及び図17は、本実施の形態2に係るLED表示装置7の概略構成を示す正面図、背面図及びブロック図である。
【0057】
4枚のLED実装基板4が、LED実装基板4を組み付け可能な筐体5の正面に組み付けられている。また、図17には図示されているが図16には図示されていない電源回路14及び映像信号処理回路15などが筐体5の背面に組み付け可能となっており、それらがカバー6によって収容されている。
【0058】
本実施の形態2では4枚のLED実装基板4、つまり4つの発光ユニットを1つの筐体へ組み付けてLED表示装置を構成する形態について説明しているが、これに限られるものではない。例えば1枚以上のLED実装基板4、つまり1つ以上の発光ユニットを使用して表示装置を構成しても、効果は同様に得られる。
【0059】
図18図19及び図20は、本実施の形態2に係るマルチ表示装置8の概略構成を示す正面図、背面図及びブロック図である。マルチ表示装置8は、X方向に複数台のLED表示装置7を配設し、Y方向にも複数台のLED表示装置7を配設することによって、これらLED表示装置7のLED実装基板4、ひいては基板2がマトリクス状に配設されている。これにより、継ぎ目が視認され難い大画面を構成することが可能である。
【0060】
なお、図18図20の例では、X方向に2台、Y方向に2台、計4台のLED表示装置7を配設することで、マルチ大画面が構成されているが、もちろん、LED表示装置7の数はこれに限ったものではない。また、図20の例では、複数台のLED表示装置7が互いに機械的に接続されていることが破線矢印によって示されているが、もちろん、複数台のLED表示装置7は互いに電気的に接続されてもよい。
【0061】
<実施の形態2のまとめ>
以上のような本実施の形態2に係るLED表示装置7及びマルチ表示装置8は、実施の形態1に係る発光ユニットを備える。このため、実施の形態1と同様に、白色などの混色を表示しても輝度及び色度の均一性が保たれた画質の良い映像が得られる。
【0062】
また、集積化した発光素子駆動IC3を使用しても温度むらが抑制される。したがって、輝度及び色度の均一性が保たれた画質の良い映像が得られるため、発光素子駆動IC3の使用数を減らした安価な表示装置及びマルチ表示装置を提供することができる。また、温度むらが抑制されるので、LED1の輝度における経年劣化のスピードの違いを抑制することができ、その結果、映像品位を長時間保つことができる表示装置及びマルチ表示装置を提供することができる。また、温度分布が均一化されることで基板2内において局所的な高熱部分が発生することを抑制することができ、LED1及び発光素子駆動IC3の温度が相対的に下がる。その結果、LED1及び発光素子駆動IC3の高信頼性化及び長寿命化が期待できる。
【0063】
また、映像表示中の輝度情報の取得や冷却ファンの設置が不要となるため、低騒音で安価な表示装置及びマルチ表示装置を提供することができる。
【0064】
<変形例>
以上の説明では、発光素子はLEDであるものとして説明した。しかしこれにかぎったものではなく、例えば有機EL(Electro-Luminescence)などであってもよい。有機ELも、LEDと同様、色によって輝度の温度依存性に差があることから、以上に説明した技術は有機ELを備える表示装置に有効である。
【0065】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【0066】
本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【0067】
1 LED、2 基板、3 発光素子駆動IC、7 LED表示装置、8 マルチ表示装置。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20

【手続補正書】
【提出日】2017年7月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1面と、当該第1面と逆側の第2面とを有する基板と、
前記第1面に配設された複数の発光素子と、
それぞれが、前記複数の発光素子に含まれる2以上の発光素子を駆動する複数の発光素子駆動部と
を備え、
前記複数の発光素子駆動部が、行方向に交互に配列され、列方向の位置が互いに異なる第1及び第2整列状態からなる配列状態で前記第2面に配設されているか、前記複数の発光素子駆動部の一部が、前記配列状態で前記第2面に配設されているか、前記複数の発光素子駆動部が、前記配列状態の各位置の周辺に移動された配列状態で前記第2面に配設されている、発光ユニット。
【請求項2】
第1面と、当該第1面と逆側の第2面とを有する基板と、
前記第1面に配設された複数の発光素子と、
それぞれが、前記複数の発光素子に含まれる2以上の発光素子を駆動する複数の発光素子駆動部と
を備え、
前記複数の発光素子駆動部は、
互いに異なる複数の整列状態で前記第2面に配設されているか、非整列状態で前記第2面に配設され
前記基板は水平方向以外の方向に沿って配設され、
前記複数の発光素子駆動部は、
前記水平方向以外の前記方向に沿って配設された前記基板に対する鉛直方向の上側から下側に向かうにつれて密になるように前記第2面に配設されている、発光ユニット。
【請求項3】
請求項1または請求項に記載の発光ユニットであって、
前記複数の発光素子のそれぞれはLEDを含む、発光ユニット。
【請求項4】
請求項1または請求項に記載の発光ユニットであって、
前記複数の発光素子のそれぞれは、赤色、緑色及び青色のLEDを有する素子を含む、発光ユニット。
【請求項5】
請求項1から請求項のうちのいずれか1項に記載の発光ユニットを少なくとも1つ備える、表示装置。
【請求項6】
請求項に記載の表示装置を複数備え、
前記複数の表示装置の前記基板がマトリクス状に配設された、マルチ表示装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
本発明に係る発光ユニットは、第1面と、当該第1面と逆側の第2面とを有する基板と、前記第1面に配設された複数の発光素子と、それぞれが、前記複数の発光素子に含まれる2以上の発光素子を駆動する複数の発光素子駆動部とを備える。前記複数の発光素子駆動部が、行方向に交互に配列され、列方向の位置が互いに異なる第1及び第2整列状態からなる配列状態で前記第2面に配設されているか、前記複数の発光素子駆動部の一部が前記配列状態で前記第2面に配設されているか、前記複数の発光素子駆動部が、前記配列状態の各位置の周辺に移動された配列状態で前記第2面に配設されている。
【国際調査報告】