專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備LED或LD等發(fā)光元件的發(fā)光裝置，特別涉及 適合作為文字顯示等、加強銳度、強調(diào)邊緣而顯示的顯示裝置的發(fā)光 裝置。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode: LED)、激光二極管 (Laser Diode: LD)等高亮度的發(fā)光元件由于分別對作為光的三原 色的紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)的RGB而進行開發(fā)，所以 能夠制作大型的自發(fā)光型的全彩色顯示器。其中，LED顯示器能夠 實現(xiàn)輕量、薄型化，并且具有高亮度、功耗低等特征，所以作為在室 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300X橫400點的情況 下，使用合計達12萬的LED組。隨著這樣的達到lOOOmcd以上的 可超高亮度地發(fā)光的LED被開發(fā)出，用于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(shè)置在建 筑物的壁面或棒球場、競技場中、或者設(shè)置在野外音樂會中應(yīng)用。另 一方面，將高亮度LED作為顯示消息的電光顯示板或看板、告示板、 電光向?qū)О濉⒒蛘咦鳛樾盘枡C或照明用而應(yīng)用等，各種方面中的應(yīng)用 不斷發(fā)展。
這樣的LED顯示裝置是將分別能夠發(fā)光RGB的LED接近地配 置、通過混色而作為1個像素利用的。各LED通過驅(qū)動IC等在希望 的時間調(diào)節(jié)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(nèi)與多個LED 一起配置驅(qū)動它們的驅(qū)動電路、其自身能夠驅(qū)動的LED單元組合而 構(gòu)成的顯示器，和將在殼體內(nèi)僅配置有多個LED的LED簇組合而構(gòu) 成、從外部驅(qū)動它的顯示器。例如，通過將各LED單元乃至LED簇 固定在設(shè)于建筑物的壁面的安裝框上，進而將各LED單元乃至LED 簇分別用通信連接器連接，從而能夠構(gòu)成為l個LED顯示器。
作為使用多個LED的發(fā)光裝置的例子，圖13中表示LED顯示 器。該顯示器將使RGB的LEDlla為一組的1個像素以矩陣狀配置， 通過控制各LED的開啟/關(guān)閉及發(fā)光量，能夠顯示文字或圖像。具體 而言，在陰極側(cè)連接分別恒流驅(qū)動LEDlla的恒流驅(qū)動電路35。通過 將這樣的LED的列多列并列地排列，將各個陽極側(cè)經(jīng)由公共驅(qū)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(qū)動。
圖14及圖15中表示構(gòu)成LED顯示器的各像素的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(gòu)成1個像 素。另一方面，在圖15的例子中，將RGB3色的LED沿縱向配置而 構(gòu)成1個像素。在哪個例子中，各像素間的間距使縱橫都為一定值L。 此外，RGB3個LED可以采用如圖14所示那樣將按照RGB的每一 個封裝化的3個LED接近地配置在各像素中的結(jié)構(gòu)、或者如圖15所 示那樣將RGB的LED芯片相鄰地封入到1個封裝內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
進而，在室外使用的LED顯示器中，有如圖16所示那樣在各像 素的上方分別固定有天窗(louver) 10的情況。天窗10也稱作百葉 窗等，是用來將從太陽向發(fā)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、并且緩和風(fēng)雨的影響而保護元件的部 件。
通過在這樣的顯示器上顯示文字，能夠作為道路信息顯示板等利 用。使用LED的道路信息顯示板由于能夠容易地變更要顯示的文字， 并且文字自發(fā)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(yōu)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(zhì)的顯示。但是，如果使用的LED的數(shù)量增加，則成本花費的 上功耗及發(fā)熱量也增加，并且用來控制LED的點亮的控制電路變得 復(fù)雜。所以，進行將矩陣配置的LED以一定的比例拉長間隔(間引 〈)的像素構(gòu)造的措施(例如專利文獻l)。
具體而言，圖17中表示將LED拉長間隔而做成虛擬像素配置的 結(jié)構(gòu)例。虛擬像素是也稱作虛擬象素、倍掃描控制、動態(tài)像素控制等 的、將構(gòu)成像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，從使像素間的間距為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(jié)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(gòu)成1個像素。另外，在該例中，在1個像素中使用兩個G 的LED,這是因為考慮到在白平衡調(diào)節(jié)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中用參表示的像素 的中心點成為虛擬的像素(假像素)。此情況下的同色的LED間的間 距縱橫都為2L。如果是該結(jié)構(gòu)，則與圖14、圖15所示的結(jié)構(gòu)相比， 由于每L配置1個LED，所以能夠?qū)、 B的使用量減少為l/4、將 G的使用量減少為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，則像素數(shù)降低，有顯示品質(zhì)、特 別是銳度惡化的問題。在顯示靜止的文字的情況較多的信息顯示板等 中，相應(yīng)于拉長間隔的量，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，在用于道路信息顯示板的
情況下，從高速移動的車內(nèi)不能讀取文字，辨認性的降低成為較大的 問題。
特別是，在上述圖17的配置中，由于在縱橫哪個方向上都為虛
擬像素，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(jié)構(gòu)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芯片的結(jié)構(gòu)相比較，封裝的 個數(shù)自身在總數(shù)上相同。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)的成本削減只是LED芯片 的價格部分。
此外，在圖17的配置中，在單色點亮中，相對于R、 B以正方 形狀配置而點亮、G成為方格狀的配置、點亮狀態(tài)，R、 B單色點亮 時與點亮狀態(tài)不同，有可能給觀察者帶來不適感。
另一方面，在設(shè)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，會產(chǎn)生有時天窗遮 住像素的一部分而發(fā)生"局部遮光"、銳度降低、或者因構(gòu)成像素的 LED的配置方式而混色的比例變化、給顯示品質(zhì)帶來影響的問題。 例如，在通過背景色為R、 B點亮(品紅(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(fā)生"局部遮光"， 則白色文字的G的混色率降低。結(jié)果，白色文字的顏色向R、 B方向 轉(zhuǎn)移，文字色與背景色相似，產(chǎn)生文字信息的讀取變得困難的可能性。 特別是，在道路信息顯示板中，為了從遠方也容易辨識而通常設(shè)置在 較高的位置上，但隨著車接近于道路信息顯示板，成為從斜下方仰視 來辨識的情況。在這樣的情況下，有通過天窗將像素的一部分遮蔽、 銳度降低、或者文字色變化而變得難以進行與背景色的區(qū)別、文字變 得難以辨認的問題。
在這樣使用虛擬像素的LED顯示器中，通過減少LED的個數(shù)， 變得容易受到上述那樣的銳度降低的影響。這在文字顯示等顯示板中 成為重要的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決以往的這樣的問題而做出的。本發(fā)明的一個目的是提供一種即使減少使用的發(fā)光元件的數(shù)量也能夠抑制銳度的降 低的顯示裝置。
本發(fā)明的發(fā)光裝置，具備顯示部，以矩陣狀配置有發(fā)光色分別 不同的多個發(fā)光元件；驅(qū)動電路，控制上述發(fā)光元件的點亮；其特征 在于，上述發(fā)光元件配置為，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(fā)光元件的數(shù)量而使驅(qū)動電路 簡單化，并且能夠進行抑制了顯示品質(zhì)的降低的銳度較高的鮮明的顯 示。
此外，也可以使構(gòu)成顯示部的矩陣的點在縱橫的任一個方向上構(gòu)
成為實際像素配置，在另一個方向上構(gòu)成為虛擬像素配置。由此，能夠?qū)⒖v橫任一個方向的點間距做成虛擬像素配置而減少使用的發(fā)光元件數(shù)，并且作為實際像素配置而維持銳度來抑制整體的顯示品質(zhì)降低，能夠同時實現(xiàn)成本削減及品質(zhì)維持。此外，通過僅在縱向或橫向上用虛擬像素顯示，在不是虛擬像素的方向上能夠進行實際像素顯示。例如在用虛擬像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，優(yōu)選的是，在實際像素配置的各線上配置有發(fā)光元件，以 使其包括全部的光的三原色；在虛擬像素配置的各線上配置有任一個 發(fā)光色的發(fā)光元件。
進而，也可以在實際像素配置的線的方向上，在相鄰的線間將發(fā) 光元件偏置配置。
進而，驅(qū)動電路根據(jù)顯示定時來切換相鄰的發(fā)光元件的、構(gòu)成光 的三原色的組合的簇。由此，即使是硬件上相同結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置，也 能夠通過變更簇的設(shè)定而在縱橫任一個希望的方向上實現(xiàn)實際像素 配置下的顯示，能夠根據(jù)顯示形態(tài)來切換實際像素配置和虛擬像素配 置，維持顯示品質(zhì)。
另一方面，另一種發(fā)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(fā)光色的第1發(fā)光元件、第2發(fā)光元件、 第3發(fā)光元件為組的簇；驅(qū)動電路，控制上述發(fā)光元件的點亮；其特 征在于，上述第1發(fā)光元件配置在構(gòu)成上述顯示部的矩陣的格子點 上；上述第2發(fā)光元件與第3發(fā)光元件相鄰，配置在與配置有上述第 1發(fā)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(fā)光 元件作為一組，構(gòu)成顯示部的像素。由此，能夠?qū)⒌?發(fā)光元件和第 3發(fā)光元件收納在一個封裝中等而充分接近地配置，并且能夠以構(gòu)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?xí)r，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(tài)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(fā)光元件的周圍的至少一個面上設(shè)有從上述顯示 部突出的天窗。由此，能夠保護發(fā)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(fā)光元件與第3發(fā)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，并且相對于相鄰的線以相 反的姿勢相鄰地配置。由此，能夠消除如果設(shè)置天窗則在從斜向辨識 時發(fā)生"局部遮光"、因配光角而發(fā)生顏色變化的以往的問題。艮P, 即使因天窗而發(fā)生"局部遮光"，由于交替地使配置圖案反轉(zhuǎn)而配置 第2發(fā)光元件和第3發(fā)光元件，所以能夠使"局部遮光"分散到第2 發(fā)光元件、第3發(fā)光元件中而抑制顏色變化，能夠抑制文字信息的辨 識性的惡化等。
進而，在發(fā)光元件中優(yōu)選地使用發(fā)光二極管。
此外，可以將發(fā)光裝置優(yōu)選地用作文字信息顯示用顯示器。由此， 能夠?qū)崿F(xiàn)道路信息顯示板等、適合于文字顯示的發(fā)光顯示裝置。
進而，也可以將構(gòu)成光的三原色的發(fā)光元件中的、發(fā)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(nèi)等，做成使它們充分接近的構(gòu)造，能夠以較細的線寬表現(xiàn)白色等 混色的線，能夠進行很高精度的顯示。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的發(fā)光裝置的框圖。 圖2是表示顯示部中的發(fā)光元件的配置圖案的示意圖。 圖3是表示實現(xiàn)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芯片的LED元件的立 體圖。
圖5是表示以往例的LED顯示器的16X16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16X 16點的顯示部的示 意圖。
圖7是表示在橫向上進行虛擬像素顯示的狀況的示意圖。 圖8是表示在縱向上進行虛擬像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(fā)光裝置的顯示部的示意圖。
圖IO是表示在圖3的配置圖案中、使背景色為品紅色而在橫向
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、使背景色為品紅色而在橫向
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顯示器的一例的框圖。
圖14是表示構(gòu)成以往的LED顯示器的各像素的LED的配置例
的示意圖。
圖15是表示構(gòu)成以往的LED顯示器的各像素的LED的另一配 置例的示意圖。
圖16是表示設(shè)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拉長間隔后的配置的 示意圖。
圖18是表示驅(qū)動電路按每幀切換像素的結(jié)構(gòu)的狀況的示意圖。 圖19是表示切換圖18的像素的結(jié)構(gòu)的定時的時間圖。
具體實施例方式
以下，基于

本發(fā)明的實施方式。但是，以下所示的實施 方式例示用來將本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的發(fā)光裝置，本發(fā)明并不將 發(fā)光裝置特定為以下的結(jié)構(gòu)。進而，本說明書為了使權(quán)利要求書容易 理解，將對應(yīng)于實施方式所示的部件的標號賦予給權(quán)利要求書及發(fā)明 內(nèi)容中所示的部件。但是，決不是將權(quán)利要求書所示的部件特定為實 施方式的部件。特別是，實施方式所述的結(jié)構(gòu)部件的尺寸、材質(zhì)、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(fā)明的范圍 僅限定于此的意思，只不過是單純的說明例。另外，各附圖所示的部 件的大小及位置關(guān)系等有為了使說明變得明確而進行夸張的情況。進 而，在以下的說明中，對于相同的名稱、標號表示相同或同質(zhì)的部件， 適當省略詳細的說明。進而，構(gòu)成本發(fā)明的各要素既可以是將多個要
素用相同的部件構(gòu)成而由一個部件兼用作多個要素的形態(tài)，也可以相 反通過多個部件分擔實現(xiàn)一個部件的功能。 (實施方式l)
圖1表示本發(fā)明的實施方式1的發(fā)光裝置100的框圖。該圖所示 的發(fā)光裝置100具備顯示部1，將多個作為發(fā)光元件的LED以m 行Xn列(m、 n是l以上的整數(shù))的矩陣狀排列而成；水平驅(qū)動部2 (公共驅(qū)動器)，對顯示部1的各行，在動態(tài)點亮的情況下一邊基于 公共地址信號選擇其各行一邊施加電流；垂直驅(qū)動部3，進行與外部 控制器等的通信，是對顯示部1的各列、基于對應(yīng)于所選擇的各行的
圖像顯示數(shù)據(jù)、經(jīng)由多個電流供給線供給驅(qū)動電流的驅(qū)動電路。水平
驅(qū)動部2及垂直驅(qū)動部3作為驅(qū)動顯示部1的發(fā)光元件的點亮的驅(qū)動 電路發(fā)揮功能。在本實施方式中，基于由數(shù)據(jù)移位時鐘鎖止器寫入的 數(shù)據(jù)，以空白信號作為觸發(fā)器，以由等級基準時鐘決定的時間量進行 由公共地址選擇的LED的點亮。 (顯示部l)
顯示部在形成有導(dǎo)電性圖案的基板上以m行X n列的矩陣狀排列 有由多個發(fā)光元件構(gòu)成1個像素的簇。在發(fā)光元件中使用LED、 LD 等的半導(dǎo)體發(fā)光元件或EL、 PDP等。半導(dǎo)體發(fā)光元件具有輸出相對 于輸入的真實性良好、效率良好、能夠以長壽命穩(wěn)定地使用的優(yōu)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優(yōu)選的。對于LED簇的配置例在后面 敘述。在該實施方式中，通過分別以3個單位相鄰配設(shè)有能夠發(fā)光紅、 綠、藍(R、 G、 B)的各LED的LED簇構(gòu)成一個像素。對于各像素 的每一個，使RGB相鄰的LED能夠?qū)崿F(xiàn)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(dǎo)體發(fā)光元件優(yōu)選地使用通過液相生長法、HDVPE法 或MOCVD法在基板上作為發(fā)光層而形成了ZnS、 SiC、 GaN、 GaP、 InN、 A1N、 ZnSe、 GaAsP、 GaAlAs、 InGaN、 GaAlN、 AlInGaP、 AlInGaN 等半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。通過半導(dǎo)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(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光波長。特別是，在做成 即使在野外也能夠適當?shù)厥褂玫娘@示裝置時，要求能夠高亮度發(fā)光的 發(fā)光元件。所以，作為綠色系及藍色系的高亮度的發(fā)光的發(fā)光元件的 材料，優(yōu)選地選擇氮化物半導(dǎo)體。例如，作為發(fā)光層的材料，可以使 用InxAlyGanYN (0OC《l， 0《Y《1， X+Y《l)等。此外，也可 以做成將這樣的發(fā)光元件、和被其發(fā)光激勵、發(fā)出具有與發(fā)光元件的 發(fā)光波長不同的波長的光的各種熒光體組合而成的發(fā)光元件。作為紅
色系的發(fā)光的發(fā)光元件的材料，優(yōu)選地選擇鎵-鋁-砷類的半導(dǎo)體或鋁 -銦-鎵-磷類的半導(dǎo)體。另外，為了做成彩色顯示裝置，優(yōu)選地將紅色
系的發(fā)光波長從610nm到700nm、綠色從495nm到565nm、藍色的 發(fā)光波長從430nm到490nm的LED芯片組合。
發(fā)光元件與對該發(fā)光元件供給電力的引線電極電連接，通過用從 外部保護發(fā)光元件的密封部件覆蓋而做成LED。發(fā)光元件優(yōu)選地使 用在生長基板上外延生長了半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體發(fā)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(dǎo)電性基板、將p電極及n電極對置地配置。
此外，根據(jù)需要，也可以在發(fā)光元件的周圍配置波長變換部件、 變換發(fā)光元件的光的波長、變換為不同的波長的光并輸出。波長變換 部件是通過在例如透光性樹脂中混入被發(fā)光元件的光激勵而發(fā)出熒 光的熒光體而形成的部件。由此，能夠?qū)l(fā)光元件的光變換為更長波 長的光、將發(fā)光元件的光和被波長變換部件變換后的長波長的光的混 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 作為發(fā)光元件的LED芯片與導(dǎo)電端子電連接、并且由模制樹脂等覆 蓋的炮彈型、或芯片型LED、發(fā)光元件本身的形態(tài)等。 (水平驅(qū)動部2)
作為水平驅(qū)動部2的公共控制器基于從外部控制器供給的公共地 址信號、經(jīng)由解碼部2a被控制?；谟赏ㄐ挪?接收到的數(shù)據(jù)及等 級基準時鐘控制電流驅(qū)動部34。 (垂直驅(qū)動部3)
垂直驅(qū)動部3由通信部9、存儲部32、和電流驅(qū)動部34構(gòu)成。 通信部9從外部控制器進行顯示數(shù)據(jù)的接收。通信部9由移位寄存器 等構(gòu)成。這里接收的數(shù)據(jù)根據(jù)鎖止信號被發(fā)送到存儲部中。電流驅(qū)動
部34發(fā)送等級基準時鐘，按照從通信部9獲取的存儲器32的圖像顯 示數(shù)據(jù)驅(qū)動LED。等級基準時鐘一般被從外部供給。但是，也可以 在垂直驅(qū)動部3側(cè)自律生成。垂直驅(qū)動部3由驅(qū)動IC等構(gòu)成。
更具體地講，電流驅(qū)動部35包括對應(yīng)于發(fā)光元件組的恒流驅(qū)動 電路。各恒流驅(qū)動電路兼用作恒流驅(qū)動發(fā)光元件的恒流電路、和通過 開關(guān)等控制通電量的控制電路。作為恒流電路具備適當?shù)乇豢刂频碾?路。
被供給到顯示部1中的公共線的驅(qū)動電流是設(shè)在垂直驅(qū)動部3中 的電流驅(qū)動部34供給的。使公共地址信號與點亮控制信號同步，從 解碼器2a將同步的控制信號輸入到水平驅(qū)動部2中，將由該控制信 號選擇的公共線與電源連接。對應(yīng)于此，從垂直驅(qū)動部3的電流驅(qū)動 部34供給驅(qū)動電流。通過水平驅(qū)動部2按照顯示部1的各行依次切 換而點亮。
另外，本犮明的發(fā)光裝置并不限于顯示靜止圖像、運動圖像等映 像的顯示器等圖像顯示裝置。在本說明書中，所謂的發(fā)光裝置，除了 在顯示部上顯示文字、數(shù)字等文本信息的顯示板以外，還包括將顯示 部作為光源而能夠調(diào)節(jié)發(fā)光色及發(fā)光量的照明裝置。特別是，本發(fā)明 通過使用高亮度的LED作為發(fā)光元件，能夠應(yīng)用到可控制照明色及 亮度等的照明中，不論發(fā)明的名稱如何，不顯示圖像的照明裝置也意 味著本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，能夠?qū)⒖刂破骷皞鞲衅鬟B接、能夠進行 發(fā)光的開啟/關(guān)閉、光量及發(fā)光色的調(diào)節(jié)的智能照明。特別是，可以 通過將發(fā)光裝置以單元狀連結(jié)而構(gòu)成照明裝置，能夠根據(jù)設(shè)置場所而 自由地變更發(fā)光裝置的配置圖案等。此外，在本說明書中，所謂的控 制數(shù)據(jù)，是指圖像數(shù)據(jù)、亮度修正數(shù)據(jù)、恒流調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)、啟用控制、 水平同步數(shù)據(jù)等、在作為圖像顯示或照明用而使用的情況下點亮所需 要的各種數(shù)據(jù)。在本說明書中，為了方便有時也單稱作數(shù)據(jù)。此外， 由發(fā)光裝置顯示的數(shù)據(jù)并不一定限于全彩色的圖像數(shù)據(jù)，在例如16
色、8色等減色的顯示或等級表現(xiàn)等中也能夠使用。進而，不僅是圖 像，在文字、圖形數(shù)據(jù)的顯示中也能夠利用?；蛘?，在將發(fā)光裝置作 為照明使用的情況下，可以使照明強度的等級變化等，來附加調(diào)光控 制。
(發(fā)光元件的配置圖案)
圖2中表示顯示部1的發(fā)光元件11的配置圖案。如該圖所示， 在各行中配置RGB的LED,并且在與相鄰的列的LED之間構(gòu)成1 個像素。這里，在行方向上相鄰的LED彼此偏置配置，由l個n列 的LED (例如R)、和兩個n+l列的LED (例如G和B)構(gòu)成一個像 素。由此，能夠在減少使用的發(fā)光元件的數(shù)量的同時抑制顯示品質(zhì)的 降低。
艮P，以往如圖14及圖15所示，在進行高品質(zhì)顯示的LED顯示 器300、 400中，對各像素配置了RGB的LEDlla，所以在設(shè)像素間 距為L的情況下，在LXL的1個池座MS中分別各包括4個RGB 的LEDlla。另一方面，如圖17所示，在從各像素拉長間隔LED而 做成虛擬像素配置的LED顯示器500的情況下，由于將配置在1個 池座MS的四角上的LEDlla僅作為1個，所以如果設(shè)各LEDlla的 配置間距為L，貝U與圖14等的例子相比較，使用的LED的個數(shù)能夠 將R、 B減少為1/4、將G減少為1/2。但是，在該配置中，由于通過 虛擬像素顯示進行顯示，所以銳度降低。這暗示在文字等要求銳度的 顯示中顯示品質(zhì)會降低。
所以，在本實施方式中，如圖2所示，對于橫向，與圖17同樣 地以間距2L進行虛擬像素配置，而對于縱向，以L的間距配置實際 像素。如果與圖17的結(jié)構(gòu)比較，則橫向都是兩個LED位于2L的范 圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)，是相同的，但在縱向中，相對于圖17在2L的范圍中 LED是兩個，增加為3個。因而，LED的使用量與圖17相比變?yōu)?3/2倍，但能夠相應(yīng)地抑制顯示品質(zhì)的降低。更具體地講，如果著眼
于圖2的左上的像素，則R的LED偏置配置在相鄰于右鄰的列的G、 B的LED的中間位置上。由這些RGB構(gòu)成的像素的中心成為圖2中 參所示的位置，所以雖然在橫向上變?yōu)樘摂M像素顯示而顯示品質(zhì)降 低，但對于縱向由于是間距L的實際像素顯示，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像素顯示、使另一個 方向為實際像素顯示的結(jié)構(gòu)，能夠確保適合于文字顯示等的顯示品 質(zhì)。例如，在用虛擬像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(nèi)觀察那樣 的用途中，提高銳度而使文字容易辨認是很重要的。并且，由于不是 單純地做成高精度的顯示，而對于一個方向能夠增多LED的拉長間 隔數(shù)而降低需要的LED數(shù)，所以可得到能夠同時實現(xiàn)制造成本的降
低和需要的顯示品質(zhì)的維持的優(yōu)點。
LED也可以使用在一個封裝中搭載有一個LED芯片的類型，但
也可以將相鄰的不同的發(fā)光色的LED用一個封裝構(gòu)成。具體而言， 如圖3所示，通過將相鄰的LEDlla (在該例中是G、 B)用LED芯 片構(gòu)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，并且還能夠有利于安裝工序的簡單化 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 LEDlla的LED元件的例子。通過這樣在一個封裝內(nèi)搭載多個LED 芯片，能夠?qū)㈦姌O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芯片封裝的R-LED10r、和將G、 B的LED 芯片封裝為一個的GB-LED10gb構(gòu)成顯示部1的單元顯示面，如果 與圖14所示的以往的結(jié)構(gòu)相比較，則LED芯片的個數(shù)對于RGB的
哪一個都能夠降低為1/2。
進而，通過將LED芯片的個數(shù)減少為1/2,能夠使驅(qū)動各LED 的驅(qū)動電路的驅(qū)動元件也變?yōu)橐话搿＠?，作為以往例，在圖5那樣 的16X16點的顯示部301中，在使用在各點上分別配置有RGB的 LED芯片的LED封裝10rgb的情況下，如果設(shè)動態(tài)驅(qū)動的負荷比是 1/8,則驅(qū)動電路對于RGB各顏色分別需要32ch。另一方面，在應(yīng)用 實施方式1而構(gòu)成圖6那樣的16X 16點的顯示部1的情況下，由于 通過相鄰的兩個LED10r、 10gb構(gòu)成一個像素，所以實質(zhì)上成為8X 16點或16X8 ^5。由此，驅(qū)動電路對于RGB各顏色只要有16ch就 足夠，可得到能夠減小所需的存儲器容量等、使電路結(jié)構(gòu)簡單化的優(yōu) 點。
進而，在該結(jié)構(gòu)中，能夠使在上下方向上相鄰的LED接近，能 夠接近于與左右相鄰的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)，在實際像素顯示中，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?xí)r，在 哪個顏色的情況下都成為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，由于R、 B為棋盤格狀或四邊形狀、 G為方格狀或菱形狀，所以有在單色點亮?xí)rR、 B的顯示與G的顯示 不同而能夠觀察到的問題。相對于此，在圖2所示的配置中，由于R、 G、 B所有的顏色配置為方格狀，所以不會因顏色而點亮狀態(tài)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(yōu)點。
另外，LED的配置間距在圖2的例子中在橫向上設(shè)為L，在縱向 上設(shè)為(2/3) L。但是，并不限于該例，當然也可以將縱向的間距設(shè) 定得較長、或者將縱橫的間距設(shè)定為相同。
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(gòu)成一個像素的情況。在此情況下，虛擬像素在橫向上形
成。但是，也可以使用相同配置的顯示部、在縱向上形成虛擬像素。
基于圖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(gòu)成一個像素。像素由控制各LED的點亮的驅(qū)動電路 決定。例如，也可以如圖7中虛線所示的像素1、像素3那樣構(gòu)成一 個像素，也可以如跨越這些像素1、 3的像素2那樣構(gòu)成一個像素， 由驅(qū)動電路控制，以將由各個像素顯示的等級的合計顯示在各LED 上。此外，也可以是驅(qū)動電路控制點亮、以便能夠在倍速顯示中以幀 單位變更像素的指定。在此情況下，在某個幀中將像素1、 3、在下 個幀中將像素2分別作為像素而切換點亮控制。在哪種情況下，橫向 都為虛擬像素顯示，縱向為實際像素顯示，在縱向上能夠進行詳細顯 示?；趫D18及圖19說明這樣驅(qū)動電路按照每幀切換像素的結(jié)構(gòu)的 狀況的一例。在圖18 (a)所示的顯示部1中，分為由虛線表示的像 素ll、 13、 21、 23、 31、 33的組G1 (圖18 (b))、和由單點劃線表 示的像素12、 14、 22、 24、 32、 34的組G2 (圖18 (c))，將它們按 照每幀交替地切換。具體而言，如圖19的時間圖所示，在每個空白 信號(BLANK)切換幀的倍速顯示中，關(guān)于在各幀中顯示的像素， 將圖18 (b)的組G1用幀1、 3等奇數(shù)幀、將圖18 (c)的組G2用 幀2等偶數(shù)幀顯示。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)在橫向上切換像素而顯示的虛擬 像素顯示。
另一方面，如圖8所示，也可以由在縱向上相鄰的LED10r、 10gb 構(gòu)成一個像素。在此情況下，與上述圖7相反，縱向成為虛擬像素顯 示，橫向成為實際像素顯示，能夠使橫向的顯示成為高品質(zhì)。此外， 在此情況下，也如圖8中虛線所示，能夠同樣地應(yīng)用像素l、 3那樣 的像素的取得方式、跨越它們而將像素2作為像素的取得方式、顯示 的控制方法。
將這些縱向、橫向的哪一個設(shè)為虛擬像素顯示，可以通過由驅(qū)動 電路選擇LED點亮控制來容易地切換。 一個像素的組合方法能夠不
依存于動態(tài)點亮的公共驅(qū)動的方式而進行，根據(jù)單元的設(shè)置方向及顯 示內(nèi)容，能夠在縱橫的任一個方向上采取虛擬像素結(jié)構(gòu)。例如，在使 橫向的析像度優(yōu)先的顯示的情況下，選擇縱向虛擬像素結(jié)構(gòu)。這樣， 根據(jù)顯示的文字或圖形的形態(tài)，能夠在適當?shù)姆较蛏显O(shè)定虛擬像素顯 示。
此外，在將顯示部以單元狀構(gòu)成、將多個單元連結(jié)而構(gòu)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(shè) 定虛擬像素顯示的方向的優(yōu)點。具體而言，制作橫長或縱長的像素結(jié)
構(gòu)的單元例如16X48點的單元，為了符合顯示系統(tǒng)的尺寸等的制約， 在需要將其設(shè)為縱向而使用的時候，在縱橫的那個方向上都能夠設(shè)定 虛擬像素。
(實施方式2)
進而，上下相鄰的LED也可以不設(shè)為相同姿勢下的配置，而每 隔一個反向地配置。這樣的"交錯配置"在LED中設(shè)有天窗20的結(jié) 構(gòu)中對于"局部遮光"是有效的。圖9中表示有關(guān)實施方式2的發(fā)光 裝置200的顯示部201的配置例。該圖的發(fā)光裝置200在以矩陣狀配 置的LED的上方，在橫向上延長而設(shè)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。并不限于該結(jié)構(gòu)， 也可以對每個像素單獨地設(shè)置天窗。通過設(shè)置這樣的天窗，能夠物理 地保護LED元件不受直射光或風(fēng)雨影響，并且能夠減少夕照等的反 射而提高對比度。
另一方面，在從正面觀察設(shè)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(fā)生不能觀察構(gòu)成像素的一部分發(fā)光元件的、 所謂的"局部遮光"。特別是，在道路信息顯示板那樣的配置在高處 的發(fā)光裝置中，隨著接近于發(fā)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(gòu)成像素的一部分LED遮擋，
則根據(jù)顯示色有可能不能正確地顯示。例如，在圖3的LED配置中， 基于圖IO研究設(shè)背景色為品紅色、在橫向上顯示白線的例子。這里， 為了說明，在圖10中僅顯示點亮的LED，通過"局部遮光"被遮擋 的LED并沒有圖示。此外，白線的寬度為兩個像素的量。為了得到 品紅色的背景色，在背景部分中如圖10 (a)那樣使R、 B的LED發(fā) 光，白線部分使R、 G、 B點亮。在此狀態(tài)下，如果因天窗20而發(fā)生 "局部遮光"，則配置在天窗20的正上方的LED、即相鄰的LED中 的位于下側(cè)的G的LED在所有的位置中被遮擋，成為圖10 (b)那 樣。在此狀態(tài)下，不能觀察G的LED的光，結(jié)果，在白線部分中缺 少G，結(jié)果變?yōu)槠芳t色而被觀察到，成為與背景色相同的顏色，變?yōu)?不能辨識的狀態(tài)。
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 —律地遮 擋的問題。即，基于圖12研究在上述結(jié)構(gòu)中與圖IO的例子同樣地在 品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(tài)下， 如果因天窗20而發(fā)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，由于將G、 B的LED配置為使其交替 地成為上下相反朝向，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(jié)果，G沒有在所有的像素中被遮擋，能夠顯示線，與背景色的區(qū)別 也比圖IO容易辨別。
以上，為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ll (a)的LED配置圖案中發(fā)生"局部遮 光"，則成為圖11 (b)那樣，在像素a中對于B的LED、在像素b 中對于G的LED產(chǎn)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
平均則可以認為是相同比例的降低。此外，對于單獨配置的R的LED 也發(fā)生"局部遮光"。其程度如果將圖11 (a)、圖11 (b)的像素a 對比，則由于R的LED的水平位置位于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(jié)果，雖然因"局部遮光" 的發(fā)生而顯示部201整體上亮度降低，但由于其降低的程度在RGB 中是一定的，所以作為整體的辨識性不會降低。這樣，通過將相鄰的 LED設(shè)為交錯配置，能夠得到即使在從斜向觀察時等發(fā)生了 "局部 遮光"、顏色變化也比較少、可以不使文字信息等的辨識性惡化的優(yōu) 點。因而，即使在將設(shè)置有天窗的LED顯示器作為文字信息顯示板 設(shè)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、從斜下方讀取文字信息顯示板的信息時的讀取的辨識 性降低。
以上，根據(jù)本發(fā)明，在削減LED的個數(shù)及伴隨著它的LED驅(qū)動 設(shè)備類的個數(shù)、使結(jié)構(gòu)簡單化、降低制造成本的同時，通過僅在縱橫 的任一方進行虛擬像素顯示、使另一方為實際像素顯示，能夠抑制顯 示品質(zhì)的降低，特別是能夠廉價地實現(xiàn)適合于文字信息的顯示的發(fā)光 裝置。此外，在帶有天窗的發(fā)光裝置中，也能夠得到能夠改善從斜向 觀察時的顯示品質(zhì)的劣化程度的優(yōu)點。
工業(yè)實用性
本發(fā)明的發(fā)光裝置優(yōu)選地應(yīng)用在使用了 LED的道路信息顯示用 顯示器等中。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)光裝置，具備顯示部，以矩陣狀配置有發(fā)光色分別不同的多個發(fā)光元件；驅(qū)動電路，控制上述發(fā)光元件的點亮；其特征在于，上述發(fā)光元件配置為，使得在上述矩陣的縱或橫向的各線上光的三原色一致。
2、 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 構(gòu)成上述顯示部的矩陣的點在縱橫的任一個方向上構(gòu)成為實際像素配置，在另一個方向上構(gòu)成為虛擬像素配置。
3、 如權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 在實際像素配置的各線上配置有發(fā)光元件，以使其包括全部的光的三原色；在虛擬像素配置的各線上配置有任一個發(fā)光色的發(fā)光元件。
4、 如權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 在實際像素配置的線的方向上，在相鄰的線間發(fā)光元件偏置配置。
5、 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 上述驅(qū)動電路根據(jù)顯示定時來切換相鄰的發(fā)光元件的、構(gòu)成光的三原色的組合的簇。
6、 一種發(fā)光裝置，具備顯示部，以矩陣狀配置有以具有紅色系、綠色系、藍色系的任一 個發(fā)光色的第l發(fā)光元件、第2發(fā)光元件、第3發(fā)光元件為組的簇； 驅(qū)動電路，控制上述發(fā)光元件的點亮； 其特征在于，上述第1發(fā)光元件配置在構(gòu)成上述顯示部的矩陣的格子點上；上述第2發(fā)光元件與第3發(fā)光元件相鄰，配置在與配置有上述第 1發(fā)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(fā)光 元件作為一組，構(gòu)成顯示部的像素。
7、 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 在發(fā)光元件的周圍的至少一個面上設(shè)有從上述顯示部突出的天窗。
8、 如權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其特征在于，上述第2發(fā)光元件與第3發(fā)光元件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，并且相對于相鄰的線以相反的姿勢 相鄰地配置。
9、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 上述發(fā)光元件是發(fā)光二極管。
10、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 上述發(fā)光裝置是文字信息顯示用顯示器。
11、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 構(gòu)成光的三原色的發(fā)光元件中的、發(fā)光色不同的兩個發(fā)光元件配置在一個封裝中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置。在減少使用的發(fā)光元件的數(shù)量的同時抑制銳度的降低等、顯示品質(zhì)的惡化。具備以矩陣狀配置有多個具有不同的發(fā)光色的發(fā)光元件的顯示部、和驅(qū)動發(fā)光元件的點亮的驅(qū)動電路。在該發(fā)光裝置中，發(fā)光元件配置在縱或橫向的各線上，以使其包括全部的光的三原色。由此，能夠減少使用的發(fā)光元件的數(shù)量而使驅(qū)動電路簡單化，并且能夠進行抑制了顯示品質(zhì)的降低的銳度較高的鮮明的顯示。
文檔編號G09G3/32GK101206834SQ200710199178
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者中村俊, 保岡剛, 國崎康弘 申請人:日亞化學(xué)工業(yè)株式會社