DE69735782T2

DE69735782T2 - Projektionsanzeigevorrichtung mit einer Lichtquelle

Info

Publication number: DE69735782T2
Application number: DE69735782T
Authority: DE
Inventors: Osamu Yokoyama; Satoru Miyashita; Hiroshi Kamakura; Tatsuya Shimoda
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: US6805448B2; DE69727125T2; EP1388767B1; EP0869388A4; JP3849143B2; EP1388767A3; US6607277B2; KR19990071622A; TW413738B; US20010013924A1; DE69735782D1; KR100741690B1; KR20060066112A; EP1388767A2; WO1998013725A1; DE69727125D1; US20040027545A1; EP0869388A1; EP0869388B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Projektionstyp-Anzeigevorrichtung, die Lichtquelleneinheiten umfasst, welche Kühlmittel und lichtemittierende Einheiten umfassen, die lichtemittierende Schichten enthalten, welche organische EL-(Elektrolumineszenz)-Elemente umfassen, wobei das von den lichtemittierenden Einheiten emittierte Licht zu den Flüssigkristalltafeln geleitet wird, und wobei die auf den Flüssigkristalltafeln angezeigten Bilder mittels einer Linse oder mittels Linsen vergrößert und projiziert werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Kühlungssteuer/Regelungstechnik zum Kühlen der lichtemittierenden Einheiten, die lichtemittierende Schichten verwenden, welche aus organischen EL-(Elektrolumineszenz)-Elementen gefertigt sind, und die auf verschiedenen Gebieten verwendet werden. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Lichtquellenvorrichtung, die gebildet wird durch Hinzufügen eines Temperaturerfassungsmittels oder eines Zeitablaufmessmittels zu Lichtquelleneinheiten, die lichtemittierende Einheiten und Kühlmittel umfassen, und auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Lichtquellenvorrichtung, die das Kühlmittel durch das Temperaturerfassungsmittel oder das Zeitablaufmessmittel in der Lichtquellenvorrichtung steuert.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In den letzten Jahren wurden mit den beachtlichen Fortschritten, die in der Halbleitertechnik gemacht wurden, verschiedene elektronische Anzeigevorrichtungen neben den CRT-Anzeigevorrichtungen entwickelt und zu marktfähigen Produkten gemacht. Eine von diesen Vorrichtungen, die viel Aufmerksamkeit erregt hat, ist die Projektionsanzeigevorrichtung, eine Technik, die hinsichtlich eines geringen Stromverbrauchs und eines geringeren Gewichts vorteilhaft ist.
Ein Typ einer solchen Projektionsanzeigevorrichtung, der bekannt ist, ist der Flüssigkristallprojektor, mit dem Bilder auf einer Flüssigkristalltafel vergrößert und mittels einer Projektionslinse auf einen reflektierenden oder durchlässigen Bildschirm projiziert und somit angezeigt werden. Ein Beispiel eines solchen Flüssigkristallprojektors ist in 31 dargestellt.
Der in 31 dargestellte Flüssigkristallprojektor umfasst eine Lichtquellenlampeneinheit 202 innerhalb eines Gehäuses. Elektroentladungslampen, wie z. B. Metallhalogenidlampen oder Halogenlampen, werden in der Lichtquellenlampeneinheit 202 verwendet. Das von dieser Lichtquellenlampeneinheit 202 emittierte Licht wird über einen Spiegel 203 auf dichroitische Spiegel 204 und 205 gelenkt, wodurch es in rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht zerlegt wird. Von den drei Farbkomponenten, in die das Licht zerlegt wird, läuft das rote Licht über einen Spiegel 206 zu einer rot anzeigenden Flüssigkristalltafel 209, wobei das grüne Licht direkt auf eine grün anzeigende Flüssigkristalltafel 210 gelenkt wird und das blaue Licht mittels der Spiegel 207 und 208 auf eine blau anzeigende Flüssigkristalltafel 211 gelenkt wird.
Die auf den drei Flüssigkristalltafeln 209 bis 211 angezeigten Bilder werden jeweils mit ihren jeweiligen Farben beleuchtet, wobei dieses Licht mittels eines dichroitischen Prismas 212 kombiniert wird. Das kombinierte Licht wird mittels einer Projektionslinse 213 vergrößert und in vergrößerter Form z. B. auf einen (nicht gezeigten) reflektierenden Bildschirm projiziert.
Mit einem Flüssigkristallprojektor, bei dem eine Lichtquellenlampeneinheit 202 wie diese verwendet wird, muss jedoch das von der Metallhalogenidlam pe oder der Halogenlampe emittierte Licht mit guter Parallelität auf die Flüssigkristalltafel gerichtet werden. Zu diesem Zweck ist es notwendig, wie in 31 dargestellt ist, die Lichtquellenlampeneinheit 202 mit einem Reflektor 202a zu versehen, der eine sehr große Apertur aufweist. Dies stellt ein ernstes Problem dar, da dies erschwert, die Anforderungen für ein geringeres Gewicht und kleinere Größen des Gesamtprojektor zu erfüllen.
Wie in 31 gezeigt ist, wird außerdem vorzugsweise die Lampe in der Lichtquelle gekühlt. Je größer das Leistungsvermögen der Lampe ist, desto höher muss tatsächlich die Kühlungsleistungsfähigkeit des Kühlgebläses sein.
Im Fall eines so genannten Tripel-Flüssigkristallprojektors, in dem drei separate Flüssigkristalltafeln für die Farben Rot, Grün und Blau vorgesehen sind, wie im Vorangehenden beschrieben worden ist, ist außerdem ein lichtzerlegendes optisches System notwendig, um das von der Einzellampen-Lichtquelle emittierte Licht in Farben zu zerlegen und auf die drei Flüssigkristalltafeln zu richten. Dies macht es noch schwieriger, die gewünschte Reduktion von Gewicht und Größe zu erreichen.
Ein erstes Beispiel des Standes der Technik wird im Folgenden beschrieben.
In den letzten Jahren wurde bei dem Versuch, dieses Dilemma zu überwinden, die Verwendung organischer EL-Elemente als lichtemittierende Einheit vorgeschlagen. Dies spiegelt die Tatsache wider, dass viele Berichte darüber erschienen sind, dass Licht mit hoher Helligkeit von EL-Elementen unter Verwendung einer organischen Dünnschicht für die lichtemittierende Schicht emittiert wird. Diese lichtemittierenden Einheiten sind dünne flache Lichtquellen, in welchen jeweils eine Elektrofeld-Lichtemissions-Schicht (Elektrolumineszenzschicht = EL-Schicht) bestehend aus einer organischen Dünnschicht ausgebildet ist. Im Vergleich zu anorganischen EL-Elementen können organische EL-Elemente bei einer niedrigen Spannung arbeiten und eine hohe Helligkeit liefern. Es wird daher angenommen, dass sie für die Verwendung in Vergrößerungsprojektionstyp-Projektionsanzeigevorrichtungen gut geeignet sind, wobei viel Forschungsaufwand auf die praktische Implementierung solcher Vorrichtungen konzentriert wird.
Ein Beispiel eines Tripel-Flüssigkristallprojektors, in welchem solche organischen EL-Elemente als Lichtquelleneinheit verwendet werden, ist in den 32 und 33 dargestellt. Im Flüssigkristallprojektor, der in diesen Zeichnungen dargestellt ist, sind die Lichtquelleneinheiten 224, 225 und 226, in denen organische EL-Elemente verwendet werden, die rotes, grünes bzw. blaues Licht emittieren, jeweils hinter drei Flüssigkristalltafeln 221, 222 und 223 und in unmittelbarer Nähe zu diesen angeordnet, welche rote, grüne und blaue Farben anzeigen. Das Element 227 ist ein dichroitisches Prisma, während 228 eine Projektionslinse ist. Ein Beispiel dieses Typs von Projektionsanzeigevorrichtung ist offenbart in der offengelegten Patentanmeldung (Tokkai) S51-119243 [1976] (Amtsblatt).
Selbst bei einem solchen Tripel-Flüssigkristallprojektor wie diesem, in welchem organische EL-Elemente als Lichtquelleneinheit verwendet werden, erzeugen jedoch die organischen EL-Elemente Wärme, wenn sie angesteuert werden, und erfordern somit eine Kühlung.
Ein zweites Beispiel des Standes der Technik wird im Folgenden beschrieben.
Ein mögliches Mittel zum zwangsweisen Kühlen solcher organischer EL-Elemente wie diesen besteht darin, elektrische Kühlelemente zu verwenden, die den Peltier-Effekt nutzen.
Trotzdem wird im Flüssigkristallprojektor des ersten Beispiels des Standes der Technik, das in den 32 und 33 gezeigt und oben beschrieben worden ist, eine flache lichtemittierende Einheit verwendet, in der organische EL-Elemente verwendet werden, wodurch es möglich wird, kleinere Größen und geringere Gewichte zu erreichen, jedoch bleiben einige Probleme ungelöst, wie im Folgenden erwähnt wird. Diese Probleme stellen Hindernisse dar, die verhindern, dass diese Technik in der Praxis implementiert wird.
Obwohl diese als organische EL-Elemente bezeichnet werden, erzeugen sie in erster Linie Wärme, wenn sie angesteuert werden, wobei diese Wärmeemission bewirkt, dass die Lichtemissionsleistungsfähigkeit allmählich beeinträchtigt wird, was die Lebensdauer der Elemente verkürzt.
Wenn ferner die Lichtemissionsleistungsfähigkeit einer Lichtquelleneinheit, in der organische EL-Elemente verwendet werden, unter die zulässigen Grenzen gefallen ist, möchte man nur diese Lichtquelleneinheit ersetzen können. Insbesondere in einem farbanzeigenden Tripel-Flüssigkristallprojektor sind Lichtquelleneinheiten für jede der drei Flüssigkristalltafeln vorgesehen, so dass deren Anzahl hoch ist. Eine Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit einer oder zwei der Lichtquellenlampeneinheiten stört das Farbgleichgewicht der Anzeige auf dem Bildschirm, so dass deren Auswirkung groß ist. In einem solchen Fall wäre es wirtschaftlich, die Möglichkeit zu haben, nur diese Lichtquelleneinheiten zu ersetzen, die die Grenze ihrer Lebensdauer erreicht haben. Bisher wurde jedoch keine Struktur für solche Lichtquelleneinheiten vorgeschlagen, die diese unabhängig und leicht austauschbar macht. Dies hat vom Reparaturpersonal verlangt, beim Austauschen von Lichtquelleneinheiten auf den Platten, auf denen diese montiert sind, großen Aufwand zu treiben.
Wenn solche Ersetzungen durchgeführt werden, ist es sehr wichtig, nicht nur die elektrische Verbindung mit der Lichtquelleneinheit nach dem Austausch sicherzustellen, sondern auch sicherzustellen, dass sie an der vorgeschriebenen optischen Position installiert worden ist. Wenn die Orientierung oder die Position der ersetzten Lichtquelleneinheit verschoben ist, wird die Art, in der das Licht auf die Flüssigkristalltafeln trifft, verändert, wobei das Bild auf dem Bildschirm teilweise abgedunkelt werden kann und die Anzeigeleistungsfähigkeit beeinträchtigt werden kann. Ein weiterer wichtiger Aspekt, der zu berücksichtigen ist, wenn Ersetzungen durchgeführt werden, ist die richtige Beurteilung, wann genau der Austausch durchzuführen ist. Wenn ein solcher Austausch spät durchgeführt wird, kann die Helligkeit reduziert werden, wobei die Betrachter mit Bildern leben müssen, die ein gestörtes Farbgleichgewicht aufweisen. Wenn im Gegensatz hierzu der Austausch zu früh durchgeführt wird, beeinträchtigt dies die Wirtschaftlichkeit. Mit anderen Worten, es ist wichtig, zu beurteilen, wann der richtige Zeitpunkt zum Durchführen des Austauschs gekommen ist. Bisher wurde jedoch keine effektive Möglichkeit vorgeschlagen, hierfür Abhilfe zu schaffen.
Ferner ist das Licht, das von den flachen Lichtquelleneinheiten emittiert wird, in denen organische EL-Elemente verwendet werden, nicht unbedingt parallel, wobei es dann, wenn es auf eine Flüssigkristalltafel trifft, die Eigenschaft aufweist, weit gespreizt zu werden. Aus diesem Grund enthält das von den Lichtquelleneinheiten emittierte Licht viel verschwendetes Licht, das nicht zu der Anzeige des Bildes auf den Flüssigkristalltafeln beiträgt, wodurch das Maß der Helligkeit des angezeigten Bildes beeinträchtigt wird. Außerdem führen Anstrengungen zum Anheben der Anzeigehelligkeit, um dieses verschwendete Licht zu kompensieren, zu einer unbedachten Anhebung der Lichtemission, die von den organischen EL-Elementen abgegeben wird, was zu einem Teufelskreis führt, in welchem die erzeugte Wärme die Lichtemissionsleistungsfähigkeit beeinträchtigt und zu einer noch stärkeren Verkürzung der Lebensdauer führt.
Hinsichtlich der Verbesserung der Effizienz, mit der das Licht von dieser Lichtquelleneinheit emittiert wird, spielen transparente Glasplatten, wie auf der Emissionsseite der organischen Dünnschichten platziert sind, welche die organischen EL-Elemente bilden, eine wichtige Rolle.
Herkömmlicherweise wiesen jedoch diese Platten eine einfache Form auf, in der sowohl die Vorder- als auch die Rückseitenflächen parallel waren. Bei dem ersten Beispiel des obenbeschriebenen Standes der Technik war es auf Grund der obenenrvähnten vielen Probleme sehr schwierig, eine praktische Projektionsanzeigevorrichtung zu erhalten.
Beim zweiten Beispiel des Standes der Technik steigt außerdem dann, wenn lichtemittierende Einheiten, die organische EL-Elemente umfassen, und Kühlmittel und elektronische Kühlelemente verwendet werden, um die organischen EL-Elemente zu kühlen, dann, wenn die Ansteuerung der Kühlelemente gleichzeitig mit den Aufleuchten der organischen EL-Elemente beginnt, die Temperatur der organischen EL-Elemente an, bevor sie gekühlt werden, woraufhin die organischen EL-Elemente thermisch beeinträchtigt werden, was ein Problem darstellt.
Wenn die Kühlelemente zuerst aktiviert werden und die organischen EL-Elemente anschließend aktiviert werden, werden die organischen EL- Elemente gekühlt, bevor sie Licht emittieren, was die Bildung von Tau hervorruft. Dies stellt ebenfalls ein Problem dar.
Wenn ferner die Verwendung der Lichtquellenvorrichtung unterbrochen wird, erleiden die organischen EL-Elemente dann, wenn die Zeitspanne zwischen dem Verlöschen der organischen EL-Elemente und dem Stoppen der Kühlelemente unangemessen ist, eine thermische Beeinträchtigung oder es wird Tau gebildet. Dies stellt ein weiteres Problem dar.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000348861 offenbart einen konstanten Strom, der von einem Ansteuerstromerzeugungsmittel einer organischen Elektrolumineszenzanzeige zugeführt wird, um diese anzusteuern. Der Ansteuerstrom ist mit einem Wechselstrom-Inspektionssignal von einem Inspektionssignalüberlagerungsmittel überlagert. Die Ansteuerspannungen V1 und V2 und die Ansteuerströme 11 und 12 werden von einem Spannungserfassungsmittel und einem Stromerfassungsmittel auf der Grundlage des Inspektionssignals erfasst. Ein Bestimmungsmittel 8 erfasst eine Neigung m = (log I1 – log I2)/(log V1 – log V2) und bewertet die organische Elektrolumineszenzanzeige auf der Grundlage des Wertes der Neigung m.
Es ist eine erste Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Projektionsanzeigevorrichtung zu schaffen, in der Lichtquelleneinheiten verwendet werden, die Kühlmittel und eine organische EL-Elemente umfassende lichtemittierende Einheit umfassen, die ein geringes Gewicht und eine geringe Größe aufweist, und die in der Praxis implementiert werden kann. Eine spezifische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, zu ermöglichen, eine Verschlechterung der Lichtemissionsleistungsfähigkeit zu verhindern, die durch die Wärmeerzeugung in den organischen EL-Elementen hervorgerufen wird, um somit zu ermöglichen, die Lebensdauer zu erhöhen, die Helligkeit zu stabilisieren und eine maximale Helligkeit kontinuierlich sicherzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, unabhängige lichtemittierende Einheiten einzurichten, die organische EL-Elemente umfassen, so dass sie leicht ausgetauscht werden können, so dass deren elektrische Verbindung und deren optische Positionierung sichergestellt sind, und dass die Austauschoperation effizienter gemacht wird und die Wartung und die Inspektion einfacher gemacht werden.
Eine weitere spezifische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, zu ermöglichen, leicht zu beurteilen, wann Ersetzungen durchgeführt werden sollten, wodurch es möglich wird, eine hohe Bildanzeigequalität sicherzustellen und die Wartung und die Inspektion einfacher zu machen. Eine weitere spezifische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Effizienz zu steigern, mit der das Licht auf die Flüssigkristalltafeln auftrifft.
Eine weitere spezifische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Effizienz zu steigern, mit der das Licht von der Lichtquelleneinheit mittels der organischen EL-Elemente emittiert wird, indem die transparenten Substrate, auf denen die Lichtquelleneinheiten montiert sind, verbessert werden.
Eine zweite Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Lichtquellenvorrichtung, mit der es möglich ist, sowohl eine thermische Beeinträchtigung der organischen EL-Elemente als auch die Bildung von Tau zu verhindern, zusammen mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Steuern der Lichtquellenvorrichtung zu schaffen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die erste Aufgabe und die vorher erwähnten spezifischen Aufgabe zu lösen, umfasst die lichtemittierende Vorrichtung, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht: ein organisches Elektrolumineszenzelement, das ein Paar Elektroden aufweist, zwischen denen sich eine organische Elektrolumineszenzschicht befindet; einen Spannungsdetektor, der einen Spannungswert zwischen dem Elektrodenpaar misst; einen Verschlechterungsdetektor, der eine Verschlechterung des organischen Elektrolumineszenzelements auf der Grundlage des vom Spannungsdetektor gemessenen Spannungswertes erfasst; und einen Wartungsprozessor, der einen vorgegebene Wartungsoperation entsprechend der vom Verschlechterungsdetektor bestimmten Verschlechterungsinformation durchführt.
Der Verschlechterungsdetektor umfasst vorzugsweise einen Konverter, der den Spannungswert in einen Helligkeitswert des vom organischen Elektrolumineszenzelement emittierten Lichts konvertiert.
Der Verschlechterungsdetektor umfasst vorzugsweise einen Komparator, der den Helligkeitswert mit einem vorgegebenen Wert vergleicht, wobei der Wartungsprozessor einen Anzeiger umfasst, der dann, wenn der Helligkeitswert den vorgegebenen Wert durchläuft, einen Austausch des organischen Elektrolumineszenzelements anmahnt.
Eine lichtemittierende Vorrichtung, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, umfasst: mehrere organische Elektrolumineszenzelemente, die jeweils Licht mit voneinander verschiedenen Farben emittieren, wobei jedes der organischen Elektrolumineszenzelemente ein Paar Elektroden aufweist, zwischen denen sich eine organische Elektrolumineszenzschicht befindet; einen Spannungsdetektor, der einen Spannungswert zwischen dem Elektrodenpaar der jeweiligen organischen Elektrolumineszenzelemente misst; einen Farbausgewogenheitsdetektor, der eine Farbausgewogenheit unter den mehreren organischen Elektrolumineszenzelementen auf der Grundlage der vom Spannungsdetektor gemessenen Spannungswerte erfasst, wobei die Spannungswerte jeweils Helligkeitswerte der mehreren organischen Elektrolumineszenzelemente repräsentieren; und eine Farbausgewogenheits-Korrekturvorrichtung, die die Ansteuerungswerte der mehreren organischen Elektrolumineszenzelemente bestimmt, um eine vorgegebene Farbausgewogenheit entsprechend den vom Farbausgewogenheitsdetektor bestimmten Farbausgewogenheitsinformationen zu erhalten.
Die Farbausgewogenheits-Korrekturvorrichtung umfasst vorzugsweise eine dritte Datentabelle, die eine Beziehung zwischen dem Helligkeitswert und dem Ansteuerungswert enthält.
Eine Projektionsanzeigevorrichtung, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, umfasst: wenigstens eine Flüssigkristalltafel und eine lichtemittierende Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei das organische Elektrolumineszenzelement an einer Seite der Flüssigkristalltafel angeordnet ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine vereinfachte Draufsicht eines Flüssigkristallprojektors;
2 ist ein Diagramm, das die Art darstellt, in der Schichten in einer lichtemittierenden Einheit mit einem organischen EL-Element als lichtemittierende Schicht laminiert werden;
3 ist ein Diagramm, das zeigt, wie ein Kühlkörper als Kühlmittel an einer lichtemittierenden Einheit angebracht ist;
4 ist eine vereinfachte Draufsicht eines Flüssigkristallprojektors;
5 ist ein Diagramm, das zeigt, wie ein Kühlkörper als Kühlmittel an einer lichtemittierenden Einheit angebracht ist;
6 ist ein Diagramm, das zeigt, wie ein weiterer Kühlkörper an einer lichtemittierenden Einheit angebracht ist;
7 ist ein Diagramm, das zeigt, wie ein weiterer Kühlkörper an einer lichtemittierenden Einheit angebracht ist;
8 ist eine vereinfachte Teildraufsicht eines Flüssigkristallprojektors;
9 ist eine Schrägansicht, die die Führung und die Verbinderabschnitte der 8 zeigt;
10 ist eine Schrägansicht, die eine lichtemittierende Einheit zeigt, die so strukturiert ist, dass sie ersetzt werden kann;
11 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht in der Ebene A-A der 10;
12 ist eine vereinfachte Draufsicht der Umgebung einer lichtemittierenden Einheit in einem Flüssigkristallprojektor;
13 ist eine vereinfachte Schrägansicht der in 12 gezeigten Konfiguration;
14 ist eine vereinfachte Draufsicht der Konfiguration in der Umgebung einer lichtemittierenden Einheit;
15 ist eine vereinfachte Schrägansicht der in 14 gezeigten Konfiguration;
16 ist ein vereinfachtes Diagramm der Konfiguration in der Umgebung einer lichtemittierenden Einheit in einem Flüssigkristallprojektor;
17 ist ein vereinfachtes Diagramm der Konfiguration einer lichtemittierenden Einheit, die mit einer Linsenanordnung versehen ist, was im Gegensatz zur 16 steht;
18 ist ein vereinfachtes Diagramm einer Mikroprismenanordnung;
19 ist ein vereinfachtes Diagramm der Konfiguration in der Umgebung einer lichtemittierenden Einheit in einem Flüssigkristallprojektor;
20 ist ein Diagramm zur Beschreibung der Unterschiede in der Spektralwellenform in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Resonatorstruktur;
21 ist ein Diagramm zur Beschreibung der Unterschiede der Direktionalität in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Resonatorstruktur;
22 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Helligkeit und der akkumulierten Ansteuerungszeit in einer lichtemittierenden Einheit darstellt, die ein organisches EL-Element als lichtemittierende Schicht aufweist;
23 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Anschlussspannung und der akkumulierten Ansteuerungszeit in einer lichtemittierenden Einheit darstellt, die ein organisches EL-Element als lichtemittierende Schicht aufweist;
24 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Helligkeit und dem Stromwert in einer lichtemittierenden Einheit darstellt, die ein organisches EL-Element als lichtemittierende Schicht aufweist;
25 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels der Anschlussspannungsmessung und der Steuerschaltung für eine lichtemittierende Einheit in einem Flüssigkristallprojektor;
26 ist ein Flussdiagramm einer CPU-Verarbeitung;
27 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht der Konfiguration einer Lichtquelle;
28 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des optischen Hauptsystems, das eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung;
29 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Lichtquelle;
30 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Lichtquelle;
31 ist eine vereinfachte Draufsicht der Konfiguration eines herkömmlichen Beispiels eines Flüssigkristallprojektors;
32 ist eine vereinfachte Draufsicht der Konfiguration eines weiteren herkömmlichen Beispiels eines Flüssigkristallprojektors; und
33 ist eine vereinfachte Schrägansicht der Konfiguration der 32.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Ausführungsformen 1 bis 6 und 8 bis 10 werden nur zur Information genauer beschrieben und bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung.
Im Folgenden werden Projektoranzeigevorrichtungen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den im folgenden beschriebenen Ausführungsformen wird ein Flüssigkristallprojektor als Flüssigkristallanzeigevorrichtung angenommen.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die 1 bis 3 eine erste Ausführungsform beschrieben. Der in 1 dargestellte Flüssigkristallprojektor ist als ein Rückwärtsprojektionstyp eines Tripel-Flüssigkristallprojektors konfiguriert.
Dieser Flüssigkristallprojektoru umfasst ein Gehäuse 11. Innerhalb des Gehäuses 11 sind drei Flüssigkristalltafeln 12R, 12G und 12B vorgesehen, die Bildanzeigen jeweils in Rot, Grün und Blau durchführen, sowie plattenartige lichtemittierende Einheiten 13R, 13G und 13B, die entsprechend den jeweiligen Flüssigkristalltafeln angeordnet sind, plattenförmige Kühlkörper 14R, 14G und 14B, die als Kühlmittel für jede der Lichtquelleneinheiten angeordnet sind, ein dichroitisches Prisma 15 und eine Projektionslinse 16. Die Lichtquelleneinheiten werden von lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B und den Kühlkörpern 14R, 14G und 14B gebildet. Die Flüssigkristalltafeln 12R, 12G und 12B und die Lichtquelleneinheiten (d. h. die lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B und die Kühlkörper 14R, 14G und 14B) sind auf der Lichteintrittsseite der Seitenflächen des dichroitischen Prismas 15 für jede Anzeigefarbkombination angeordnet.
Die Projektionslinse 16 ist auf der Lichtaustrittsseite des dichroitischen Prismas 15 angeordnet. Ein durchlässiger Bildschirm 17 ist auf der Lichtaustrittsseite der Projektionslinse 16 in einem vorgeschriebenen Abstand hierzu angeordnet. Die Projektionslinse 16 ist in der Zeichnung als einzelne Linse dargestellt, ist jedoch gewöhnlich aus mehreren Linsen aufgebaut. Dieser Flüssigkristallprojektor wird als Rückwärtsprojektionstyp klassifiziert. Das liegt daran, dass er ein Typ ist, bei dem ein vergrößertes Bild von der Rückseite (der Seite, an der sich der Projektor befindet) des durchlässigen Bildschirms 17 projiziert ist, welcher eine Größe von etwa 20 Zoll aufweist. In einem Flüssigkristallprojektionsfernsehgerät ist dieser Bildschirm am Gehäuse 11 befestigt.
Hierbei wird die Oberfläche der Lichtquellenseite jeder der Flüssigkristallta feln 12R, 12G und 12B als die Rückseite oder Rückseitenoberfläche bezeichnet, wobei diese Richtung als die Rückseite bezeichnet wird, während die Lichtemissionsseiten der Flüssigkristalltafeln 12R, 12G bzw. 12B als die Vorderseite oder Vorderseitenoberflächen bezeichnet werden, falls erforderlich. Die Flüssigkristalltafeln 12R, 12G und 12B werden jeweils durch Laminieren eines Substrats, einer Polarisationsplatte und einer Phasenkontrastplatte und dergleichen gebildet, um Elemente auszubilden, in denen eine sandwich-artig umgeschlossene Flüssigkristallschicht elektrisch angesteuert wird, so dass diese rote, grüne und blaue Bilder anzeigen. Die Größe jeder der Flüssigkristalltafeln, als eine Diagonalabmessung angegeben, kann z. B. gleich 33 mm (1,3 Zoll) sein.
Für die lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B werden organische EL-(Elektrolumineszenz)-Elemente verwendet. Diese organischen EL-Elemente werden in Platten ausgebildet und weisen eine Elektrofeld-Lichtemissionsschicht-Struktur auf, die organische Dünnschichten umfasst, die die Emission von rotem, grünem bzw. blauem Licht bewirken.
Genauer umfasst jeder der lichtemittierenden Schichtabschnitte der lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G bzw. 13B, wie in 2 dargestellt ist, ein Glassubstrat, das ein transparentes Substrat 20 ist, eine transparente Elektrodenschicht 21, die eine transparente elektrisch leitende Dünnschicht umfasst, die auf dem Glassubstrat ausgebildet ist, eine lichtemittierende Schicht 22, die eine organische Dünnschicht umfasst, die rotes, grünes oder blaues Licht emittiert und auf der Elektrodenschicht ausgebildet ist, und eine reflektierende Elektrodenschicht 23, die eine metallische Schicht umfasst, die als reflektierender Spiegel verdoppelt und so laminiert ist, dass die lichtemittierende Schicht sandwich-artig umgeben ist. Eine lichtemittierende Schichtstruktur LD wird von der transparenten Elektrodenschicht 21, der lichtemittierenden Schicht 22 und der reflektierenden Elektrodenschicht 23 gebildet. Der effektive lichtemittierende Bereich der Lichtquelleneinheit ist so ausgebildet, dass er eine Diagonalabmessung von 33 mm oder größer aufweist, und ist in unmittelbarer Nähe zur Rückseitenoberfläche der Flüssigkristalltafel angeordnet.
Die lichtemittierende Schicht 22 emittiert rotes, grünes oder blaues Licht, wenn das elektrische Feld zwischen der transparenten Elektrodenschicht 21 und der reflektierenden Elektrodenschicht 23 anliegt. Für die organischen Materialien, die zum Ausbilden der organischen Dünnschichten verwendet werden, wird ein Material, in welchem ein rotes Fluoreszenzpigment einen Chino-Lithol-Aluminium-Komplex oder dergleichen hinzugefügt ist, für Rot verwendet (Wellenlänge = 610 nm), während ein Chino-Lithol-Aluminium-Komplex oder dergleichen für Grün verwendet wird (Wellenlänge = 540 nm) und ein Zink-Oxazol-Komplex oder dergleichen für Blau verwendet wird (Wellenlänge = 460 nm).
Die lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G bzw. 13B wie in 3 dargestellt ist, sind mit einem Dichtungssubstrat 24 versehen, das auf die Rückseite der lichtemittierenden Schichtstruktur LT geklebt ist, um diese abzudichten. Ein Metall, wie z. B. Aluminium oder Kupfer, ist als Material für dieses Dichtungssubstrat 24 geeignet.
Jeder der Kühlkörper 14R, 14G bzw. 14B ist mit einem Wärmeleiter 25 versehen, der die Wärme vom Dichtungssubstrat 24 wegleitet, und mit einem plattenförmigen elektronischen Kühlelement 26, das auf die Rückseite des Wärmeleiters 25 geklebt ist. Eine Flüssigkeit oder ein Metall, die gute Wärmeleiter sind, werden für den Wärmeleiter 25 verwendet. Beispiele solcher Materialien sind Silikonfett mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit und Klebstoffe mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit. Alternativ kann dies sogar Lot sein. Der Wärmeleiter soll vorzugsweise fähig sein, Temperaturen zwischen 1ßß °C und 200 °C standzuhalten.
Die elektronischen Kühlelemente 26 sind Elemente, die den Peltier-Effekt nutzen, mit dem Wärme absorbiert oder abgestrahlt wird, wenn ein elektrischer Strom hindurchgeleitet wird. Die wärmeabsorbierende Seite des Elements ist integral mit dem Wärmeleiter 25 verbunden. Aus diesem Grund wird die von der lichtemittierenden Schichtstruktur LT erzeugte Wärme, die zum Wärmeleiter 25 befördert wird, vom elektronischen Kühlelement 26 absorbiert und anschließend von der entgegengesetzten Seite abgestrahlt. Die Wärmeabstrahlungsseite des elektronischen Kühlelements 26 kann mittels natürlicher Wärmeabstrahlung arbeiten, jedoch wird vorzugsweise die Wärme besser abgestrahlt, indem eine (nicht gezeigte) Wärmesenke angebracht wird. Zu diesem Zweck eignen sich z. B. gut Kühlrippen (wärmeabstrahlende Rippen). Noch mehr bevorzugt ist jedoch ein Kühlrippen-Kühlgebläse (das ein kleines Gebläse sein kann) an der Rückseite der wärmeabstrahlenden Kühlrippen vorgesehen. Dies kann entweder durch Vorsehen individueller Kühlgebläse für jede Kühlrippeneinheit implementiert werden, oder durch Vorsehen eines Kühlgebläses irgendwo innerhalb des Gehäuses zum Zweck der Erzeugung einer Luftumwälzung innerhalb des Gehäuses.
Im Folgenden wird die Arbeitseffektivität dieser Ausführungsform beschrieben. Das Licht, das von den rotes, grünes und blaues Licht emittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B emittiert wird, trifft auf die Flüssigkristalltafeln 12R, 12G und 12B, die jeweils gegenüberliegend für jede Farbe angeordnet sind. Dieses einfallende Licht beleuchtet die Flüssigkristalltafeln 12R, 12G und 12B, welche rote, grüne und blaue Bilder anzeigen. Das Bildanzeigelicht verlässt die Flüssigkristalltafeln 12R, 12G und 12B, tritt in das dichroitische Prisma 15 ein und wird kombiniert. Dieses kombinierte Licht wird z. B. mittels der Projektionslinse 16 um das Zehnfache vergrößert. Diese vergrößerte Licht wird auf den durchlässigen Bildschirm 17 projiziert. Auf diese Weise wird z. B. ein Farbbild mit einer Diagonalabmessung von 330 mm (13 Zoll) auf dem Bildschirm 17 angezeigt.
Die Wärme, die von den lichtemittierenden Schichtstrukturen LT der lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B während dieser Anzeige abgestrahlt wird, wird über die Dichtungssubstrate 24 und die Wärmeleiter 25 zu den Kühlkörpern 26 befördert. An den Kühlkörpern 26 wird die dorthin geführte Wärme absorbiert, abgestrahlt und abgegeben. Mit dieser aktiven Kühlung wird nahezu die gesamte Wärme, die in den lichtemittierenden Schichtstrukturen LT, d. h. in den lichtemittierenden Schichten 22, erzeugt wird, nach außen abgegeben, ohne sich in den lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B zu stauen.
Somit wird eine Beeinträchtigung der Lichtemissionsleistungsfähigkeit in den lichtemittierenden Schichten 22 aufgrund der Wärmeerzeugung unterbunden, wobei die Lebensdauer der Lichtquelle verlängert wird. Die Helligkeit des Anzeigebildschirms wird ebenfalls auf hohem Niveau gehalten, so dass stabile, helle Bilder erzeugt werden.
Ferner wird eine Projektionsanzeigevorrichtung geschaffen, die in der Praxis implementiert werden kann, wobei die Schwierigkeiten, die dem Stand der Technik zugeordnet sind, überwunden werden, während die Vorteile eines geringeren Gewichts und einer kleineren Größe genutzt werden, die durch die Montage der lichtemittierenden Einheiten, die organische EL-Elemente verwenden, zusammen mit ihren Kühlkörpern und die Verwendung der organischen EL-Elemente als Lichtquellen geboten werden.
Ferner sind die lichtemittierenden Einheiten nicht auf die Emission nur der spezifischen Farben Rot, Grün und Blau beschränkt, wie im Vorangehenden beschrieben worden ist. Sie können auch gewöhnliche lichtemittierende Schichten tragen, die eine Kombination aus rotem, grünem und blauem Licht emittieren können, oder lichtemittierende Schichten, die weißes Licht emittieren, welches diese drei Primärfarben enthält. In diesen Fällen müssen in der in 1 dargestellten Konfiguration nur separate Wellenlängenfilter, die nur rotes, grünes oder blaues Licht durchlassen, zwischen das dichroitische Prisma 15 und die jeweiligen Flüssigkristalltafeln 12R, 12G und 12B eingesetzt werden.
Es ist auch möglich, eine Flüssigkristalltafel, in der rote, grüne und blaue Farbfilter für jedes Pixel ausgebildet sind, zusammen mit einer lichtemittierenden Einheit, die eine organische EL-Elementstruktur aufweist, die weißes Licht emittiert, und eine Projektionslinse zu kombinieren.
Es ist ferner möglich, eine Projektorstruktur zu implementieren, die anstelle des durchlässigen Bildschirms einen reflektierenden Bildschirm mit einer Größe von 100 Zoll oder dergleichen verwendet. Wenn ein reflektierender Bildschirm verwendet wird, werden die auf den Bildschirm geworfenen Bilder von der gleichen Seite betrachtet, auf der sich der Projektor befindet.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die 4 und 5 eine zweite Ausführungsform beschrieben. Wie bei der im Vorangehenden beschriebenen Ausführungsform nutzt diese Ausführungsform die Kühlung der lichtemittierenden Einheiten, die organische EL-Elemente verwenden. Die Konfigurationsele mente gleichen oder ähneln denjenigen, die in der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind, und sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren Beschreibung weggelassen oder verkürzt ist. (das Gleiche gilt für die Beschreibungen der dritten und nachfolgenden Ausführungsformen.)
Der in 4 dargestellte Flüssigkristallprojektor ist als Rückwärtsprojektions-Tripel-Flüssigkristallprojektor konfiguriert. Dieser Projektor unterscheidet sich von dem Flüssigkristallprojektor der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Kühlmittel für die lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B, in denen organische EL-Elemente verwendet werden, verschieden sind. Während in der ersten Ausführungsform elektronische Kühlelemente verwendet wurden, werden in dieser Ausführungsform Kühlkörper verwendet, die Kühlrippen nutzen.
An die Rückseitenoberflächen der lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B sind jeweils Kühlkörper 31R, 31G und 31B als natürlich abstrahlende Kühlmittel geklebt. Jeder der Kühlkörper 31R, 31G und 31B ist mit einem Wärmeleiter 25 versehen, der auf einem Dichtungssubstrat 24 ausgebildet ist, wobei eine Kühlrippeneinheit 32 an den Wärmeleiter 25 geklebt ist, wie in 5 dargestellt ist.
Die Kühlrippeneinheit 32 ist aus einer Substanz wie z. B. Aluminium gebildet, die ein guter Wärmeleiter ist. Außerdem weist die Seite der Kühlrippeneinheit 32, die dem Wärmeleiter 25 gegenüberliegt, d. h. die Wärmeabstrahlungsoberfläche, vertikal ausgerichtete Wellen auf (in vertikaler Abmessung der Kühlrippeneinheiten 32 in 5), die aus mehreren Erhebungen und darin ausgebildeten Vertiefungen bestehen, so dass deren Querschnitt eine Wellenform aufweist. Vorzugsweise ist ein Kühlgebläse, wie oben für die erste Ausführungsform beschrieben worden ist, entweder an der Rückseite der Kühlrippen oder anderswo im Gehäuse 11 vorgesehen.
Somit wird die von der lichtemittierenden Schichtstruktur LT freigesetzte Wärme über das Dichtungssubstrat 24 und dem Wärmeleiter 25 zur Kühlrippeneinheit 32 befördert und wird durch die natürliche Abstrahlung von deren Wärmeabstrahlungsoberfläche abgegeben. Als Ergebnis wird auch in dieser Ausführungsform eine Kühlung bewirkt, um die Ansammlung von Wärme, die von den lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B erzeugt wird, effektiv zu unterdrücken. Da ferner in diesem Fall die Kühlmittel Kühlrippen sind, besteht keine Notwendigkeit, elektrischen Strom zu verwenden, wie bei den elektronischen Kühlelementen, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass die Stromversorgungsschaltung kleiner gemacht werden kann.
Es sind verschiedene Abwandlungen der Formen der Kühlkörper 31R, 31G und 31B bezüglich der zweiten Ausführungsform möglich, wie vorher beschrieben worden ist und z. B. in den 6 und 7 gezeigt ist. Der in 6 darstellte Kühlkörper integriert drei der obenbeschriebenen Elemente, nämlich die Kühlrippen, den Wärmeleiter und das Dichtungssubstrat, und bildet somit ein Dichtungssubstrat 33, das mit Kühlrippen ausgestattet ist. Dies erlaubt eine kompaktere Konfiguration.
Der in 7 dargestellte Kühlkörper integriert ebenfalls die drei Elemente, nämlich die Kühlrippen, den Wärmeleiter und das Dichtungssubstrat wie in der in 6 dargestellten Konfiguration, was ein Dichtungssubstrat 33 ergibt, das mit Kühlrippen ausgestattet ist, weist jedoch den Zentrumsabschnitt CT der Kühloberfläche der Kühlrippeneinheit in Richtung nach außen mündend auf, um somit eine zusätzliche Oberfläche zu gewinnen, während die Wellenform beibehalten wird. Der Zweck dieser Konfiguration ist, die Kühlung in der Mitte der Oberfläche der flachen lichtemittierenden Schicht, die vom organischen EL-Element gebildet wird, wo bekanntermaßen die erzeugte Wärmemenge größer ist, weiter zu verbessern.
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform mit Bezug auf die 8 bis 11 beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf eine Ersetzungsstruktur für lichtemittierende Einheiten, die organische EL-Elemente verwenden. Der in 8 dargestellte Flüssigkristallprojektor ist als Rückwärtsprojektions-Tripel-Flüssigkristallprojektor konfiguriert. Er umfasst drei Flüssigkristalltafeln 12R, 12G und 12B, an deren Rückseite jeweils eine lichtemittierende Einheit 13R (13G, 13B) vorgesehen ist, die frei angebracht oder abgenommen werden kann, wobei an der Rückseite der lichtemittierenden Einheit 13R integral ein Kühlkörper 34R (34G und 34B) geklebt ist. Dieser Kühlkörper 34R (34G und 34B) ist wie oben mit Bezug auf 6 beschrieben konfiguriert, mit der Ausnahme, dass die Größe der verklebten Fläche so ausgebildet ist, dass sie etwas kleiner ist als die Fläche der Rückseitenoberfläche der lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B). Um die Kante, die auf der Rückseite der lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B) übrig bleibt, ist eine Platte 35 geklebt, wie in den 8, 10 und 11 gezeigt ist. Diese Platte 35 dient als geführtes Element während der Installation oder des Austauschs, wie im Folgenden beschrieben wird, und dient ferner mittels ihrer Unterkante dazu, eine elektrische Verbindung mit der Stromversorgungseinheit herzustellen.
Der Flüssigkristallprojektor umfasst ferner Paare von konkaven Führungen 36 und 36, die auf einer (nicht gezeigten) Basis wechselseitig gegenüberliegend angeordnet sind, zum Zweck der Führung der Platten 35, d. h. der Sätze, die aus einer lichtemittierenden Einheit und einem Kühlkörper bestehen, in vertikaler Richtung. Die Positionen dieser Führungen 36 und 36 auf der Basis sind so eingerichtet, dass dann, wenn eine Platte eingesteckt wird, die lichtemittierende Einheit 13R (13G, 13B) genau in der Nähe der Rückseite der Flüssigkristalltafel 12R (12G, 12B) positioniert wird, und so, dass die optische Achse von der lichtemittierenden Einheit zur Flüssigkristalltafel genau eingerichtet und gerade gemacht wird.
An Positionen auf der Basis, die zwischen jeweils einem Paar der Führungen 36 und 36 liegen, sind Verbinder 37 vorgesehen, wie in 9 gezeigt ist. Die Konfiguration erlaubt, einen Stecker 35L (siehe 10 und 11), der integral im unteren Ende jeder der Platten 35 ausgebildet ist, in den Verbinder 37 einzuführen, so dass er frei vorgerückt oder zurückgezogen werden kann. Auf einer Seite des Steckers 35L ist ein Anschluss TN montiert, der eine gedruckte Schaltung für die Signal- und Leistungsübertragungen zu der lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B) umfasst. Wenn somit eine Basis 35 (d. h. eine Kombination aus einer lichtemittierenden Einheit und einem Kühlkörper) in den Verbinder 37 gesteckt wird, während er durch die Führungen 36 und 36 geführt wird, werden elektrische Leistungs- und Signalschaltungen (nicht gezeigt) mit der lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B) elektrisch verbunden. Ansonsten sind die Konfiguration und die Funktionalität denjenigen der vorher beschriebenen Ausführungsformen ähnlich.
Wenn somit festgestellt wird, dass die Lichtemissionsleistungsfähigkeit einer lichtemittierenden Einheit 13R, 13G oder 13B unter die zulässigen Grenzen gefallen ist, und dass deren Lebensdauer abgelaufen ist, oder wenn eine Wartung oder Inspektionen durchgeführt werden, können beliebige einzelne lichtemittierende Einheiten leicht ausgetauscht werden. Während des Austauschs wird nur die alte lichtemittierende Einheit zusammen mit ihrer Platte 35 herausgezogen, wobei eine neue lichtemittierende Einheit unter Verwendung der Führungsfunktionen der Platte 35 und der Führungen 36 und 36 gleichmäßig eingesteckt werden kann. Somit kann jede lichtemittierende Einheit leicht ausgetauscht werden, wobei Wartungs- und Inspektionsaufgaben weniger mühsam und zeitaufwändig werden, und wobei irgendeine lichtemittierende Einheit individuell ausgetauscht werden kann, was zur Reduktion von Wartungs- und Inspektionskosten sowie von Komponentenkosten beiträgt.
Genauer wird in einem farbanzeigenden Tripel-Flüssigkristallprojektor, in welchem lichtemittierende Einheiten in jedem der drei Flüssigkristallprojektoren installiert sind, deren Anzahl groß. Durch die Fähigkeit von einfachen Ersetzungen kann jedoch die Häufigkeit einer instabilen oder schlechten Anzeigequalität, wenn Projektoren trotz eines Mangels an Anzeigefarbgleichgewicht betrieben werden, reduziert werden.
Die elektrischen Verbindungen mit lichtemittierenden Einheiten werden nach dem Austausch sicher hergestellt, wobei selbstverständlich dank der genauen Führung der Führungen 36 und 36 die lichtemittierenden Einheiten nach dem Austausch leicht und genau an ihre richtigen optischen Positionen zurückgebracht werden. Die Orientierung und die Positionierung der ausgetauschten lichtemittierenden Einheiten werden gegenüber denjenigen vor dem Austausch nicht verändert, so dass die Art und Weise, in der das Licht auf die Flüssigkristalltafeln trifft, ebenfalls unverändert bleibt, was ermöglicht, eine hohe Anzeigequalität und Stabilität zu bewirken.
Außerdem können die Formen der Platten, die als geführte Elemente dienen, und der Führungselemente, die im Vorangehenden beschrieben worden sind, sowie die Art und Weise, wie diese zusammengeführt werden, innerhalb des Umfangs des Erfindungsgedankens der vorliegenden Erfindung stark verändert werden.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die 12 und 13 eine vierte Ausführungsform beschrieben. Die Ausführungsform bezieht sich auf eine Verbesserung der Direktionalität der Lichtemissionen von den lichtemittierenden Einheiten, in denen organische EL-Elemente verwendet werden.
Der Flüssigkristallprojektor, auf den sich diese Ausführungsform bezieht, verwendet die in den 12 und 13 dargestellte optische Anordnung. Diese optische Anordnung kann in einem Tripel-Flüssigkristallprojektor, wie er z. B. im vorangegangenen beschrieben worden ist, verwendet werden, oder sie kann in einem einzelnen Flüssigkristallprojektor verwendet werden. Gemäß der in den 12 und 13 dargestellten optischen Anordnung ist eine Linsenanordnung 41 als Direktionalitäts-Regulierungsmittel zwischen die Flüssigkristalltafel 12R (12G, 12B) und die lichtemittierende Einheit 13R (13G, 13B), die ein organisches EL-Element verwendet, eingesetzt. Mehrere Mikrolinsen 41a sind zweidimensional auf der Lichteintrittsseite der Linsenanordnung 41 ausgebildet, welche sozusagen die Eintrittsfläche auf der Seite der lichtemittierenden Einheit ist. Diese mehreren Mikrolinsen 41a sind so ausgebildet, dass die Teilung darin jeweils ein Verhältnis von 4,5:1 relativ zur Pixelteilung in der Flüssigkristalltafel 12R, (12G, 12B) aufweist, wobei die Anordnung so optimiert ist, dass ein Moire-Effekt entweder nicht auftritt oder nicht vorherrschend ist und außerordentlich fein ist.
Quantitativ ausgedrückt bedeutet dies, dass dann, wenn die Brennweite der Mikrolinse etwa gleich 1 mm ist, was grob mit der lichtemittierenden Schicht der lichtemittierenden Einheiten übereinstimmt, und die Pixel in der Flüssigkristalltafel eine Größe P aufweisen (wobei z. B. P = 33 μm gilt), der Krümmungsradius der Mikrolinsen 41a näherungsweise gleich 500 μm sein sollte, wobei die Linsenteilung gleich 4,5 P (z. B. 150 μm) sein sollte; d. h., eine Krümmung und eine Linsenteilung in diesem Größenbereich sind wünschenswert. Aus diesem Grund enthält das Licht, das von der lichtemittierenden Einheit 13R, (13G, 13B) emittiert wird, die als flache Lichtquelle verwendet wird, eine beträchtliche Menge an zufällig orientierten Lichtkomponenten. Die Direktionalität dieser Lichtkomponenten wird mittels der Mikrolinsen 41a der Linsenanordnung 41 reguliert, wobei jedoch Idealerweise ein Großteil derselben mehr oder weniger als parallele Lichtstrahlen auf die Flüssigkristalltafel 12R (12G, 12B) auftreffen. Dementsprechend trifft ein Großteil des von der lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B) emittierten Lichts mit guter Effizienz und geringer Verschwendung auf die Flüssigkristalltafel 12R (12G, 12B) auf. Dies verhindert eine Beeinträchtigung der Helligkeit des Anzeigebildschirms. Aus einem anderen Blickwinkel betrachtet wird durch die Maßnahme, dass das Licht mit paralleler Direktionalität und guter Effizienz auf die Flüssigkristalltafeln auftrifft, weniger Lichtemissionsleistung in den organischen EL-Elementen benötigt, was genauer bedeutet, dass eine Beeinträchtigung der Lichtemissionsleistungsfähigkeit aufgrund der Wärmeerzeugung, die der Verkürzung ihrer Lebensdauer entspricht, verhindert werden kann.
Unter dem Licht, das von der lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B) emittiert wird, oder dem Licht, das auf die Linsenanordnung 41 auftrifft, gibt es ferner einen bestimmten Anteil von Lichtkomponenten (siehe Pfeil a in 12), der aufgrund der Verteilung der Mikrolinsen 41a entweder auf der Lichteintrittsseite oder auf der Lichtaustrittsseite von der Oberfläche der Linsenanordnung 41 total reflektiert wird.
Wenn diese totalreflektierten Lichtkomponenten zur lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B) zurückkehren, werden sie wiederum durch die reflektierende Elektrodenschicht der lichtemittierenden Einheit reflektiert, und somit als Licht zurückgeführt, das auf die Linsenanordnung 41 auftrifft. Aus diesem Grund steigert die Verwendung der Linsenanordnung 41 weiter die Effizienz, mit der das von der lichtemittierenden Einheit emittierte Licht genutzt wird.
Eine modifizierte Form dieser vierten Ausführungsform ist in den 14 und 15 dargestellt. Mit der optischen Anordnung, die in dieser modifizierten Form verwendet wird, ist eine Prismenanordnung 41 als Direktionalitätsregulierungsmittel, wie dargestellt, anstelle der Linsenanordnung eingesetzt. Diese Prismenanordnung 42 weist mehrere Mikroprismen 42a auf, die auf ihrer Eintrittsseite zweidimensional ausgebildet sind. Wie bei der Linsenanordnung ist es wünschenswert, dass die Größe, die Höhe bis zum Scheitel, und die Teilung und dergleichen der Mikroprismen 42a so eingerichtet sind, dass eine sehr geringe Totalreflexion des einfallenden Lichts durch deren Grenz flächen auftritt, und so, dass weitmöglichst paralleles Licht in Richtung zu den Flüssigkristalltafeln emittiert wird. Durch diese Mittel ist die gewonnene Operationseffizienz derjenigen ähnlich, die gewonnen wird, wenn die vorher beschriebene Linsenanordnung verwendet wird.
Im folgenden wird eine fünfte Ausführungsform mit Bezug auf die 16 und 17 beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf die Verbesserung der Effizienz der Lichtemissionen von den lichtemittierenden Einheiten, die organische EL-Elemente verwenden.
Der Flüssigkristallprojektor, auf den sich diese Ausführungsform bezieht, verwendet die in 16 dargestellte lichtemittierende Einheit. Diese lichtemittierende Einheit kann in einem Tripel-Flüssigkristallprojektor verwendet werden, oder kann in einem einzelnen Flüssigkristallprojektor verwendet werden.
Die in 16 dargestellte lichtemittierende Einheit umfasst ein Glassubstrat 43 als transparentes Substrat, eine lichtemittierende Schichtstruktur LT (die eine transparente Elektrodenschicht 21, eine lichtemittierende Schicht 22 und eine reflektierende Elektrodenschicht 23 umfasst), die auf das Glassubstrat 43 laminiert ist. In dieser Konfiguration ist auf der Austrittsfläche auf der Lichtemissionsseite des Glassubstrats 43 eine Linsenanordnungsstruktur ausgebildet, in der mehrere kuppelförmige Linsen 43a zweidimensional angeordnet sind. Die Teilung dieser Mehrfachlinsenanordnung ist so optimiert, dass sie extrem fein ist, und so, dass das emittierte Licht weitmöglichst ohne Totalreflexion (siehe Pfeil A in der Figur) emittiert wird. Quantitativ ausgedrückt bedeutet dies, dass dann, wenn in der Linsenanordnungsstruktur die Dicke des Glassubstrats 43 gleich 1 mm ist und die Pixelteilung für die Flüssigkristalltafel gleich P ist (wobei z. B. P = 33 μm ist), der Krümmungsradius der Linse 43a gleich 330 μm sein sollte und die Linsenteilung gleich 4,5 P (z. B. 150 μm) sein sollte; d. h. eine Krümmung und eine Linsenteilung in diesem Größenbereich sind wünschenswert.
Mit dieser Linsenanordnungsstruktur ergibt sich somit für das Licht, dass mit der gesamten lichtemittierenden Schicht 22 als ebene Lichtquelle (die Weise, in der Licht emittiert wird, ist der Klarheit halber nur in einem Teil in 16 dargestellt) emittiert wird, eine geringe Totalreflexion über die gesamte Oberfläche im Vergleich zu dem Fall eines Glassubstrats 20 mit einer flachen Lichteintrittsfläche, wie in 17 dargestellt ist. Mit anderen Worten, die Effizienz, mit der das Licht in Richtung zur Flüssigkristalltafel 12R (12G, 12B) emittiert wird, wird deutlich erhöht. Somit ergibt sich eine geringere Verschwendung des emittierten Lichts, wobei die Helligkeit groß wird und ein helles Bildschirmbild erhalten wird und die Anzeigequalität verbessert werden kann.
Es ist ferner denkbar, eine große kuppelförmige Linse über der gesamten Lichtemissionsfläche des Glassubstrats 43 in 16 auszubilden. Dies wäre jedoch insofern ungünstig, als das Substrat in der Mitte des Substratoberfläche sehr dick werden würde, ohne letztendlich die Totalreflexion stark zu reduzieren. Daher ist die obenbeschriebene Linsenanordnungsstruktur für die vorliegende Erfindung besser geeignet.
Eine modifizierte Form dieser fünften Ausführungsform ist in 18 dargestellt. In dieser modifizierten Form wird eine Mikroprismenanordnung 43b anstelle der Mikrolinsenanordnung 43a verwendet. Die lichtemittierende Einheit in dieser modifizierten Form umfasst ebenfalls ein Glassubstrat 43 als transparentes Substrat, sowie eine lichtemittierende Schichtstruktur LT (bestehend aus einer transparenten Elektrodenschicht 21, einer lichtemittierenden Schicht 22 und einer reflektierenden Elektrodenschicht 23), die auf das Glassubstrat 23 laminiert ist.
In dieser Konfiguration ist eine Prismenanordnungsstruktur, in der mehrere Dreieckprismen 43b zweidimensional angeordnet sind, auf der Lichtemissionsfläche der Lichtemissionsseite des Glassubstrats 43 ausgebildet. Die Teilung dieser Mehrfachprismenanordnung ist so optimiert, dass sie extrem fein ist, und so, dass das emittierte Licht weitmöglichst austreten kann, ohne totalreflektiert zu werden. Dementsprechend ergibt die modifizierte Form der fünften Ausführungsform, die in 18 dargestellt ist, die gleiche Art von Emissionseffizienz wie die in 17 dargestellte Struktur.
Im folgenden wird eine sechste Ausführungsform mit Bezug auf die 19 bis 21 beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf eine Projekti onsanzeigevorrichtung, die lichtemittierende Einheiten umfasst, die organische EL-Elemente verwenden und Resonatorstrukturen enthalten, und bezieht sich ferner auf die Verbesserung sowohl der Direktionalität der lichtemittierenden Einheiten selbst als auch der Spektralwellenform. Im Flüssigkristallprojektor, auf den sich diese Ausführungsform bezieht, wie in 19 dargestellt ist, ist eine lichtemittierende Einheit 13R (13G, 13B) separat auf der Rückseite der Flüssigkristalltafel 12R (12G, 12B) angeordnet. Die lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B umfassen, anders als die obenbeschriebenen, Resonatorstrukturen, die in den letzten Jahren intensiv weiterentwickelt wurden. Beispiele für solche Resonatorstrukturen, die bekannt sind, umfassen solche, die offenbart sind in Technical Report OME 9479 of the Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE).
Genauer werden die lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B jeweils gebildet, indem auf Glas oder einem anderen transparenten Substrat 50 eine Halbspiegelschicht 51, die eine dielektrische Mehrfachschicht umfasst, eine Abstandhalterschicht 52, die eine transparente dielektrische Schicht wie z. B. SiO₂ umfasst, eine transparente Elektrodenschicht 53, die eine transparente, elektrisch leitende Schicht wie z. B. ITO (Indium-Zinn-Oxid) umfasst, eine Lochinjektionsschicht 54, die eine organische Dünnschicht umfasst, die zu der Elektrofeld-Lichtemission beiträgt, eine lichtemittierende Schicht 55, die eine organische Dünnschicht umfasst, die Licht emittiert, und eine reflektierende Elektrodenschicht 56, die eine metallische Schicht umfasst, in dieser Reihenfolge laminiert werden, wie in 19 gezeigt ist. In dieser Konfiguration wird die lichtemittierende Schichtstruktur LT von der Halbspiegelschicht 51, der Abstandhalterschicht 52, der transparenten Elektrodenschicht 53, der Lochinjektionsschicht 54, der lichtemittierenden Schicht 55 und der reflektierenden Elektrodenschicht 56 gebildet.
Da ein Resonator mittels der Halbspiegelschicht 51 und der reflektierenden Elektrodenschicht 56 gebildet wird, wird nur das Licht, das von der lichtemittierenden Schicht 55 emittiert wird und die Wellenlänge aufweist, die durch die Resonatorlänge bestimmt wird (d. h. durch den optischen Abstand zwischen der Halbspiegelschicht 51 und der reflektierenden Elektrodenschicht 56), bei der Resonanz verwendet und mit guter Effizienz nach außen emittiert. Dieses emittierte Licht wird zu dem Licht, das die Flüssigkristalltafeln 12R, 12G und 12B beleuchtet. Nahezu keine Lichtkomponenten von anderen Wellenlängen werden nach außen emittiert.
Die Resonatorlänge, die die Lichtemissionswellenlänge in der Mitte des Spektrums bestimmt, kann durch Ändern der Dicke der Abstandhalterschicht 51 und der transparenten Elektrodenschicht 53 verändert werden. Die Resonatorlänge und das lichtemittierende Schichtmaterial und dergleichen werden entsprechend der Farbe, auf die die Lichtemission-Zentralwellenlänge eingestellt ist, d. h. entweder grün oder rot oder blau, optimiert.
In 20 sind Spektralwellenformen dargestellt, die sowohl bei Ausstattung der lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B) mit der Resonatorstruktur als auch ohne diese Ausstattung erhalten werden, wie offenbart ist in Applied Physics Letters, Bd. 68, S. 2633-2635 (1996). Im Vergleich zu der Kurve "ohne Resonatorstruktur" weist die Kurve "mit Resonatorstruktur" eine schmalere Halbbandbreite und eine schärfere Spitze auf. Durch Verwenden der Resonatorstruktur in der lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B) kann somit die Reinheit des Lichts (d. h. des Lichts mit roter, grüner bzw. blauer Farbe), das von der lichtemittierenden Einheit selbst emittiert wird, verbessert werden. Somit wird die Menge der überflüssigen Wellenlängenkomponenten außerhalb der gewünschten Wellenlänge reduziert, wodurch Farbanzeigen mit hoher Qualität ermöglicht werden.
21, die in der gleichen Veröffentlichung erscheint, zeigt die Direktionalität sowohl bei Ausstattung der lichtemittierenden Einheiten 13R, 13G und 13B mit der Resonatorstruktur als auch ohne diese Ausstattung. Im Vergleich zu der Direktionalität "ohne Resonatorstruktur" ist die Direktionalität "mit Resonatorstruktur" in Richtung der vorderen Oberfläche der Lichtquelle schärfer. Durch Vorsehen der Resonatorstruktur ist es daher möglich, Bilder mit hoher Frontalhelligkeit zu erhalten.
Im folgenden wird mit Bezug auf die 22 bis 26 ein siebte Ausführungsform beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf einen Mechanismus zum Beurteilen der Beeinträchtigung der lichtemittierenden Einheiten, die organische EL-Elemente verwenden.
Es ist bekannt, dass eine lichtemittierende Einheit, die ein organisches EL-Element verwendet, allmählich schlechter wird, was ein natürliches Phänomen ist, wenn die Gesamtzeitspanne, die sie betrieben worden ist, zunimmt, und dass deren Helligkeit allmählich abnimmt. Diese Abnahme ist in 22 qualitativ dargestellt. Wenn die Helligkeit über der Ansteuerungszeit angetragen ist, wobei sowohl die vertikale als auch horizontale Achse logarithmisch bewertet sind, wie in 22 gezeigt ist, wird die Abnahme ungefähr linear. Da jedoch die lichtemittierende Schichtstruktur des organischen EL-Elements gewöhnlich mit einem konstanten Strom angesteuert wird, kann die Beziehung zwischen der Ansteuerungszeit und der Spannung an den Anschlüssen der lichtemittierenden Schichtstruktur qualitativ wie in 23 dargestellt werden. Mit anderen Worten, wenn die Ansteuerungszeit zunimmt und die Beeinträchtigung fortschreitet, steigt die Anschlussspannung allmählich an. Die genaue Art und Weise, in der sich diese Eigenschaftstendenzen, die in 22 und 23 dargestellt sind, ändern, unterscheidet sich entsprechend dem verwendeten organischen Material (d. h. der Farbe des emittierten Lichts).
Die qualitative Beziehung zwischen der Lichtemissionshelligkeit und dem Strom, mit dem die lichtemittierende Schichtstruktur des organischen EL-Elements beaufschlagt wird, ist in 24 dargestellt. Wenn dieses Diagramm auf vertikalen und horizontalen Achsen dargestellt wird, die logorhythmisch bewertet sind, wie in 24 gezeigt ist, zeigt sich, dass die Lichtemissionshelligkeit relativ zum Strom grob linear ansteigt.
Unter diesen Umständen ist im Flüssigkristallprojektor, d. h. in der Projektionsanzeigevorrichtung, auf die sich diese Ausführungsform bezieht, die in 25 gezeigte Mess- und Steuerschaltung mit der lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B) verbunden. Eine Konstantstromversorgung 60 ist zwischen den Elektroden der lichtemittierenden Schichtstruktur LT der lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B) angeschlossen, und sorgt für eine Konstantstromansteuerung. Diese Konstantstromquelle 60 ist so beschaffen, dass der Konstantstromwert durch Steuersignale geändert werden kann.
Ein Spannungsmesser 61 ist zum Messen der Anschlussspannung zwischen diesen Elektroden angeschlossen. Die Messsignale von diesem Span nungsmesser 61 werden durch den AID-Umsetzer 62 in digitale Werte umgesetzt und in eine CPU 63 eingegeben. Mit der CPU 63 ist sowohl eine LED 64, die meldet, wenn es Zeit ist, die lichtemittierende Einheit auszutauschen, als auch ein D/A-Umsetzer 65 verbunden. Die CPU 63 führt die in 26 dargestellt Verarbeitung durch, schaltet die LED 64 ein und aus, während sie gleichzeitig Steuersignale über den D/A-Umsetzer 65 zur Konstantstromquelle 60 sendet, um somit den Konstantstromwert zu steuern. Ein Beispiel einer Steueroperation der CPU 63 wird im folgenden mit Bezug auf 26 beschrieben. Diese Steueroperation wird zu festgelegten Zeitintervallen für jede Farbe z. B. mittels einer Unterbrechungsroutine einmal pro Stunde ausgeführt.
Die CPU 63 liest zuerst den gemessenen Spannungswert vom Spannungsmesser 61 über den A/D-Umsetzer 62 (Schritt S1). Anschließend führt sie unter Bezugnahme auf eine Tabelle für die in 23 gezeigte Kurve eine Umkehrberechnung durch, um den kumulativen Wert der Ansteuerungszeit zu finden, der dem gemessenen Spannungswert entspricht (Schritt S2). Als nächstes führt sie unter Bezugnahme auf eine Tabelle für die in 22 gezeigte Kurve eine Umkehrberechnung durch, um die Helligkeit B zu finden, die dem kumulativen Wert der Ansteuerungszeit entspricht (Schritt S3).
Als nächstes ermittelt die CPU 63, ob die Helligkeit B, die so gefunden worden ist, gleich einem vorgegebenen zulässigen Helligkeitswert B0 ist oder diesen immer noch überschreitet (Schritt S4). Wenn die Antwort NEIN ist, d. h. wenn B < B0 ist, ist die Helligkeit unter den zulässigen Wert gefallen und die Farbbilder haben sich abgedunkelt, so dass die LED 64 sofort eingeschaltet wird, wodurch die Meldung ausgegeben wird, dass es besser wäre, die lichtemittierende Einheit zu ersetzen (Schritt S5).
Wenn im Gegensatz dazu die Antwort im Schritt S4 JA ist, beurteilt die CPU 63 auf der Grundlage der Helligkeitswerte für die drei Farben, ob das Farbgleichgewicht zwischen Rot, Grün und Blau so ist, wie eingestellt worden ist (Schritt S6). Wenn das Farbgleichgewicht nicht so wie eingestellt ist (NEIN), führt die CPU 63 anschließend eine Umkehrberechnung durch, um den Wert des Ansteuerungsstroms zu ermitteln, der erforderlich ist, um die gewünschte Helligkeit zu erhalten, wobei sie auf eine Tabelle für die in
24 gezeigte Kurve Bezug nimmt (Schritt S8). Danach sendet sie Steuersignale zum Erhalten dieses Ansteuerungsstromwertes zu der Konstantstromquelle 60 über D/A-Umsetzer 65. Auf diese Weise wird der Wert des Ansteuerstroms korrigiert, wobei der gewünschte Helligkeitswert für die von der lichtemittierenden Einheit 13R (13G, 13B) gelieferte Farbe erhalten wird.
Durch Überwachen der Spannung an den Anschlüssen der lichtemittierenden Einheiten auf diese Weise kann automatisch und genau eine Meldung erstellt werden, wann es Zeit ist, die lichtemittierenden Einheiten auszutauschen, was die Wartung einfacher macht und ein kontinuierlich helles Bild bereitstellt. Außerdem wird das Farbgleichgewicht anhand des Anschlussspannungswertes automatisch korrigiert, so dass ein kontinuierlich stabiles und qualitativ hochwertiges Bild bereitgestellt wird. In der Verarbeitung, die in 26 dargestellt und oben beschrieben worden ist, müssen die Umkehrberechnungen, die sich auf die 22 bis 24 beziehen, nicht unbedingt Referenztabellen sein; stattdessen kann die Konfiguration so beschaffen sein, dass die Werte durch Berechnung anhand der Näherungskurve (eine Gerade) gefunden werden. Noch einfachere Techniken können ebenfalls verwendet werden, wobei, ohne den Helligkeitswert genau zu finden, die kumulative Ansteuerungszeitsumme anhand des Anschlussspannungswertes gefunden wird, und wobei die kumulative Summe mit Grenzwerten von Ansteuerungszeiten verglichen werden, die durch Erfahrung ermittelt worden sind, um zu ermöglichen, dass die Lebensdauer der lichtemittierenden Schicht zweckdienlicher anhand der Vergleichsergebnisse ermittelt wird.
Außerdem ist es auch zulässig, einige der Konfigurationen und Mittel der mehreren Ausführungsformen, die im Vorangehenden beschrieben worden sind, zu kombinieren und zu implementieren, falls zweckdienlich, und somit die verschiedenen Vorteile, die im vorangehenden beschrieben worden sind, zu steigern, wie z. B. das Erreichen kleinerer Abmessungen und geringerer Gewichte des gesamten Flüssigkristallprojektors, das Erhalten von Bildern mit hoher Helligkeit, und die Vereinfachung der Wartungs- und Inspektionsvorgänge.
Im Folgenden wird eine achte Ausführungsform mit Bezug auf die 27 beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf eine Lichtquelle und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Lichtquelle. 1 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht der Konfiguration der Lichtquelle.
Eine lichtemittierende Einheit 100 ist so konfiguriert, dass eine transparente Elektrodenschicht 102, die die Anode bildet, eine organische lichtemittierende Schicht 103 und eine metallische Elektrodenschicht 104, die die Katode bildet, sequenziell auf ein Glassubstrat 101 laminiert sind, wobei dieses mit einem Dichtungssubstrat 105 gekapselt wird. Die flache Abmessung dieser lichtemittierenden Einheit 100 hängt von dem Objekt ab, das beleuchtet werden soll, kann jedoch z. B. in der Größenordnung von 30 mm × 50 mm ausgeführt werden. Das Dichtungssubstrat 105 der lichtemittierenden Einheit 100 ist mit einer Wärmesenke 106 versehen, die eine Zwischenschicht aus einem Schmiermittel 109 aufweist, das eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. An der Wärmesenke 106 ist über eine weitere Zwischenschicht aus Schmiermittel 109, das eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, ein flaches plattenförmiges elektronisches Kühlelement 107 angebracht, das den Peltier-Effekt nutzt. Das Dichtungssubstrat 105, das die lichtemittierende Einheit 100 bildet, kann ebenfalls einem zweiten Zweck als Wärmesenke 106 dienen. Das elektronische Kühlelement 107 wird durch ein Gebläse 108 luftgekühlt.
In die Wärmesenke 106 ist ein Thermoelement eingebettet, das als Temperatursensor 110 dient, um die Temperatur der Wärmesenke zu messen. Es kann auch etwas anderes als ein Thermoelement, wie z. B. ein Heißleiter, als Temperatursensor 110 verwendet werden. Ferner kann der Temperatursensor an der Wärmesenke angebracht werden, statt ihn darin einzubetten.
Eine Temperaturschalter-Schaltung kann sowohl einen Beleuchtungsschalter 112 zum Einschalten und Auslöschen, sowie einen Kühlungsschalter 114 zum Zuführen oder Abschalten des Stroms zum elektronischen Kühlelement 107 antreiben und steuern. Der positive Anschluss einer Gleichstromquelle 113 ist mit der transparenten Elektrode verbunden, während ihr negativer Anschluss über den Beleuchtungsschalter 112 mit der Metallelektrodenschicht 104 verbunden ist. Die positive Elektrode einer Gleichstromversorgung 115 ist direkt mit dem elektronischen Kühlelement 107 verbunden, während ihr negativer Anschluss über den Kühlungsschalter 114 mit dem elektronischen Kühlelement 107 verbunden ist.
Wenn eine Gleichspannung von der Gleichstromquelle 113 an die transparente Elektrodenschicht 102 und die Metallelektrodenschicht 104 angelegt wird, emittiert die organische lichtemittierende Schicht 103 Licht, wobei das emittierte Licht 116 in Richtung zu einem Glassubstrat 101 abgestrahlt wird. Die organische lichtemittierende Schicht kann eine einzelne Schicht sein, oder kann eine laminierte Struktur sein, die aus einer Elektronentransport-Tragschicht, die eine organische Schicht umfasst, und einer organischen lichtemittierenden Schicht gebildet ist.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Steuern der Lichtquellenvorrichtung beschrieben.
Zuerst wird eine Prozedur beschrieben, die eine flache organische EL-Lichtquelle aufleuchten lässt, um den zu beleuchtenden Körper zu beleuchten.
Bevor die lichtemittierende Einheit 100 aufleuchtet, wird zuerst das elektronische Kühlelement 107 durch Schließen des Kühlungsschalters 114 aktiviert. Das elektronische Kühlelement 107, das durch die Gleichstromversorgung 115 angetrieben wird, kühlt daraufhin allmählich die Wärmesenke 106 und die lichtemittierende Einheit 100 ab.
Die Temperatur der Wärmesenke 106 wird durch den Temperatursensor 110 überwacht. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Wärmesenke eine bestimmte eingestellt Temperatur von z. B. 10 °C erreicht, wird der Beleuchtungsschalter 112 für die flache organische EL-Lichtquelle durch die Temperaturschalter-Schaltung 111 geschlossen.
Durch Schließen des Beleuchtungsschalters 112 wird der lichtemittierenden Einheit 100 von der Gleichstromquelle 113 elektrischer Strom zugeführt, wobei die lichtemittierende Einheit 100 Licht abstrahlt.
Wenn die lichtemittierende Einheit 100 aktiviert wird, bevor sie in angemessener Weise gekühlt worden ist, ergibt sich ein ausgeprägter Anstieg der Temperatur des organischen EL-Elements, wobei das organische EL- Element beginnt, sich in einer kurzen Zeit zu verschlechtern, wobei seine Helligkeit abnimmt.
Wenn andererseits das organische EL-Element übermäßig gekühlt wird, bildet sich Tau auf den vorderen und seitlichen Oberflächen des organischen EL-Elements. Dieser Tau ändert das Bestrahlungsmuster des emittierten Lichts und ruft Änderungen der Eigenschaften der organischen Schicht hervor, die leicht durch Feuchtigkeit verändert werden. Wenn das organische EL-Element aufleuchtet, selbst wenn die lichtemittierende Einheit 100 durch das elektronische Kühlelement 107 gekühlt wird, erreicht die Temperatur des organischen EL-Elements aufgrund der vom organischen EL-Element erzeugten Wärme einen stationären Zustand bei einer Temperatur die höher ist als die Temperatur der Wärmesenke 106, so dass sich auf der Lichtquelle kein Tau ausbildet.
Im folgenden wird eine Prozedur zum Löschen der flachen organischen EL-Lichtquelle beschrieben, um die Beleuchtung des beleuchteten Körpers zu beenden.
Zuerst wird der Strom, der der organischen lichtemittierenden Schicht 103 zugeführt wird, welche die lichtemittierende Einheit 100 bildet, reduziert, wodurch die Helligkeit des emittierten Lichts verringert wird. Nahezu gleichzeitig mit der Verringerung der Helligkeit des emittierten Lichts wird der Kühlungsschalter 114 geöffnet, wodurch die Stromzufuhr zum elektronischen Kühlelement 107 gestoppt wird und somit die Kühlung beendet wird.
Zu diesem Zeitpunkt muss der durch die organische lichtemittierende Schicht 103 fließende Strom nur ausreichen, um die organische lichtemittierende Schicht leicht leuchten zu lassen; die lichtemittierende Einheit 100 muss nur genug Wärme erzeugen, um die Bildung von Tau auf ihrer Oberfläche zu verhindern.
Wenn bei diesem Übergang ein großer Strom durch die organische lichtemittierende Schicht 103 geleitet wird, steigt die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 100 an, da die Kühlung beendet worden ist, so dass als Ergebnis eine funktionale Beeinträchtigung der Lichtquelle beschleunigt wird.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Temperatur der Wärmesenke 106 auf eine bestimmte festgelegte Temperatur von z. B. 10 °C angestiegen ist, wird der Beleuchtungsschalter 112 geöffnet, wodurch die Stromzufuhr zur organischen lichtemittierenden Schicht 103 beendet wird und das organische EL-Element verlöscht.
Wenn anstelle der Implementierung der obenbeschriebenen Prozedur die lichtemittierende Einheit 100 gleichzeitig mit dem Abschalten des elektronischen Kühlelements 107 gelöscht wird, ist die Wärmsenke 106 weiterhin kalt, wobei die Erzeugung von Wärme durch das lichtemittierende Element 100 beendet worden ist, so dass das organische EL-Element abkühlt und auf diesem Tau gebildet wird.
Anstelle des Schmiermittels 109, das zwischen die Wärmesenke 106 und das Dichtungssubstrat 105 der lichtemittierenden Einheit 100 in der Lichtquellenkonfiguration in dieser Ausführungsform eingesetzt ist, ist es möglich, eine Folie einzusetzen, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Wenn dies durchgeführt wird, wird es einfach, die flache organische EL-Lichtquelle 100 von der Wärmesenke 106 abzunehmen, wodurch es einfach wird, die flache organische EL-Lichtquelle 100 auszutauschen.
Im folgenden wird eine neunte Ausführungsform mit Bezug auf 28 beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf die Anwendung der achten Ausführungsform auf eine Projektionsanzeigevorrichtung. 28 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht der optischen Hauptsysteme, die eine Projektionsanzeigevorrichtung bilden. Bezüglich dieser Projektionsanzeigevorrichtung sind die Bauelemente, die denjenigen gleichen oder ähnlich sind, die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform erläutert worden sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, während bezüglich der Vorrichtung zum Implementieren des Steuerverfahrens für die Lichtquellenvorrichtung diejenigen Bauelemente, die denjenigen gleichen oder ähnlich sind, die in Verbindung mit der achten Ausführungsform erläutert worden sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, wobei deren Beschreibung entweder weggelassen oder verkürzt wird. Das gleiche gilt für die Beschreibungen für die zehnten und nachfolgenden Ausführungsformen.
Die Bilder, die auf der rot anzeigenden Flüssigkristalltafel 12R, die rote Komponentenbilder anzeigt, auf der grün anzeigenden Flüssigkristalltafel 12G, die grüne Komponentenbilder anzeigt, und auf der blau anzeigenden Flüssigkristalltafel 12B, die blaue Komponentenbilder anzeigt, angezeigt werden, werden mittels des dichroitischen Prismas 15 kombiniert und anschließend mittels der Projektionslinse 16 vergrößert und auf dem Bildschirm 17 angezeigt.
Der Klarheit halber sind die Strukturen der Flüssigkristalltafeln und der Projektionslinsen nicht gezeigt, jedoch sind diese Komponenten als Blöcke dargestellt.
Für den Bildschirm 17 kann entweder ein reflektierender oder ein durchlässiger Bildschirm verwendet werden.
Die rot anzeigende Flüssigkristalltafel 12R wird von einer rotes Licht emittierenden Einheit 100R beleuchtet, die rotes Licht emittiert und an deren Rückseite angeordnet ist. Die lichtemittierende Einheit 100R besitzt die in 27 dargestellte Struktur, und wird z. B. durch einen Kühlmechanismus gekühlt, der eine Wärmesenke 106, ein elektronisches Kühlelement 107 und ein Gebläse 108 umfasst, wie in der gleichen 27 gezeigt ist. In 28 sind der Klarheit halber das Schmiermittel, der Temperatursensor und die in 28 dargestellte Temperaturschalter-Schaltung weggelassen, jedoch wird das in Verbindung mit der achten Ausführungsform beschriebene Steuerverfahren verwendet, um das elektronische Kühlelement zu starten und zu stoppen, und um das Aufleuchten und Verlöschen der flachen organischen EL-Lichtquelle zu steuern.
In ähnlicher Weise ist für die grün anzeigende Flüssigkristalltafel 12G und die blau anzeigende Flüssigkristalltafel 12B eine grünes Licht emittierende Einheit 100G die grünes Licht emittiert, an der Rückseite der grün anzeigenden Flüssigkristalltafel 12G angeordnet und eine blaues Licht emittierende Einheit 100B, die blaues Licht emittiert, an der Rückseite der blau anzeigenden Flüssigkristalltafel 12B angeordnet, wobei die entsprechenden flachen organischen EL-Lichtquellen hierfür durch einen Kühlmechanismus ähnlich demjenigen, der in Verbindung mit der achten Ausführungsform beschrieben worden ist, gekühlt werden.
Im folgenden wird eine zehnte Ausführungsform mit Bezug auf 29 beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf eine Lichtquelle und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Lichtquelle. 29 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht der Konfiguration der Lichtquelle.
Mit der Ausnahme, dass die Position des Temperatursensors 110 verschieden ist von derjenigen in der Konfiguration der Lichtquelle der in 27 dargestellten achten Ausführungsform, sind alle Konfigurationselemente gleich.
Die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 100 wird vom Temperatursensor 110 erfasst, wobei eine Temperaturschalter-Schaltung 111 vorgesehen ist, die in Reaktion auf diese Temperatur entweder den Beleuchtungsschalter 112 für die lichtemittierende Einheit 100 oder dem Kühlungsschalter 114 für das elektronische Kühlelement 107 steuert.
Im folgenden wird das Lichtquellensteuerverfahren beschrieben.
Zuerst wird die Prozedur beschrieben, die verwendet wird, wenn das organische EL-Element eingeschaltet wird, um den zu beleuchtenden Körper zu beleuchten.
Bevor die lichtemittierende Einheit 100 eingeschaltet wird, wird zuerst das elektronische Kühlelement 107 aktiviert. Das elektronische Kühlelement 107 wird mittels der Gleichstromversorgung 115 angetrieben, woraufhin es allmählich die Wärmesenke 106 und die lichtemittierende Einheit 100 abkühlt.
Die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 100 wird durch den Temperatursensor 110 überwacht. Wenn die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 100 eine bestimmte eingestellte Temperatur von z. B. 10 °C erreicht, wird der Beleuchtungsschalter 112 durch die Temperaturschalter-Schaltung 111 geschlossen.
Durch Schließen des Beleuchtungsschalters 112 wird Strom von der Gleichstromversorgung 113 zur lichtemittierenden Einheit 100 zugeführt und die lichtemittierende Einheit 100 strahlt Licht ab.
Als nächstes wird eine Prozedur zum Löschen des organischen EL-Elements beschrieben, um die Beleuchtung des beleuchteten Objekts zu stoppen.
Zuerst wird der Strom, der der organischen lichtemittierenden Schicht 103 zugeführt wird, welche die lichtemittierende Einheit 100 bildet, reduziert, wodurch die Helligkeit des emittierten Lichts verringert wird. Nahezu gleichzeitig mit dem Verringern der Helligkeit des emittierten Lichts wird der Kühlungsschalter 114 geöffnet, wodurch die Stromzufuhr zum elektronischen Kühlelement 107 gestoppt wird und somit die Kühlung beendet wird. Zu diesem Zeitpunkt muss der durch die organische lichtemittierende Schicht 103 fließende Strom nur dafür ausreichen, die organische lichtemittierende Schicht leicht leuchten zu lassen; das organische EL-Element muss nur genügend Wärme erzeugen, um eine Taubildung auf der Oberfläche der lichtemittierenden Einheit 100 zu verhindern.
Nachdem die Kühlung beendet worden ist, wird die Wärmesenke 106 für kurze Zeit die lichtemittierende Einheit 100 weiter kühlen, wobei jedoch dann, wenn die Temperatur der Wärmesenke 106 anzusteigen beginnt, auch die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 100 anzusteigen beginnt.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 100 auf eine bestimmte eingestellte Temperatur von z. B. 10 °C angestiegen ist, wird der Beleuchtungsschalter 112 geöffnet, wobei die Stromzufuhr zur organischen lichtemittierenden Schicht 103 gestoppt wird und das organische EL-Element gelöscht wird. In der achten und der zehnten Ausführungsform war der Temperatursensor entweder an der Wärmesenke oder am organischen EL-Element angebracht, d. h. an einem der beiden Elemente. Es ist jedoch auch möglich, ihn an beiden Elementen anzubringen, um somit, während die Temperaturen sowohl der Wärmesenke als auch des organischen EL-Elements überwacht werden, den Zeitpunkt des Beginns und der Beendigung der Kühlung und des Aufleuchtens und Verlöschens des organischen EL-Elements zu steuern.
Im folgenden wird eine elfte Ausführungsform beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf die Anwendung einer Steuervorrichtung für eine Lichtquellenvorrichtung in einer Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
Mit anderen Worten, die elfte Ausführungsform ist die Anwendung der zehnten Ausführungsform auf eine Projektionsanzeigevorrichtung.
Im folgenden wird eine zwölfte Ausführungsform mit Bezug auf 30 beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf eine Lichtquelle und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Lichtquelle. 30 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht der Konfiguration einer Lichtquelle.
In dieser Konfiguration sind der Temperatursensor 110 und die Temperaturschalter-Schaltung 111 in der Lichtquelle der achten Ausführungsform, die in 27 gezeigt ist, weggelassen, wobei an deren Stelle eine Zeitgeberschaltung 121 vorgesehen ist. Die anderen Konfigurationselemente, d. h. die lichtemittierende Einheit 100, die Wärmesenke 106, das elektronische Kühlelement 107 und das Gebläse 108, sind die gleichen wie in der achten Ausführungsform.
Die Zeitgeberschaltung 121 steuert den Beleuchtungsschalter 112 der lichtemittierenden Einheit 100 oder den Kühlungsschalter 114 des elektronischen Kühlelements 107.
Im folgenden wird ein Lichtquellensteuerverfahren beschrieben.
Zuerst wird eine Prozedur zum Einschalten der flachen organischen EL-Lichtquelle zum Beleuchten des zu beleuchteten Objekts beschrieben.
Bevor die lichtemittierende Einheit 100 eingeschaltet wird, wird zuerst das elektronische Kühlelement 107 durch Schließen des Kühlungsschalters 114 aktiviert. Das elektronische Kühlelement 107 wird von der Gleichstromquelle 115 angetrieben, wobei die Wärmesenke 106 und die flache organische EL- Lichtquelle 100 allmählich abgekühlt werden.
Die Zeitgeberschaltung 121 beginnt, die verstrichene Zeit ab dem Moment des Schließens des Kühlschalters 114 zu messen. Zu dem Zeitpunkt, zu dem eine bestimmte eingestellte Zeitspanne seit dem Schließen des Kühlungsschalters 114 verstrichen ist, wird der mit der lichtemittierenden Einheit 100 verbundene Beleuchtungsschalter 112 geschlossen.
Durch Schließen des Beleuchtungsschalters 112 wird der lichtemittierenden Einheit 100 von der Gleichstromversorgung 113 Strom zugeführt, wobei die lichtemittierende Einheit 100 Licht abstrahlt.
Durch Messen der Änderung der Temperatur der lichtemittierenden Einheit 100 ab Beginn der Kühlung im voraus kann der Zeitpunkt festgestellt werden, zu dem die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 100 eine bestimmte eingestellte Temperatur erreicht, nachdem der Kühlungsschalter 114 geschlossen worden ist. Aufgrund dieser Zeitspanne ist es möglich, die Zeitspanne vom Schließen des Kühlungsschalters 114 bis zum Schließen des Beleuchtungsschalters 112 festzulegen.
Im folgenden wird eine Prozedur zum Löschen der lichtemittierenden Einheit 100 beschrieben, um die Beleuchtung des beleuchteten Objekts zu beenden.
Zuerst wird der Strom, der der organischen lichtemittierenden Schicht 103 zugeführt wird, welche die lichtemittierende Einheit 100 bildet, reduziert, wodurch die Helligkeit des emittierten Lichts verringert wird. Nahezu gleichzeitig mit dem Verringern der Helligkeit des emittierten Lichts wird der Kühlungsschalter 114 geöffnet, wodurch die Stromzufuhr zum elektronischen Kühlelement 107 gestoppt wird und somit die Kühlung endet.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem ein bestimmtes eingestelltes Zeitintervall nach dem Öffnen des Kühlungsschalters 114 verstrichen ist, wird der mit der lichtemittierenden Einheit 100 verbundene Beleuchtungsschalter 112 geöffnet und die lichtemittierende Einheit gelöscht.
Durch Messen der Temperaturänderung des organischen EL-Elements nach Beendigung der Kühlung im voraus ist es möglich, die Zeitspanne zu ermitteln, die das organische EL-Element braucht, um nach dem Öffnen des Kühlschalters 114 und Beendigung der Kühlung eine bestimmte festgelegte Temperatur zu erreichen. Auf der Grundlage dieser Zeitperiode ist es möglich, die Zeitspanne vom Öffnen des Kühlungsschalters 114 bis zum Öffnen des Beleuchtungsschalters 112 festzulegen.
In der Konfiguration der Lichtquelle in dieser Ausführungsform ist es möglich, anstelle des Schmiermittels 109, das zwischen der Wärmesenke 106 und dem Dichtungssubstrat 105 der lichtemittierenden Einheit 100 eingesetzt ist, eine Folie einzusetzen, die eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. Wenn dies durchgeführt wird, wird es einfach, die Wärmesenke 106 von der lichtemittierenden Einheit 100 abzunehmen, was es erleichtert, die lichtemittierende Einheit 100 auszutauschen.
Im folgenden wird eine dreizehnte Ausführungsform beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf die Anwendung der zwölften Ausführungsform auf eine Projektionsanzeigevorrichtung.
In der dreizehnten Ausführungsform wird anders ausgedrückt ein Beispiel beschrieben, in welchem die zwölfte Ausführungsform auf die in 28 dargestellte Projektionsanzeigevorrichtung angewendet wird.
Im Vorangehenden wurden Lichtquellenvorrichtungen und Verfahren und Vorrichtungen zum Steuern der Lichtquellenvorrichtungen der vorliegenden Erfindung beschrieben, zusammen mit Anzeigevorrichtungen, in denen diese Steuerverfahren und Vorrichtungen angewendet werden. Es ist möglich, viele verschiedene Konfigurationen und Steuerverfahren zu konzipieren, um den Zeitpunkt des Aufleuchtens der Lichtquellenvorrichtung und den Zeitpunkt der Kühlung zu verschieben, um die organischen EL-Elemente ausreichend zu kühlen, während die Bildung von Tau auf den organischen EL-Elementen verhindert wird, was eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist. Zum Beispiel können eine Konfiguration und ein Steuerverfahren konzipiert werden, in welchem sowohl eine Zeitgeberschaltung als auch eine Temperaturschalter-Schaltung vorgesehen sind, wobei die Temperaturschalter-Schaltung verwendet wird, wenn ein organisches EL-Element eingeschaltet wird, und die Zeitgeberschaltung verwendet wird, wenn diese verlöscht.
Es ist ferner möglich, einen Feuchtesensor vorzusehen und entweder die Einstelltemperatur oder die Einstellzeit entsprechend der Feuchtigkeit zu variieren.
Im Folgenden wird das industrielle Potential der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Durch Implementieren der Projektionsanzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung, wie im Vorangehenden beschrieben worden ist, ist es möglich, organische EL-Elemente als lichtemittierende Schichten zu verwenden, um Kühlmittel hierfür, Anbringungsmittel, die ein freies Anbringen und Abnehmen gestatten, Mittel zum Regulieren der Direktionalität des emittierten Lichts, Mittel zum Anheben der Effizienz des emittierten Lichts, und Mittel zum automatischen Bestimmen der Lebensdauer bereitzustellen, und um eine Resonatorstruktur zu verwenden, wofür eine Projektionsanzeigevorrichtung vorgesehen werden kann, in der lichtemittierende Einheiten auf der Grundlage organischer EL-Elemente verwendet werden, die ein geringes Gewicht aufweist, eine geringe Größe aufweist und zu einer praktischen Implementierung fähig ist, und die die Probleme überwindet, die mit dem Stand der Technik sehr schwierig zu überwinden sind.
Genauer ist es durch Installieren von Kühlmitteln, die elektronische Kühlelemente oder Kühlrippen umfassen, in den lichtemittierenden Einheiten möglich, eine Beeinträchtigung der Lichtemissionsleistungsfähigkeit, die durch die von den organischen EL-Elementen erzeugte Wärme verursacht wird, zu verhindern, um somit die Lebensdauer zu verlängern, die Helligkeit zu stabilisieren und kontinuierlich eine maximale Helligkeit sicherzustellen.
Durch Vorsehen von Anbringungsmitteln zum Anbringen der lichtemittierenden Einheiten an der Basis, auf der die Flüssigkristalltafeln und die lichtemittierenden Einheiten montiert sind, so dass diese frei angebracht oder abgenommen werden können, ist es ferner möglich, die lichtemittierenden Einheiten, die organische EL-Elemente umfassen, individuell unabhängig zu machen, und diese unter Bedingungen zu ersetzen, in denen deren elektri sche Verbindungen und optische Positionen genau sichergestellt werden. Eine solche Ersetzungsoperation ist effizienter, wobei die Wartung und die Inspektion vereinfacht werden.
Durch Messen der Anschlussspannung über den Elektroden der lichtemittierenden Schichtstruktur, Ermitteln der Lebensdauererwartung der lichtemittierenden Schichtstruktur anhand dieses Anschlussspannungswertes, und dann, wenn festgestellt wird, dass die Lebensdauer abgelaufen ist, Melden dieser Tatsache, ist einfach zu ermitteln, wann der Zeitpunkt zum Austauschen der lichtemittierenden Einheiten gekommen ist, um somit qualitativ hochwertige Bildanzeigen sicherzustellen und die Wartung und Inspektion zu erleichtern.
Durch Vorsehen eines Direktionalität-Regulierungsmittels, wie z. B. Linsenanordnungen oder Prismenanordnungen zum Regulieren der Direktionalität des von den lichtemittierenden Einheiten emittierten Lichts, so dass es auf die Flüssigkristalltafeln gerichtet ist, kann außerdem die Direktionalität des Lichts, das von den die organischen EL-Elemente umfassenden lichtemittierenden Einheiten auf die Flüssigkristalltafeln auftrifft, verbessert werden, wobei die Effizienz des Lichteinfalls auf die Flüssigkristalltafeln verbessert werden kann und Bilder dargestellt werden können, die eine hohe stabilisierte Helligkeit aufweisen.
Durch integrales Ausbilden von Mikrolinsenanordnungen oder Mikroprismenanordnungen auf den Lichtaustrittsflächen der transparenten Substrate der lichtemittierenden Einheiten ist es ferner möglich, die Lichtemissionseffizienz von den lichtemittierenden Einheiten, die organische EL-Elemente umfassen, anzuheben und somit Bilder darzustellen, die eine hohe stabilisierte Helligkeit aufweisen. Durch Vorsehen von Resonatorstrukturen, die selektiv mitschwingen und Licht spezifischer Wellenlängen emittieren, in den lichtemittierenden Schichtstrukturen der lichtemittierenden Einheiten können ferner die Direktionalität und die Effizienz des Lichteinfalls auf die Flüssigkristalltafeln deutlich verbessert werden.
Die Lichtquellenvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen organische EL-Elemente und Kühlmechanismen zum Kühlen derselben, sowie entweder Temperatursensoren, die an den organischen EL-Elementen oder den Kühlmitteln angebracht sind, oder alternativ Zeitgeber, so dass die organischen EL-Elemente unter Verwendung der Kühlmittel in einen gekühlten Zustand gesteuert werden können.
Das Verfahren zum Steuern der Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ferner durch die Tatsache gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt sowohl des Kühlungsbeginns und des Stoppens als auch des Aufleuchtens und Verlöschens der organischen flachen EL-Lichtquellen entweder durch Überwachen der Temperatur der organischen EL-Elemente mit Temperatursensoren oder mittels Zeitgebern verschoben wird. Somit ist es möglich, die organischen EL-Elemente ausreichend zu kühlen, während die Bildung von Tau auf denselben unterdrückt wird, so dass eine Beeinträchtigung der organischen EL-Elemente unterdrückt und deren Lebensdauer verlängert werden kann.
Die Steuervorrichtung für die Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist außerdem durch die Tatsache gekennzeichnet, dass sie den Zeitpunkt sowohl des Kühlungsbeginns und des Stoppens als auch des Aufleuchtens und Verlöschens der flachen organischen EL-Lichtquellen entweder durch Überwachen der Temperatur der organischen EL-Elemente mit Temperatursensoren oder mittels Zeitgebern steuert. Somit ist es möglich, die organischen EL-Elemente ausreichend zu kühlen, während die Bildung von Tau auf denselben unterdrückt wird, so dass eine Beeinträchtigung der organischen EL-Elemente unterdrückt und deren Lebensdauer verlängert werden kann.
Wenn ferner das Verfahren und die Vorrichtung zum Steuern der Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung implementiert werden, kann die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung deutlich kleiner sein als eine Anzeigevorrichtung, die eine elektrische Entladungslampe als Lichtquelle verwendet.

Claims

Lichtemittierende Vorrichtung umfassend: ein organisches Elektrolumineszenzelement (13), das ein Paar Elektroden (21, 23) aufweist, zwischen denen sich eine organische Elektrolumineszenzschicht (22) befindet; einen Spannungsdetektor (61), der einen Spannungswert zwischen dem Elektrodenpaar misst; einen Verschlechterungsdetektor (62), der eine Verschlechterung des organischen Elektrolumineszenzelements auf der Grundlage des vom Spannungsdetektor gemessenen Spannungswertes erfasst; und einen Wartungsprozessor (63), der eine vorgegebene Wartungsoperation entsprechend der vom Verschlechterungsdetektor bestimmten Verschlechterungsinformation durchführt.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verschlechterungsdetektor einen Konverter umfasst, der den Spannungswert in einen Helligkeitswert des vom organischen Elektrolumineszenzelements emittierten Lichts konvertiert.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Verschlechterungsdetektor einen Komparator umfasst, der den Helligkeitswert mit einem vorgegebenen Wert vergleicht, wobei der Wartungsprozessor einen Anzeiger umfasst, der dann, wenn der Helligkeitswert den vorgegebenen Wert durchläuft, einen Austausch des organischen Elektrolumineszenzelements anmahnt.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Konverter umfasst: eine erste Datentabelle, die eine Beziehung zwischen einer kumulativen Ansteuerungszeit des organischen Elektrolumineszenzelements und dem Spannungswert enthält; und eine zweite Datentabelle, die eine Beziehung zwischen dem Helligkeitswert und der kumulativen Ansteuerungszeit enthält.
Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend: mehrere organische Elektrolumineszenzelemente (13), die jeweils Licht mit voneinander verschiedenen Farben emittieren, wobei jedes der organischen Elektrolumineszenzelemente ein Paar Elektroden (21, 23) aufweist, zwischen denen sich eine organische Elektrolumineszenzschicht (22) befindet; einen Spannungsdetektor (61), der einen Spannungswert zwischen dem Elektrodenpaar (21, 23) der jeweiligen organischen Elektrolumineszenzelemente misst; einen Farbausgewogenheitsdetektor (62), der eine Farbausgewogenheit unter den mehreren organischen Elektrolumineszenzelementen auf der Grundlage der vom Spannungsdetektor (61) gemessenen Spannungswerte erfasst, wobei die Spannungswerte jeweils Helligkeitswerte der mehreren organischen Elektrolumineszenzelemente repräsentieren; und eine Farbausgewogenheits-Korrekturvorrichtung (62), die die Ansteuerungswerte der mehreren organischen Elektrolumineszenzelemente bestimmt, um eine vorgegebene Farbausgewogenheit entsprechend den vom Farbausgewogenheitsdetektor (62) bestimmten Farbausgewogenheitsinformationen zu erhalten.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Farbausgewogenheits-Korrekturvorrichtung eine dritte Datentabelle umfasst, die eine Beziehung zwischen dem Helligkeitswert und dem Ansteuerungswert enthält.
Projektionsanzeigevorrichtung, die wenigstens eine Flüssigkristalltafel und eine lichtemittierende Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst, wobei das organische Elektrolumineszenzelement an einer Seite der Flüssigkristalltafel angeordnet ist.