JP2005044732A - Light emitting device, lighting system, display device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置、照明装置、表示装置、及び電子機器に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device, a lighting device, a display device, and an electronic apparatus.
従来から、発光素子から放射される光を、照明光や表示光等の機能光として利用する発光装置が知られており、例えば、発光素子として有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子を用いた有機EL照明装置や、有機EL表示装置等がある。これらの有機EL素子を備えた発光装置の基本構造は、ガラス基板上に上記有機EL素子を配設したものが一般的であり、有機EL素子から放射されてガラス基板を透過して放射される光を上記照明光や表示光として利用するようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, light emitting devices that use light emitted from a light emitting element as functional light such as illumination light and display light are known. For example, organic EL illumination using an organic EL (electroluminescence) element as the light emitting element. Devices and organic EL display devices. The basic structure of a light-emitting device including these organic EL elements is generally a glass substrate in which the organic EL element is disposed, and is emitted from the organic EL element and transmitted through the glass substrate. Light is used as the illumination light or display light.
ところで、この種の有機EL発光装置では、発光素子であるEL素子からの光の取り出し効率が低く、明るい表示を得ようとすると、消費電力が多くなるという問題を有していた。これは、有機EL素子から放射された光のうち、ガラス基板を透過する光は20%程度であり、残り80%の光は、ガラス基板中を伝搬してその大部分が基板側端部から放射されてしまうことによる。そこで、この基板中を伝搬し側端部から放射されてしまう光の有効利用を図る技術が、特許文献1〜4に開示されている。
しかしながら、上記特許文献1〜4に記載の技術は、いずれも、ガラス基板を透過する光に比して光量の大きい基板側端面から放射される光を利用して照明や表示を行うようにしたものであり、高輝度の機能光を得る点において優れてはいるものの、ガラス基板を透過して放射される光を照明光、あるいは表示光として利用する面発光型の構成に比して、発光面積が狭く、省スペース性に劣るという不利な点がある。
また、複数色の発光素子を基板面上にマトリクス配列したカラー表示装置では、表示光とともに生じて基板側端面から放射される光は、各ドットの色光が混色された光となってしまうため、基板側端面から放射される光を照明光ないし表示光として用いる上記各技術の適用自体が困難である。
そこで本発明者は、発光面積が広く、かつ省スペース性にも優れた面発光型の発光装置において、高輝度の機能光を得るために高い消費電力を要するという問題を解決することができれば、幅広い用途に適用することが可能な発光装置を提供できると考え研究を重ね、本発明を完成するに至った。
However, all of the techniques described in Patent Documents 1 to 4 perform illumination and display using light emitted from the end surface on the substrate side, which has a large amount of light compared to light transmitted through the glass substrate. Although it is excellent in obtaining high-luminance functional light, it emits light compared to a surface-emitting type configuration that uses light emitted through a glass substrate as illumination light or display light. There is a disadvantage that the area is small and the space saving property is inferior.
Further, in a color display device in which light emitting elements of a plurality of colors are arranged in a matrix on the substrate surface, the light emitted together with the display light and radiated from the end surface on the substrate side becomes light in which the color light of each dot is mixed. It is difficult to apply each of the above technologies using light emitted from the substrate side end face as illumination light or display light.
Therefore, the present inventor can solve the problem of requiring high power consumption in order to obtain high-luminance functional light in a surface-emitting light-emitting device having a wide light-emitting area and excellent space saving. The inventors of the present invention have completed the present invention by studying that it is possible to provide a light emitting device that can be applied to a wide range of uses.
従って本発明の目的は、発光素子から放射され、基板を透過した光を機能光として用いつつ、機能光として利用されない光を有効に利用し、好ましくは出力光の輝度向上や、消費電力の低減を実現することができる発光装置、並びに、照明装置及び表示装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to effectively use light that is radiated from a light emitting element and transmitted through a substrate as functional light, but not used as functional light, and preferably improves the brightness of output light and reduces power consumption. And a lighting device and a display device.
本発明は、上記課題を解決するために、発光素子からの光を機能光として出力する発光装置であって、前記発光素子に駆動電力を供給する素子駆動手段と、前記発光素子から放射される光のうち前記機能光以外の成分を受光し、電力に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段にて発生した電力を前記素子駆動手段に供給する再生電力供給手段とを備えることを特徴とする発光装置を提供する。
本構成によれば、前記光電変換手段と、再生電力供給手段とが設けられたことで、前記発光素子から放射される光のうち機能光として利用されない成分を、前記光電変換手段により受光して電力に変換し、再生電力供給手段を介して素子駆動手段に供給することができるようになっている。これにより、素子駆動手段を駆動する電力、あるいは発光素子の駆動電力の一部として、前記再生電力を用いることが可能になり、発光装置の消費電力を実質的に低下させることができる。従って、高輝度の機能光を得るために発光素子の駆動電力を上昇させたとしても、一部の駆動電力を光電変換手段から供給される再生電力により補うことができ、同程度の輝度を得るための消費電力を従来の発光装置に比して低減することができる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a light emitting device that outputs light from a light emitting element as functional light, element driving means for supplying driving power to the light emitting element, and emitted from the light emitting element. A photoelectric conversion unit that receives a component of light other than the functional light and converts it into electric power, and a regenerative power supply unit that supplies electric power generated by the photoelectric conversion unit to the element driving unit. Provided is a light emitting device.
According to this configuration, since the photoelectric conversion unit and the regenerative power supply unit are provided, the photoelectric conversion unit receives light components emitted from the light-emitting elements that are not used as functional light. It can be converted into electric power and supplied to the element driving means via the regenerative power supply means. As a result, it becomes possible to use the regenerative power as a part of the power for driving the element driving means or the driving power of the light emitting element, and the power consumption of the light emitting device can be substantially reduced. Therefore, even if the driving power of the light emitting element is increased in order to obtain high-luminance functional light, a part of the driving power can be supplemented by the reproduction power supplied from the photoelectric conversion means, and the same level of luminance can be obtained. Therefore, the power consumption can be reduced as compared with the conventional light emitting device.
次に、本発明の発光装置は、透光性基板と、該透光性基板上に設けられた発光素子とを備え、前記発光素子から放射され、前記透光性基板を透過した光を機能光として出力する発光装置であって、前記発光素子に駆動電力を供給する素子駆動手段と、前記発光素子から放射される光のうち前記機能光以外の成分を、前記透光性基板の一面から取り出して受光し、電力に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段にて発生する電力を前記素子駆動手段に対して供給する再生電力供給手段とを備えることを特徴とする。
本構成は、透光性基板上に設けられた発光素子を発光させ、この光を透光性基板を透過させ機能光として提供する発光装置であって、係る構成の発光装置において透光性基板で損失される光を有効利用可能にしたものである。すなわち、透光性基板に入射した後、透光性基板の内面で全反射されることで基板内に閉じこめられた光を基板の一面から取り出し、この取り出された光を光電変換手段によって電力に変換し、再生電力として素子駆動手段に供給するようにしたものである。これにより、素子駆動手段を駆動する電力、あるいは発光素子の駆動電力として
Next, a light-emitting device of the present invention includes a light-transmitting substrate and a light-emitting element provided on the light-transmitting substrate, and functions as light emitted from the light-emitting element and transmitted through the light-transmitting substrate. A light-emitting device that outputs light, element driving means that supplies driving power to the light-emitting element, and components other than the functional light among light emitted from the light-emitting element, from one surface of the light-transmitting substrate It is characterized by comprising photoelectric conversion means for taking out, receiving light, and converting it into electric power, and regenerative power supply means for supplying electric power generated by the photoelectric conversion means to the element driving means.
The present configuration is a light emitting device that emits light from a light emitting element provided on a light transmissive substrate and transmits this light as a functional light through the light transmissive substrate. This makes it possible to effectively use the light lost in That is, after entering the translucent substrate, the light confined in the substrate by being totally reflected by the inner surface of the translucent substrate is taken out from one surface of the substrate, and the taken-out light is converted into electric power by the photoelectric conversion means. This is converted and supplied as regenerative power to the element driving means. As a result, the power for driving the element driving means or the driving power for the light emitting element
本発明の発光装置では、前記素子駆動手段に電力を供給可能とされた蓄電手段をさらに備え、前記再生電力供給手段が、前記光電変換手段にて発生する電力を前記蓄電手段に供給し蓄積する構成とすることができる。
この構成によれば、蓄電手段から供給される電力により前記発光素子を駆動可能に構成された発光装置において、上記光電変換手段から供給される再生電力を蓄電手段にて蓄積することが可能となるため、蓄電手段による素子駆動手段、並びに発光素子の駆動時間を延長することができる。本構成によれば、特に携帯用電子機器に好ましく適用できる発光装置が提供される。
The light-emitting device of the present invention further includes power storage means capable of supplying power to the element driving means, and the regenerative power supply means supplies and stores the power generated by the photoelectric conversion means to the power storage means. It can be configured.
According to this configuration, in the light emitting device configured to be able to drive the light emitting element by the electric power supplied from the power storage unit, the regenerative power supplied from the photoelectric conversion unit can be stored in the power storage unit. Therefore, it is possible to extend the driving time of the element driving means by the power storage means and the light emitting element. According to this configuration, a light emitting device that can be preferably applied to a portable electronic device is provided.
本発明の発光装置では、前記光電変換手段と、前記透光性基板とが、光学的に接着されていることが好ましい。このような構成とすることで、前記透光性基板から放射されて光電変換手段に受光される光が、前記透光性基板から放射される際に基板内面で反射されるのを防止することができるので、前記光電変換手段に対して効率よく光を供給することが可能になるとともに、発光素子から複数色の色光が放射されている場合に、基板内を面方向に伝搬する色光による混色を防止することができるようになる。 In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the photoelectric conversion means and the light transmitting substrate are optically bonded. By adopting such a configuration, it is possible to prevent light emitted from the translucent substrate and received by the photoelectric conversion means from being reflected on the inner surface of the substrate when radiated from the translucent substrate. Therefore, it is possible to efficiently supply light to the photoelectric conversion means, and when multiple colors of color light are radiated from the light emitting element, color mixing by the color light propagating in the surface direction in the substrate Can be prevented.
本発明の発光装置では、前記光電変換手段が、前記透光性基板の側端面と光学的に接着されている構成とすることができる。あるいは前記光電変換手段が、前記透光性基板の発光素子配設面、及び/又はその反対側の面と光学的に接着されている構成とすることができる。
これらの構成によれば、透光性基板の側端面、あるいは主面から基板内を面方向に伝搬する光を取り出すに際して、透光性基板の内面で上記伝搬光が反射されるのを防止することができる。
In the light emitting device of the present invention, the photoelectric conversion means may be optically bonded to the side end surface of the translucent substrate. Or the said photoelectric conversion means can be set as the structure optically adhere | attached with the light emitting element arrangement | positioning surface of the said translucent board | substrate, and / or the surface on the opposite side.
According to these configurations, when the light propagating in the surface direction from the side end surface or main surface of the translucent substrate is extracted, the propagation light is prevented from being reflected by the inner surface of the translucent substrate. be able to.
本発明の発光装置では、前記光電変換手段が、受光面を有する光電変換素子を備えており、前記光電変換素子の受光面と、前記透光性基板の表面とが、互いに略平行に対向配置されている構成とすることができる。この構成によれば、前記光電変換素子の受光面に対して、基板内を面方向に伝搬する光を、効率よく入射させることができる。そして、透光性基板に対して光電変換素子を直接に配置するので、発光装置の小型化、薄型化が容易になるという利点も得られる。 In the light emitting device of the present invention, the photoelectric conversion means includes a photoelectric conversion element having a light receiving surface, and the light receiving surface of the photoelectric conversion element and the surface of the translucent substrate are disposed substantially parallel to each other. It can be set as the structure currently made. According to this configuration, light propagating in the surface direction in the substrate can be efficiently incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion element. And since a photoelectric conversion element is directly arrange | positioned with respect to a translucent board | substrate, the advantage that size reduction and thickness reduction of a light-emitting device become easy is also acquired.
本発明の発光装置では、前記光電変換手段が、受光面を備えた光電変換素子と、前記受光面と前記透光性基板との間に設けられた導光手段とを備える構成とすることができる。この構成によれば、前記導光手段を用いることで、透光性基板から放射される光を、任意の位置に設けた光電変換素子に対して導光することができるため、当該発光装置が実装される機器の形状や寸法等に併せて柔軟に実装形態を変更することが可能になる。これにより、他の機器への実装に際しての制限が少なく、従って適用範囲の広い発光装置を提供することができる。 In the light emitting device of the present invention, the photoelectric conversion means includes a photoelectric conversion element having a light receiving surface, and a light guide means provided between the light receiving surface and the translucent substrate. it can. According to this configuration, by using the light guide unit, the light emitted from the translucent substrate can be guided to the photoelectric conversion element provided at an arbitrary position. It is possible to flexibly change the mounting form in accordance with the shape and size of the device to be mounted. Thereby, there are few restrictions at the time of mounting in another apparatus, Therefore The light-emitting device with a wide application range can be provided.
本発明の発光装置では、前記導光手段が、前記透光性基板の側端面から放射される光を、反射素子にて反射しつつ前記光電変換素子の受光面へ導く導光部材である構成とすることができる。この構成とすれば、容易に任意の位置に設けた光電変換素子に対して光を導くことができ、他の機器への実装に際しての柔軟性に優れる発光装置を容易に提供できる。 In the light-emitting device of the present invention, the light guide means is a light guide member that guides light emitted from the side end surface of the translucent substrate to the light receiving surface of the photoelectric conversion element while reflecting the light from the reflection element. It can be. With this configuration, light can be easily guided to the photoelectric conversion element provided at an arbitrary position, and a light-emitting device having excellent flexibility in mounting on other devices can be easily provided.
本発明の発光装置では、前記光電変換素子の受光面の前面側に、反射防止膜が形成されている構成とすることが好ましい。この構成は、前記発光素子が複数の色光を放射可能に構成された発光装置において、機能光の品質を保持するために有効な構成である。すなわち、機能光として複数の色光が提供される発光装置においては、色光同士の混色は、機能光の色度、彩度を変化させ、品質を低下させるため好ましくない。そこで、本構成を適用すれば、受光面に設けられた反射防止膜により、光電変換素子に入射した光が反射されて基板内へ戻るのを防止できるため、上記混色を効果的に防止でき、高品質の機能光を提供することができる。 In the light emitting device of the present invention, an antireflection film is preferably formed on the front side of the light receiving surface of the photoelectric conversion element. This configuration is an effective configuration for maintaining the quality of functional light in a light emitting device in which the light emitting element is configured to be capable of emitting a plurality of colored lights. That is, in a light emitting device in which a plurality of colored lights are provided as functional light, color mixing between colored lights is not preferable because it changes the chromaticity and saturation of the functional light and lowers the quality. Therefore, if this configuration is applied, the anti-reflection film provided on the light receiving surface can prevent light incident on the photoelectric conversion element from being reflected and returned to the substrate, so that the above color mixture can be effectively prevented. High quality functional light can be provided.
本発明の発光装置では、前記発光素子が、有機電界発光素子である構成とすることができる。本発明は、透光性基板上に、有機発光層を積層してなる有機電界発光素子を備えた構成とすることができる。これらの構成によれば、低消費電力の面発光型EL発光装置を提供することができる。 In the light emitting device of the present invention, the light emitting element may be an organic electroluminescent element. This invention can be set as the structure provided with the organic electroluminescent element formed by laminating | stacking an organic light emitting layer on a translucent board | substrate. According to these configurations, a surface-emitting EL light-emitting device with low power consumption can be provided.
次に、本発明の照明装置は、先に記載の発光装置を備え、前記発光素子から放射される光を、照明光として利用することを特徴とする。この構成によれば、照明光として利用されない光を、光電変換手段により電力に変換し、素子駆動手段、ないし発光素子の駆動電力として再利用することができるので、低消費電力の照明装置を提供することができる。 Next, an illumination device according to the present invention includes the light emitting device described above, and uses light emitted from the light emitting element as illumination light. According to this configuration, light that is not used as illumination light can be converted into electric power by the photoelectric conversion means and reused as drive power for the element driving means or the light emitting element, thereby providing a lighting device with low power consumption. can do.
次に、本発明の表示装置は、先の照明装置と、該照明装置から出力される照明光を変調する光変調手段とを備えることを特徴とする。この構成によれば、照明装置を光源として備え、光源の消費電力が低減された表示装置を提供することができる。 Next, a display device according to the present invention includes the previous illumination device and a light modulation unit that modulates illumination light output from the illumination device. According to this configuration, it is possible to provide a display device that includes the illumination device as a light source and has reduced power consumption of the light source.
次に、本発明の表示装置は、先に記載の発光装置を備え、前記発光素子から放射される光を、表示光として利用することを特徴とする。この構成によれば、低消費電力の表示装置が提供される。 Next, a display device of the present invention includes the above-described light emitting device, and uses light emitted from the light emitting element as display light. According to this configuration, a display device with low power consumption is provided.
本発明の表示装置は、前記透光性基板上に複数の前記発光素子を配列してなり、前記各発光素子を1表示単位として表示を行う構成とすることもできる。この構成によれば、複数の画素の組み合わせによる表示が可能であり、かつ低消費電力の表示装置が提供される。 The display device of the present invention may be configured such that a plurality of the light emitting elements are arranged on the translucent substrate and display is performed with each light emitting element as one display unit. According to this configuration, it is possible to provide a display device that can display with a combination of a plurality of pixels and has low power consumption.
次に、本発明の電子機器は、先に記載の発光装置を備えることを特徴とする。また本発明の電子機器としては、先に記載の表示装置を備えることを特徴とする構成も適用できる。
係る構成によれば、低消費電力の発光部、ないし表示部を備えた電子機器が提供される。
Next, an electronic apparatus according to the present invention includes the light-emitting device described above. In addition, as the electronic apparatus of the present invention, a configuration including the display device described above can be applied.
According to this configuration, an electronic device including a light-emitting unit or a display unit with low power consumption is provided.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明に係る発光装置を基本構成として備える照明装置の斜視構成図であり、図2は、図1のA−A’線に沿う断面構成図である。図1及び図2に示す照明装置100は、基板(透光性基板)110と、この基板110上に形成された有機EL素子(発光素子)120と、有機EL素子120上に披着された封止部材130とを主体として構成されており、前記基板110の一側端面に配置された光電変換素子(光電変換手段)150を備えている。照明装置100は、発光した光を基板110側から放射する、いわゆるボトムエミッション型となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective configuration diagram of a lighting device including a light emitting device according to the present invention as a basic configuration, and FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram along line AA ′ in FIG. The
基板110上に設けられた有機EL素子120は、基板110上に、陽極121aと、正孔注入層122と、発光層123と、陰極124とを順に積層した構成を備えている。陽極121aと同層に、同材料からなる電極部121bが設けられており、図2に示すように、最上層に設けられた陰極124と電気的に接続されている。
The
基板110は、発光した光を透過して放射するべく、透明ガラスや石英等の透光性の基板となっている。
陽極121aも、後述するように発光層123で発光した光を透過させるため、透明導電材料によって形成されたものとなっている。透明導電材料としてはITOを使用している。また、このITO(陽極121a)の表面には必要に応じてO2プラズマ処理が施されるようになっており、これによって電極表面の洗浄、及び仕事関数の調整がなされ、さらに親液性が付与されるようになっている。
上記陽極121aは、図に示すように、有機EL素子120を駆動制御する発光回路(素子駆動手段)164と電気的に接続されている。
The
The
As shown in the drawing, the
この陽極121a上に形成配置された正孔注入層122は、例えばポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルフォン酸が添加されてなるものから形成される。すなわち、正孔注入層122の形成材料として具体的には、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸などが好適に用いられる。
The
尚、正孔注入層122の形成材料については、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、前記のポリスチレンスルフォン酸とともに適宜な分散媒に分散させたものなどが使用可能である。
The material for forming the
発光層123は、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料によって形成され、汎用の照明装置として用いる場合には、白色発光材料が好ましく用いられる。
また、発光層123の形成材料としては、低分子材料からなる発光材料を用いてもよい。ただし、低分子材料によって発光層123を形成する場合には、有機EL素子120を、陽極121a側から正孔輸送層、発光層、電子輸送層をこの順に積層し、形成するのが好ましい。前記の正孔輸送層としては、α−NPDやTPDなどの正孔輸送性材料によって形成し、またはスターバーストアミン系などが用いられる正孔注入材料と前記正孔輸送材料との積層構造として形成するのが好ましい。また、発光層を形成する低分子材料としては、例えばAlq3(アルミキレート錯体)などの電子輸送性発光材料に蛍光性色素(ルブレンやキナクリドン、DCMなど)を微量ドーピングした系が用いられる。さらに、電子輸送層としては、例えばAlq3やPBDなどが用いられる。
The
In addition, as a material for forming the
発光材料として高分子材料を用いた場合、これを液状化するための溶媒としては、前記正孔注入層122を再溶解しないよう、正孔注入層122が不溶な非極性溶媒が用いられる。特に、発光層形成材料を後述するようにスピンコート法やディップ法によって塗布する場合には、前記非極性溶媒として、トルエン、キシレン等が好適に用いられる。また、インクジェット法等の液滴吐出法によって塗布する場合には、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、またはこれらの混合物が用いられる。
When a polymer material is used as the light emitting material, a nonpolar solvent in which the
陰極124は、マグネシウムやカルシウム等からなる金属電極により構成することができる。
この陰極124は、図2に示すように、陽極121aと同層に設けられた電極部121bを介して発光回路164と電気的に接続されている。
The
As shown in FIG. 2, the
このようにして基板110上に積層された各層の上には、これら各層からなる有機EL素子120を覆って封止部材130が設けられている。この封止部材130としては、例えば電気絶縁性を有する板状の封止基板が用いられる。封止基板を用いた場合、この封止基板は前記の有機EL素子120を覆った状態で封止樹脂により基板110に固定される。封止樹脂としては、例えば熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂が用いられ、特に熱硬化樹脂の一種であるエポキシ樹脂が好適に用いられる。また、封止基板を用いずに封止樹脂のみを用い、有機EL素子を覆ってこれを封止するようにしてもよい。
On each layer laminated on the
そして、本実施形態の照明装置100では、基板110の図示右側の側端面に、光電変換素子150が設けられており、その受光面151は、基板110の側端面110aと略平行に対向配置されている。この光電変換素子150としては、公知のものを利用することができ、例えば単結晶/多結晶シリコンやアモルファスシリコン、化合物半導体、有機半導体等を用いた光電変換素子のいずれも適用が可能である。
また、上記光電変換素子150の受光面151と、基板110の側端面110aとは、透明樹脂材料等により光学的に接着されていることが好ましく、係る構成とすることで、側端面110aにおける界面反射を効果的に防止することができ、受光面151への光照射効率を高めることができる。
光電変換素子150は、図2に示すように、有機EL素子120を駆動する発光回路(素子駆動手段)164に接続されたバッテリ(蓄電手段)162に、内部充電回路(再生電力供給手段)161を介して電気的に接続されており、バッテリ162には、外部充電回路163が電気的に接続されている。つまり、バッテリ162は、外部充電回路163、内部充電回路161のいずれによっても充電が可能になっている。
In the
In addition, the
As shown in FIG. 2, the
上記構成を備えた本発明の照明装置100において、バッテリ162から供給される電力を発光回路164により有機EL素子120の陽極121a及び陰極124に印加すると、発光層123が発光して有機EL素子120から光が放射される。そして、基板110を透過して放射される光を、照明光として用いることができるようになっている。
ここで、図3は、照明装置100の動作を説明するための断面構成図である。有機EL素子120を発光させると、図3に示すように、基板110を透過して放射される照明光L1が得られるが、それとともに、有機EL素子120から放射されて基板110に入射した後、基板110の内面で全反射して基板面方向に伝搬する光L2が生じる。
本実施形態の照明装置100では、この基板面方向に伝搬して基板側端面110aから放射される光を、光電変換素子150にて検出するとともに、この受光動作により光電変換素子150で発生する電力を、内部充電回路161によりバッテリ162に蓄積するようになっている。そして、係る電力を、バッテリ162に接続された発光回路164、及び有機EL素子120に対して再供給できるようになっている。
In the
Here, FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram for explaining the operation of the
In the illuminating
このように、本実施形態の照明装置100では、有機EL素子120から放射されるが照明光としては利用されない成分(基板110を透過せずに基板側端面110aから放射される光)を、再度バッテリ162に蓄積することで、バッテリ162の容量を実質的に増加させることができる。これにより、照明装置100の消費電力を実質的に低減でき、仮に、高輝度の照明光を得るべく有機EL素子120の駆動電流を上昇させたとしても、従来の照明装置に比してバッテリ駆動時間を長くすることが可能である。
As described above, in the
また、本実施形態の照明装置100は、基板110を透過して放射される光L1を照明光として用いる面発光型の照明装置となっているので、例えば液晶パネル等のバックライトとして直接パネル背面に配設することができる。すなわち、基板側端面から放射される光を照明光として用いる特許文献1〜4に記載の照明装置と比較して、面状の発光を得るための導光板等が不要であり、製造コストを低減できるとともに、照明装置の平面積の低減による省スペース化も実現することができる。
In addition, since the
尚、上記第1実施形態では、基板110の1つの側端面110aにのみ光電変換素子150が設けられている構成について説明したが、図4に示すように、基板110の4つの側端面全てに、光電変換素子150a〜150dを配設した構成とすることもできる。この場合にも、各光電変換素子150a〜150dは、その受光面を基板110の側端面に向けて配置され、好ましくは透明樹脂材料等により基板110と光学的に接着される。
上記構成によれば、基板110側端面から放射される光を極めて効率よく光電変換素子150a〜150dにより受光することができ、バッテリ162への蓄電量を向上させ、有機EL素子120の実質的な消費電力をさらに低減することができる。
また、上記実施形態では、発光素子として有機EL素子(有機電界発光素子)を用いた例について説明したが、発光素子としては、LED(発光ダイオード)素子や、無機EL素子、電界放射発光素子、プラズマ発光素子等も好適に用いることができる。
In the first embodiment, the configuration in which the
According to the above configuration, light emitted from the end face on the
Moreover, in the said embodiment, although the example using the organic EL element (organic electroluminescent element) as a light emitting element was demonstrated, as a light emitting element, an LED (light emitting diode) element, an inorganic EL element, a field emission light emitting element, A plasma light emitting element or the like can also be suitably used.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を、図5を参照して説明する。
図5は、本実施形態の照明装置200を示す断面構成図である。係る照明装置200は、先の第1実施形態の照明装置100と同様の基本構成を備えており、基板110と、光電変換素子150との光学的接続構造に特徴を有するものである。すなわち、照明装置200は、基板110上に形成された有機EL素子120と、有機EL素子120を封止する封止部材130と、光電変換素子150とを備えて構成され、光電変換素子150が、導光部材(導光手段)170を介して基板110の側端面110aに配設されている。
尚、図5において、図2と同一の構成要素には、同一の符号を付すとともに、その詳細な説明を省略することとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram showing the
In FIG. 5, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
導光部材170は、図5に示すように、略三角柱状の透光部材であって、その一外面を成す斜面部に反射膜171が設けられている。そして、残る二外面のうち、一方の外面と基板110の側端面110aとが光学的に接着され、他方の外面と光電変換素子150の受光面151とが光学的に接着されている。上記各面の光学接着には、透明樹脂材料等を用いることができる。
上記構成を備えた本実施形態の照明装置200によれば、基板110内面で全反射されて基板面方向に伝搬し、基板110の側端面110aから放射される光を、導光部材170を介して、基板110と略平行に配置された光電変換素子150に導くことができるようになっている。従って、薄型の平面形状を有する光電変換素子150を、基板110と略平行に配置することができ、照明装置の薄型化を実現することができる。
As shown in FIG. 5, the
According to the illuminating
本実施形態の照明装置200においても、上記導光部材170及び光電変換素子150を、図4に示したように基板110の4つの側端部全てに配設することができるのは勿論である。
上記導光部材170は、基板側端部110aから放射された光を集光して光電変換素子150に照射するべく集光機能を備えていてもよい。このような構成とすれば、光電変換素子150を小型化でき、照明装置200の小型化に寄与する構成となる。
Also in the
The
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を、図6を参照して説明する。
図6は、本発明に係る発光装置を基本構成として備える有機EL表示装置の断面構成図である。同図に示す構成要素のうち、図1ないし図5と同一の符号が付された構成要素は、これらの図に示す構成要素と同様の構成を備えたものであり、以下ではその詳細な説明は省略することとする。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram of an organic EL display device including the light emitting device according to the present invention as a basic configuration. Among the constituent elements shown in the figure, constituent elements denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 5 have the same configuration as the constituent elements shown in these drawings, and will be described in detail below. Will be omitted.
有機EL表示装置300は、基板110と、基板110上に設けられた複数の有機EL素子(発光素子)120…と、これらの有機EL素子120…を封止する封止部材130とを備えて構成されており、基板110の一側端面110aに、導光部材170を介して光電変換素子150が設けられている。上記各有機EL素子120…と電気的に接続された駆動回路(素子駆動手段)184を備えており、駆動回路184には、バッテリ(蓄電手段)182が接続されている。バッテリ182に、内部充電回路(再生電力供給手段)181と、外部充電回路183とが電気的に接続され、内部充電回路181は、光電変換素子150と電気的に接続されている。
また、本実施形態の有機EL表示装置300に備えられた光電変換素子150の受光面151には、反射防止膜152が設けられており、光電変換素子150に入射した光が基板110側へ反射されるのを防止するようになっている。
The organic
In addition, an
上記各有機EL素子120は、陽極121と、正孔注入層122と、発光層123と、陰極124とを基板110側から順次積層した構成を備えており、図6に示すように、基板110上に配列された有機EL素子120…の発光層123は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の発光層により構成されている。そして、これら赤緑青の3色の有機EL素子120(ドット)が、有機EL表示装置300の1画素を構成している。
各有機EL素子120に対応して、TFT(薄膜トランジスタ)等のスイッチング素子が設けられており、係るスイッチング素子により各ドット(有機EL素子120)が、アクティブマトリクス駆動されるようになっている。
尚、図6では、有機EL素子120…が、互いに平面的に離間された配置としているが、これらの有機EL素子120同士を区画する隔壁を有機EL素子120,120間に設けた構成としてもよい。また、各画素を構成する有機EL素子120…は、単純マトリクス方式により駆動してもよい。
Each
Corresponding to each
In FIG. 6, the
上記構成を備えた有機EL表示装置300は、駆動回路184によりマトリクス状に配列された各有機EL素子120に、バッテリ182の電力を供給することで任意のドットを点灯させ、カラー画像を表示することができるようになっている。そして、基板110を透過して放射される表示光L(R)、L(G)、L(B)の放射とともに生じる基板面方向に伝搬する光L2を、基板側端面110aから導光体170を介して光電変換素子150に導くようになっている。この受光動作により光電変換素子150にて発生した電力は、内部充電回路181を介してバッテリ182に蓄積され、駆動回路184を介して有機EL素子120…に再供給されるようになっている。
このようにして、本実施形態の有機EL装置300は、バッテリ駆動時間を延長することができ、有機EL素子120…の実質的な消費電力を低減することができるようになっている。また、表示輝度を高めるべく有機EL素子120…の駆動電流を上昇させても、従来に比して長いバッテリ駆動時間を得ることができる。
The organic
In this way, the
さらに、本実施形態の有機EL表示装置300では、上記光電変換素子150の受光面151に、反射防止膜152が設けられていることで、基板面方向に伝搬する光L2による表示品質の低下を防止できるようになっている。有機EL表示装置300では、基板側端面110aから放射される光は、複数色の有機EL素子120…から放射された光が混合された混色光であるため、この混色光が基板110内へ戻ると、表示光Lに色が混ざって表示品質を低下させるおそれがある。そこで、光電変換素子150の受光面151に反射防止膜152を設けておくことで、光電変換素子150に入射した光が基板110側へ戻らないようにすることができ、もって混色による表示品質の低下を防止することができる。
Furthermore, in the organic
このように、本実施形態の有機EL表示装置300によれば、実質的な消費電力の低減を実現することができるとともに、基板110内面で全反射して基板面方向に伝搬する光L2による表示光への混色を防止して、高品質のカラー表示を得ることができるようになっている。
Thus, according to the organic
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態を、図7を参照して説明する。
図4は、本発明に係る発光装置を基本構成として備える有機EL表示装置の断面構成図である。同図に示す構成要素のうち、図1ないし図6と同一の符号が付された構成要素は、これらの図に示す構成要素と同様の構成を備えたものであり、以下ではその詳細な説明は省略することとする。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of an organic EL display device including the light emitting device according to the present invention as a basic configuration. Among the constituent elements shown in the figure, constituent elements denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 6 have the same configuration as the constituent elements shown in these drawings, and will be described in detail below. Will be omitted.
有機EL表示装置400は、基板110と、基板110上に設けられた複数の有機EL素子(発光素子)120…と、これらの有機EL素子120…を封止する封止部材130とを備えて構成されており、有機EL素子120…の形成領域から図示右側へ突出した基板110の両面に、2つの光電変換素子150,150が設けられている。これらの光電変換素子150,150は、それらの受光面151,151を、基板110に向けて配置されるとともに、基板110と光学的に接着されている。
また上記各有機EL素子120…と電気的に接続された駆動回路184を備えており、駆動回路184には、バッテリ182が接続されている。バッテリ182に、内部充電回路181と、外部充電回路183とが電気的に接続され、内部充電回路181は、光電変換素子150,150と電気的に接続されている。
The organic
In addition, a
上記各有機EL素子120は、陽極121と、正孔注入層122と、発光層123と、陰極124とを基板110側から順次積層した構成を備えており、図7に示すように、基板110上に配列された有機EL素子120…の発光層123は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の発光層により構成されている。そして、これら赤緑青の3色の有機EL素子120(ドット)が、有機EL表示装置400の1画素を構成している。
各有機EL素子120に対応して、TFT(薄膜トランジスタ)等のスイッチング素子が設けられており、係るスイッチング素子により各ドット(有機EL素子120)が、アクティブマトリクス駆動されるようになっている。
尚、図7においても、有機EL素子120…が、互いに平面的に離間されて配置された構成としているが、これらの有機EL素子120同士を区画する隔壁を有機EL素子120,120間に設けた構成としてもよい。また、各画素を構成する有機EL素子120…は、単純マトリクス方式により駆動してもよい。
Each
Corresponding to each
7, the
上記構成を備えた有機EL表示装置400は、駆動回路184によりマトリクス状に配列された各有機EL素子120に、バッテリ182の電力を供給することで任意のドットを点灯させ、カラー画像を表示することができるようになっている。そして、基板110を透過して放射される表示光L(R)、L(G)、L(B)の放射とともに生じる基板面方向に伝搬する光L2を、基板110側方の領域の面から光電変換素子150に導くようになっている。この受光動作により光電変換素子150にて発生した電力は、内部充電回路181を介してバッテリ182に蓄積され、駆動回路184を介して有機EL素子120…に再供給されるようになっている。
このようにして、本実施形態の有機EL表示装置400は、バッテリ駆動時間を延長することができ、有機EL素子120…の実質的な消費電力を低減することができるようになっている。また、表示輝度を高めるべく有機EL素子120…の駆動電流を上昇させても、従来に比して長いバッテリ駆動時間を得ることができる。
The organic
In this way, the organic
本実施形態の有機EL表示装置400では、基板110の側端面ではなく、有機EL素子120…の形成領域から側方に突出した基板110の面上に光電変換素子150,150が設けられている。このように、基板110に直接光電変換素子150,150を接着することで、部品点数の削減による製造コストの低減、及び組み立て工程の容易性向上による製造の効率化、並びに、有機EL装置400の薄型化を実現することができる。
In the organic
(電子機器)
図8は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話1300は、上記第1、第2実施形態の照明装置を備えた表示装置、ないし第3、第4実施形態の表示装置を小サイズの表示部1301として備え、複数の操作ボタン1302、受話口1303、及び送話口1304を備えて構成されている。
上記各実施の形態の表示装置は、上記携帯電話に限らず、プロジェクタ、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器に対しても表示が明るく、かつ低消費電力の表示部を提供し得るものである。
(Electronics)
FIG. 8 is a perspective view showing an example of an electronic apparatus according to the present invention. A
The display device of each of the above embodiments is not limited to the above mobile phone, but a projector, an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, It can be suitably used as an image display means for electronic notebooks, calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, touch panel-equipped devices, etc. The display is bright and low power consumption for any electronic device The display unit can be provided.
100,200 照明装置(発光装置)、300,400 有機EL表示装置(発光装置)、110 基板(透光性基板)、110a 側端面、120 有機EL素子(発光素子)、150,150a〜150d 光電変換素子(光電変換手段)、152 反射防止膜、170 導光部材、171 反射膜、161,181 内部充電回路(蓄電手段)、162,182 バッテリ(蓄電手段)、164 発光回路(電力供給手段)、184 駆動回路(電力供給手段) 100,200 Illumination device (light emitting device), 300,400 Organic EL display device (light emitting device), 110 substrate (translucent substrate), 110a side end surface, 120 organic EL element (light emitting device), 150, 150a to 150d Conversion element (photoelectric conversion means), 152 antireflection film, 170 light guide member, 171 reflection film, 161, 181 internal charging circuit (power storage means), 162, 182 battery (power storage means), 164 light emitting circuit (power supply means) 184 Drive circuit (power supply means)
Claims (17)
前記発光素子に駆動電力を供給する素子駆動手段と、
前記発光素子から放射される光のうち前記機能光以外の成分を受光し、電力に変換する光電変換手段と、
前記光電変換手段にて発生した電力を前記素子駆動手段に供給する再生電力供給手段と
を備えることを特徴とする発光装置。 A light emitting device that outputs light from a light emitting element as functional light,
Element driving means for supplying driving power to the light emitting element;
Photoelectric conversion means for receiving a component other than the functional light out of the light emitted from the light emitting element and converting it into electric power;
And a regenerative power supply means for supplying power generated by the photoelectric conversion means to the element driving means.
前記発光素子に駆動電力を供給する素子駆動手段と、
前記発光素子から放射される光のうち前記機能光以外の成分を、前記透光性基板の一面から取り出して受光し、電力に変換する光電変換手段と、
前記光電変換手段にて発生する電力を前記素子駆動手段に対して供給する再生電力供給手段と
を備えることを特徴とする発光装置。 A light-emitting device that includes a light-transmitting substrate and a light-emitting element provided on the light-transmitting substrate, outputs light emitted from the light-emitting element and transmitted through the light-transmitting substrate as functional light,
Element driving means for supplying driving power to the light emitting element;
A component other than the functional light out of the light emitted from the light emitting element is extracted from one surface of the translucent substrate and received, and converted into electric power; and
Regenerative power supply means for supplying electric power generated by the photoelectric conversion means to the element driving means.
前記再生電力供給手段が、前記光電変換手段にて発生する電力を前記蓄電手段に供給し蓄積することを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。 The battery further comprises power storage means capable of supplying power to the element driving means,
The light-emitting device according to claim 1, wherein the regenerative power supply unit supplies the electric power generated by the photoelectric conversion unit to the power storage unit and stores the electric power.
前記光電変換素子の受光面と、前記透光性基板の表面とが、互いに略平行に対向配置されていることを特徴とする請求項2ないし6のいずれか1項に記載の発光装置。 The photoelectric conversion means includes a photoelectric conversion element having a light receiving surface,
The light-emitting device according to claim 2, wherein a light-receiving surface of the photoelectric conversion element and a surface of the light-transmitting substrate are disposed to face each other substantially in parallel.
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