JP2011165626A

JP2011165626A - 表示装置

Info

Publication number: JP2011165626A
Application number: JP2010030479A
Authority: JP
Inventors: Takashi Saito; 孝斎藤; Yoji Konishi; 洋史小西; Atsunori Okada; 淳典岡田; Juji Sumiyama; 重次住山; Shinsuke Nishioka; 伸介西岡
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-15
Also published as: JP5479142B2

Abstract

【課題】表示装置において、暗所視下における表示を明るく感じさせて誘目性を向上する。
【解決手段】表示装置１は、青色光を発する光源３Ｂ及び青色光よりも長波長の光を発する光源３Ｇ、３Ｒを有する面状発光素子３と、明るさセンサ６と、制御部７と、を備え、光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒから発せられる光が混色されて発光する。制御部７は、明るさセンサ６による測定結果が所定の値以下になったとき、光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの総出力に対する光源３Ｂの出力の割合を増加させる。これにより、表示装置１から発せられる光の分光スペクトルが変化し、暗所視における感度効率が高まる。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導灯などとして用いられる表示装置に関する。

従来から非常時等に人を誘導するための誘導灯がある（例えば、特許文献１参照）。非常時等に停電した場合、通常の照明器具は消灯するが、誘導灯は発光を維持する。例えば、屋内に照明器具と誘導灯が設置されている場合、停電時には、照明器具が消灯して誘導灯の周囲が暗くなり、誘導灯のみが発光する状態となる。周囲が暗くなった状態において、誘導灯は、その発光輝度が変わらなくても、人の眼の感度特性に起因して、発光が暗く感じられる。このため、停電時に誘導灯の誘目性が低下する。

図６は、人の眼の感度特性としての、光の波長λ（ｎｍ）に対するＣＩＥ（国際照明委員会）分光感度効率を示す（「色彩光学ハンドブック」、日本色彩学会編、１９９８年、ｐ．９参照）。人は、発光体の分光スペクトルに分光感度効率を積算した値（輝度）に応じて発光体の明るさを感じる。人が普段生活しているような環境（環境輝度が数ｃｄ／ｍ^２以上）における視覚を明所視という。Ｖ（λ）は、明所視の分光感度効率であり、波長５５５ｎｍにピークを持った感度特性を示す。人の視覚は、周囲が非常に暗くなった場合（環境輝度が１分の数ｃｄ／ｍ^２以下）、暗所視に変化する。Ｖ’（λ）は、暗所視の分光感度効率であり、波長５０７ｎｍにピークを持った感度特性を示す。明所視と暗所視の中間の明るさにおける視覚は、薄明視といわれ、明所視と暗所視とが組み合わされたものとなる。明所視の分光感度効率Ｖ（λ）から暗所視の分光感度効率Ｖ’（λ）への感度特性の変化は、暗順応と言われ、時間をかけて行われ、約３０分で完全に切り替わる。

誘導灯は、停電などによる暗所視下でも非常口の場所や方向等の表示を視認させる必要がある。一方、発光体の性能規定で用いられる輝度は、周囲の明るさに関わらず一般的に明所視の分光感度効率Ｖ（λ）のみを用いて計算されている。このため、従来の誘導灯において、暗所視下では、眼の感度特性が暗所視の分光感度効率Ｖ’（λ）であるため、人が感じる発光体の明るさは、明所視の分光感度効率Ｖ（λ）を用いて算出される輝度よりも低下する。また、誘導灯は、停電時に発光時間を長くするために減光されることがあり、そのため、人が感じる明るさがさらに低下し、誘目性が低下する。

特開２００８−１７１２０４号公報

本発明は、上記問題を解決するものであり、発光する表示装置において、暗所視下における表示を明るく感じさせて誘目性を向上することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、青色光を発する光源及び青色光よりも長波長の光を発する光源を有する面状発光素子を備え、前記複数の光源から発せられる光が混色されて発光する表示装置であって、周囲の明るさを測定する明るさセンサと、前記明るさセンサによる測定結果に基づいて前記各々の光源の出力を制御する制御部と、をさらに備え、前記制御部は、前記明るさセンサによる測定結果が所定の値以下になったとき、前記複数の光源の総出力に対する青色光を発する前記光源の出力の割合を増加させるものである。

請求項１の発明によれば、周囲が暗くなると青色光を発する光源の出力の割合を増加させるようにしたので、表示装置から発せられる光の分光スペクトルが変化し、暗所視における感度効率が高まり、暗所視下における表示を明るく感じさせて誘目性を向上することができる。

本発明の第１の実施形態における表示装置のブロック構成図。同装置における面状発光素子の断面図。本発明の第２の実施形態における表示装置のブロック構成図。同装置における面状発光素子の断面図。本発明の第３の実施形態における表示装置のブロック構成図。光の波長に対する人の眼の感度特性を示す図。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る表示装置を図１及び図２を参照して説明する。これらの図において、本実施形態の表示装置１は、例えば誘導灯として用いられる発光部２を有する。発光部２は、面状発光素子３と、面状発光素子３を点灯させる点灯装置４とを有する。面状発光素子３は、青色光を発する光源３Ｂと、緑色光を発する光源３Ｇと、赤色光を発する光源３Ｒとを有する。青色光は青色を主成分とする光である。緑色光と赤色光は、それぞれ緑色、赤色を主成分とする光であり、青色光よりも長波長である。表示装置１は、光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒから発せられる光が混色された光、例えば白色光を発光する。また、表示装置１は、表示装置１の周囲の明るさを測定する明るさセンサ６と、明るさセンサ６による測定結果に基づいて各々の光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの出力を制御する制御部７とを有する。制御部７は、明るさセンサ６による測定結果が所定の値以下になったとき、複数の光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの総出力に対する青色光を発する光源３Ｂの出力の割合を増加させ、混色された光の分光スペクトルを変化させる。表示装置１は、商用電源から電力供給を受けており、商用電源の停電時に電力を供給するバッテリー８を有する。

面状発光素子３は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子であり、ガラス又は樹脂等から成る透明基板３１上に、光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒを有する。各々の光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒは、矩形、又は図２において紙面に直交する方向に長い帯状等に形成される。面状発光素子３は、光源３Ｂ、３Ｇ、及び３Ｒの組が複数組平面的に配置されて面状に発光する。

光源３Ｂは、透明基板３１上に、透明電極３２、発光層３３Ｂ、対向電極３４がこの順に積層されて成る。光源３Ｂは、その他の層、例えば、透明電極３２と発光層３３Ｂとの間に正孔輸送層、発光層３３Ｂと対向電極３４との間に電子供与性の金属から成る電子注入層を設けてもよい。透明電極３２は、例えばＩＴＯ（酸化インジウム錫）から成る陽極である。発光層３３Ｂは、青色光を発する発光材料、例えばＴＰＢ（テトラフェニルブタジエン）を有する。対向電極３４は、例えばアルミニウム等の金属から成る陰極である。透明電極３２と対向電極３４との間に電圧が印加されると、透明電極３２から発光層３３Ｂに正孔が供給され、対向電極３４から発光層３３Ｂに電子が供給される。その正孔と電子は、発光層３３Ｂ内で結合する。発光層３３Ｂは、この結合の際のエネルギーによって青色光を発する。発光層３３Ｂの発光は、透明基板３１を通して大気中に取り出される。

光源３Ｇ、３Ｒは、光源３Ｂと同様の構成を有し、発光層３３Ｇ、３３Ｒの材料が異なる。発光層３３Ｇは、緑色光を発する発光材料、例えばＩｒ（ｐｐｙ）_３（トリス（２‐フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ)）を有する。発光層３３Ｒは、赤色光を発する発光材料、例えばＩｒ（ｐｉｑ）（燐光性イリジウム錯体）を有する。

光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒを小さな矩形又は細い帯状に形成することにより、面状発光素子３の発光は、青色光、緑色光、赤色光が混色された色光となる。光拡散材料を透明基板３１に含有又は塗布等して混色を促進してもよい。なお、面状発光素子３は、有機ＥＬに限られず、例えば、複数の発光ダイオードを面状に配置することによって構成してもよい。

光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの各々の透明電極３２及び対向電極３４は、点灯装置４の出力側に接続される。点灯装置４は、例えば、ＰＷＭ（パルス幅変調）インバータを有し、各々の光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの出力を独立に変える（図１参照）。面状発光素子３から発せられる光の分光スペクトルは、光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒから発せられる光の分光スペクトルを重ね合わせたものになる。従って、光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの出力の割合を変えることにより、面状発光素子３から発せられる光の分光スペクトルが変化する。

明るさセンサ６は、光電素子を有し、表示装置１の周囲の明るさを測定し、測定結果を制御部７に伝達する。

制御部７は、マイクロコントローラ等を有し、発光部２、明るさセンサ６、商用電源及びバッテリー８と接続される。制御部７は、明るさセンサ６による測定結果に基づいて、発光部２の点灯状態、すなわち光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの出力を制御する。

制御部７は、商用電源を降圧及び整流して直流を出力する電源回路を有する。この電源回路は、制御部７とは別に設けてもよい。電源回路の出力に、負荷（発光部２、明るさセンサ６）とバッテリー８が並列に接続される。また、制御部７は、商用電源に停電が発生したことを検出するための不足電圧検出用の電圧センサと、時間経過を計測するためのタイマとを有する（図示せず）。

上記のように構成された表示装置１の動作について説明する。商用電源が正常なとき、発光部２、明るさセンサ６、及び制御部７は、商用電源から電力が供給される。バッテリー８は、商用電源によって充電状態が保たれる。

商用電源に停電が発生したとき、発光部２、明るさセンサ６、及び制御部７は、バッテリー８から電力が供給される。制御部７は、電圧センサによって停電を検出する。

制御部７は、停電を検出すると、各色の光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの出力を略同率に減少させる。このため、発光部２は、分光スペクトルが変わらずに減光する。発光部２の減光によってバッテリー８の消費電流が減少し、発光部２の発光可能時間が延びる。

明るさセンサ６は、表示装置１の周囲の明るさを測定する。周囲の明るさは、停電のため低下する。

明るさセンサ６による測定結果が所定の値、例えば１ｃｄ／ｍ^２以下になったとき、制御部７は、測定結果が所定の値以下となっている経過時間をタイマによって計測する。

周囲の明るさが所定の値以下となった状態が一定時間経過すると、人の眼は暗順応し、人は暗所視下にあると判断される。眼が暗順応したことにより、表示装置１のさらなる減光が可能となる。このため、制御部７は、計測している経過時間が一定時間（例えば３０分）に達したとき、発光部２をさらに減光させる。

このとき、眼の感度は、感度ピークが波長５５５ｎｍである明所視の感度特性から短波長側にシフトし、感度ピークが波長５０７ｎｍである暗所視の感度特性に変化している。制御部７は、発光部２を減光する際、光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの総出力に対する光源３Ｂの出力の割合（出力比）を、減光前より増加させる。このため、発光部２から発せられる光の分光スペクトルは、暗所視において感度効率の高い短波長側にシフトするように変化する。分光スペクトルは、眼の感度特性に対応して変化させることが望ましい。

このように、表示装置１は、周囲が暗くなると青色光を発する光源３Ｂの出力の割合を増加させるようにしたので、発光部２から発せられる光の分光スペクトルが変化し、暗所視における感度効率が高まり、暗所視下における表示を明るく感じさせて誘目性を向上することができる。表示装置１は、明所視の感度特性から計算される輝度を従来の表示装置よりも下げても、暗所視下における表示装置１の分光スペクトルを暗所視の眼の感度特性に合わせることにより、表示を明るく感じさせることができる。表示装置１を誘導灯に用いた場合、停電時において表示を明るく感じさせることができ、誘導灯の誘目性を向上することができる。

商用電源が停電から復帰すると、発光部２、明るさセンサ６、及び制御部７は、商用電源から電力が供給される。制御部７は、電圧センサによって商用電源の復帰を検出し、光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの出力を増加させて、発光部２の減光状態を終了する。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る表示装置を図３及び図４を参照して説明する。本実施形態の表示装置１は、第１の実施形態と同様の構成を有し、面状発光素子３の構成が異なる。図３に示されるように、面状発光素子３は、青色光を発する光源３Ｂと、黄色光を発する光源３Ｙとを有する。青色光は青色を主成分とする光である。黄色光は、黄色を主成分とする光であり、青色光よりも長波長である。表示装置１は、光源３Ｂ及び３Ｙから発せられる光が混色された光、例えば白色光を発光する。

面状発光素子３は、図４に示されるように、有機ＥＬ素子であり、透明基板３１上に、面状の光源３Ｂ、透明絶縁層３５、及び面状の光源３Ｙをこの順に有する。光源３Ｂは、透明基板３１上に、透明電極３２Ｂ、発光層３３Ｂ、透明な対向電極３４Ｂがこの順に積層されて成る。光源３Ｙは、透明絶縁層３５上に、透明電極３２Ｙ、発光層３３Ｙ、対向電極３４Ｙがこの順に積層されて成る。

透明電極３２Ｂ、３２Ｙは、ＩＴＯ等からなる陽極である。対向電極３４Ｂは、ＩＴＯ等から成る陰極である。対向電極３４Ｙは、金属から成る陰極である。透明絶縁層３５は、ポリイミド等から成り、対向電極３４Ｂと透明電極３２Ｙとの間を絶縁する。発光層３３Ｂ、発光層３３Ｙの材料は、例えば、それぞれ、青、黄の蛍光色素をＰＶＫ等から成るホストポリマーに分散したものである。発光層３３Ｂ、３３Ｙの発光は、透明基板３１を通して大気中に取り出される。

透明電極３２Ｂ、３２Ｙ、及び対向電極３４Ｂ、３４Ｙは、点灯装置４の出力側に接続される。点灯装置４は、各々の光源３Ｂ、３Ｙの出力を独立に変える（図３参照）。本実施形態の表示装置１の動作は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態の表示装置１は、第１の実施形態と同様の効果を奏する。また、青色光を発する光源３Ｂと、黄色光を発する光源３Ｙとを厚さ方向に重ねたので、光源３Ｂ、３Ｙの面積が大きくても青色光と黄色光が良好に混色される。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る表示装置を図５を参照して説明する。本実施形態の表示装置１は、第１の実施形態と同様の構成を有し、面状発光素子３に光源３Ｓをさらに設けた。光源３Ｓは、光色の主成分が波長５０７ｎｍ近傍の青緑色となる分光スペクトルを有する。光源３Ｓの分光スペクトルと暗所視の分光感度効率Ｖ’（λ）を積算した積算値が、光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒ各々の同様の積算値よりも高くなるように、光源３Ｓを構成してもよい。光源３Ｓの分光スペクトルは、暗所視の眼の感度特性に最適化することが望ましい。光源３Ｓは、発光層に、例えば、青色光を発する発光材料であるＴＰＢと緑色光を発する発光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３とを含有し、ＴＰＢとＩｒ（ｐｐｙ）_３の調合比率によって分光スペクトルが調整される。

上記のように構成された表示装置１の動作について、第１の実施形態との相違点を説明する。商用電源が正常なとき、光源３Ｓは消灯している。商用電源に停電が発生した後、明るさセンサ６の測定結果が所定の値以下である状態が一定時間（例えば３０分）に達したとき、制御部７は、光源３Ｂ、３Ｇ、３Ｒを消灯させ、光源３Ｓを点灯させる。

このように、本実施形態の表示装置１は、暗視下において暗所視下用の光源Ｓのみを点灯するので、第１の実施形態よりもさらに少ないエネルギーで暗所視下における表示を明るく感じさせることができる。このため、発光部２の発光可能時間がさらに延びる。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、面状発光素子は、青色光を発する有機ＥＬと、緑色光を発する有機ＥＬと、赤色光を発する有機ＥＬとを透明絶縁層を介して厚さ方向に重ねたものであってもよい。

１表示装置
３面状発光素子
３Ｂ、３Ｂ光源（青色光を発する光源）
３Ｇ、３Ｒ、３Ｙ光源（青色光よりも長波長の光を発する光源）
３Ｓ光源
６明るさセンサ
７制御部

Claims

青色光を発する光源及び青色光よりも長波長の光を発する光源を有する面状発光素子を備え、前記複数の光源から発せられる光が混色されて発光する表示装置であって、
周囲の明るさを測定する明るさセンサと、
前記明るさセンサによる測定結果に基づいて前記各々の光源の出力を制御する制御部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記明るさセンサによる測定結果が所定の値以下になったとき、前記複数の光源の総出力に対する青色光を発する前記光源の出力の割合を増加させることを特徴とする表示装置。