JP3680395B2 - Planar light emitting device and driving method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は電池電源によって発光させる液晶ディスプレイのバックライト、照光式操作スイッチなどに使用される面状発光装置及びその駆動方法に係り、特に電池電源残量によって駆動される面状光源を制御する面状発光装置及びその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日、電池電源である二次電池等を用いたノート型パソコン、電子手帳、携帯電話等の携帯電子機器が急速に普及している。これに伴って携帯電子機器を長時間駆動させる方法や二次電池等の電源残量を表示する表示装置等に対する社会の要求がますます高まりを見せている。特に、ノート型パソコン等では使用するハード機器の使用状況や二次電池の充電状態によって蓄電残量が大幅に異なる。また、使用するノート型パソコンに搭載されるハード機器が年々増える傾向があるため顕著になっている。電池容量が少ないまま使用すると使用途中のデータが消えてしまう場合があるなどの問題点が生じる。したがって、電源残量である蓄電残量を常に表示し警告する、あるいは電池の残量に応じて警告音を鳴らすなどして使用を制限させるようになっていた。しかしながら、上記警告方法等はのこり少なくなった電源残量時において少ないながらも電池電力を消費している。そのため蓄電残量を加速度的に減らしてしまうという問題を有する。また、蓄電残量が不明になるため警告音を途中で消去することもできないなどの問題がある。
【0003】
一方、携帯電子機器の表示画面は最も消費電力の多いものの一つであるバックライト用の面状光源により発光させてある。この様なバックライト用光源としサイドライト方式を利用した冷陰極管が挙げられる。冷陰極管を利用したバックライト用光源はカラー液晶等に使用できる比較的明るい面状光源として利用されている。しかしながら使用する冷陰極管である蛍光管の外形が小さいもので4〜8mmと大きく装置構造が大型化する。また、寿命が短く、昇圧回路や安定化回路等を必要とし駆動回路が複雑化、大型化し消費電力が大きいという問題点を有する。また、簡単に均一性良く発光輝度を変更させることが出来ないという問題を有していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本願発明は上述の問題を解決し電池電源の電源残量が少ない場合において加速度的に電池の電力を消費させることとを抑制すると共に電源残量を表示可能な面状発光装置及びその駆動方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、電池電源と、該電池電源からの電力を用いて2以上の発光波長を発光する発光素子と、該発光素子と光学的に接続され少なくとも一主面上に反射材が設けられた導光板と、を有する面状発光装置において、前記電池電源の電源残量を検出する検出手段と、前記検知された電源残量を所定量と比較し所定以下を判断する比較手段と、所定以下時に前記発光素子への電力供給を発光波長ごとに低減或いは停止する制御手段と、を有する面状発光装置である。また、前記2以上の発光波長を発光する発光素子は、発光波長ごとに複数設けられ少なくとも450〜490nmの発光波長を有する半導体、495nm〜530nmの発光波長を有する半導体及び610nm〜700nmの発光波長を有する半導体をそれぞれ有する面状発光装置である。さらに、前記面状発光装置上に液晶装置を有する面状発光装置であり、前記液晶装置上にカラーフィルターを有する面状発光装置でもある。
【0006】
更に又、本願発明は電池電源からの電力によって2以上の発光波長を有する発光素子により導光板を介して発光させる面状発光装置の駆動方法において、電池電源の電源残量を検出する検出工程と、前記検出工程によって検知された値と予め記憶された所定値とを比較し所定以下の場合に信号を出力する比較工程と、前記信号に基づいて発光素子への電力を発光波長ごとに制御する制御工程と、を有する面状発光装置の駆動方法である。
【0007】
【効果】
請求項1の構成とすることによって、電源残量が少ない場合においても加速度的に電池電源の電力を消費することなく電池使用状態である電源残量を示すことができる。
請求項2の構成とすることによって、フルカラー表示可能な面状発光装置とすることができる。
請求項3の構成とすることによって、電源残量が少ない場合においても消費電力を抑えた液晶ディスプレイ用として利用できる面状発光装置とすることができる。
請求項4の構成とすることによって、フルカラー表示可能な液晶表示装置を利用した面状発光装置とすることができる。
請求項5の駆動方法とすることによって、電源残量が少ない場合においても加速度的に電池使用を増大させることなく電源残量を示すことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本願発明者は電池電源の電源残量をバックライト等に使用されている発光波長が異なる発光素子を利用し表示することによって、少なくなった電池電源の残量を加速度的に消費されることを防止することができることを見いだした。
【0009】
以下、図面を用いて本願発明を詳述する。図1は本願発明の基本的構成を示すブロック図であり、作動動作を図2に記載したフローチャートで示してある。図1において電池電源101の電源残量を電圧及び/または電流値から検出し記憶されている所望の値と比較する。比較された電源残量である電池容量が予め記憶設定された一定値以下(未満)の場合、比較手段103から電源残量が少ないとして警告パルスを出力する。出力された警告パルスは制御手段104内に導入され警告パルスに応じて、面状光源を発光させるLEDの電力量をLEDの発光波長ごとに制御し減灯或いは消灯させている。したがって、通常使用するディスプレイ105である白色面状光源の消費電力を抑制するように制御する。
【0010】
具体的に説明するとR(赤)、G(緑)、B(青)の発光波長を個々に発光するLED402をそれぞれ反射板403を有する導光板401の端部に設ける。RGBのLEDをそれぞれ発光させることによって白色発光可能な面状光源をバックライト光源として利用する。バックライト光源は、電子機器の駆動と共にリチウムイオン、ニッケル水素等の電池電源から電力を供給されている。この様な電池電源の残量が十分な場合は、各発光色のLEDをそれぞれ点灯させることによって白色光を発光し導光板を介して面状に発光可能な白色面状光源とさせてある。この面状光源であるバックライト光源上には例えば液晶装置、カラーフィルターなどが設けられバックライト光源から発光された白色光を利用して各種データ等を表示画面上にカラー表示してある。
【0011】
電子機器を使用中に電池電源101の端子間に接続された電流計及び/又は電圧計を利用した検出手段102によって電源残量を検出する。検出された電源残量が例えば二次電池フル充電時の十分の一以下となった場合には蓄電残量が少ないと判断し比較手段103から警告パルスを出す。警告パルスが入力された制御手段104は、RGBを全て発光させた白色面状光源から青色を発光するLEDを消灯させ、緑、赤色のLEDのみを発光させる。これによって白色面状光源から橙色に発光する面状光源へと変色させることができる。したがって、青色LEDを消灯させることによって消費電力を減少させると共に面状光源の光源色を白色から橙色に変更させ視認者などに蓄電残量の警告を示すことができる。
【0012】
同様に、検知された電源残量が例えばフル充電時の二十分の一以下となった場合には蓄電残量が極めて少ないと判断し比較手段103から更に警告パルスを出す。警告パルスが入力された制御手段104は、RGを発光させ橙色に発光している面状光源から緑色を発光するLEDを消灯させる。その結果、赤色のLEDのみが発光することになり橙色面状光源から赤色に発光する面状光源へと変色させることができる。したがって、極めて電源残量が少ない場合においても視認者などに警告を発しつつ電池電源の消費電力を低下させ電子機器の使用を延長させることができる。
【0013】
以下本願の構成部材について詳述する。
(電池電源101)
本願発明に用いられる電池電源101とは、電子機器の駆動及び表示用バックライトとして使用されるディスプレイ105等の電源として使用される。電池電源101としては一次電池や二次電池で種種のものが用いられるが携帯用電子機器を利用する場合は繰り返し使用できる二次電池を用いることが好ましい。この様な二次電池としては、リチウムイオン電池、リチウム電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等が挙げられる。
【0014】
なお、本願に用いられる電池電源101の電源残量とは、一次電池の場合は電池が電子機器等に使用可能な電力量の電池残量をいい、二次電池の場合は充電され電子機器等に使用可能な電力量の蓄電残量を言う。
【0015】
(検出手段102)
本願発明に用いられる検出手段102は、比較手段103で使用する基礎データとするために電池電源101の電源残量を検出するものである。電池電源101の電源残量は常時検出しても良いし、一定時間ごとに検出しても良い。このような電池電源101の電源残量は電流計及び/又は電圧計等を用いて検出することができる。
【0016】
(比較手段103)
本願発明に用いられる比較手段103としては、検出手段102によって検出された電源残量値と予め記憶させている所定値と、を比較し所定値以下であれば面状光源の電力を制御する制御手段104に信号を発するものである。所定値は、使用機器、電池や電池使用状態などによって所望に決めることができる。警告音をスピーカやブザー等によって発し電源残量が少ない場合において新たに電力を消費する従来のもののみとは異なるため所定値を比較的低くすることができる。具体的には使用機器、使用電池電源等によって決められるが好ましくはフル充電時の10%を所定値とすることができ、より好ましくは5%とすることができる。また、本願発明に用いられる所定値は、段階的に複数設定することができる。具体的には、面状発光装置を構成する発光波長の異なるLEDが2種類の場合は所定値を1つとし所定値以下になると1種類の発光波長を有するLEDを消灯させる。面状発光装置を構成する発光波長の異なるLEDが3種類の場合は所定値を2つとし、第1の所定値以下になると1種類のLEDの発光を停止させる。さらに、電池電源が消費され第2の所定値以下になるともう1種類のLEDの発光を停止させる。なお、発光素子の数が少ない或いは発光素子の発光出力が低い場合は、発光波長ごとにLEDの発光を停止させると表示輝度が大幅に低下する。従って、発光波長ごとに発光素子への電力を完全に停止するのではなく、発光波長ごとに発光素子への電力を減少させ表示色を変化させることも可能である。さらに、前段階の消費電力を越えない限り発光波長ごとに供給電力を停止すると同時に消灯させていない残った発光素子への電力量を増やし大幅な輝度低下を緩和させても良い。また、減灯或いは消灯はRGBの三色が発光可能な発光素子を利用した場合、B(青色),G(緑色),R(赤色)の順に消灯或いは減灯させることが好ましい。これは人間の視覚の関係上RG即ち赤色、緑色よりもBである青色を先に消灯或いは減灯させた方が輝度の低下がわかりにくい。また同様にRよりもBを先に消灯或いは減灯させた方が輝度の低下がわかりにくいためである。特に、B,G,Rの順に消灯すると共に前段階の全消費電力以下で発光輝度を向上させると視覚的に警告感が高まるためより好ましい。
【0017】
また、比較手段は電子機器を商用電力などの外部電源に電子機器を接続させた場合、検知手段からの信号が記憶された所望値と比較して電源残量が少ないことを示していても消費電力を十分満たす電力があるとして白色発光させるよう制御手段を用いて面状光源を制御させことができる。
【0018】
上述の所定値は電子機器や電池電源に応じて所望に選定しROM,RAM等に記憶させておけば良い。また、検出値と所定値との比較判断は、CPUを用いた回路やコンパレータICを使用した回路によって構成することができる。また、液晶装置など電子機器を構成させる他の駆動回路と比較手段を構成する回路と、を駆動装置406として1つの基板上に構成し簡略化できる。
【0019】
(制御手段104)
本願発明に使用される制御手段104としては、比較手段103からの信号に基づいて電池電源101から面状光源に供給される電力を発光波長ごとに停止或いは減少させるためのものである。発光素子402への電力供給が一定電力により供給されている場合は、発光素子への電流及び/電圧を低下或いは停止することによって制御する。また、発光素子への電力供給をパルスによって行っている場合はパルス間隔を大きくする或いは停止することによって制御できる。具体的にはトランジスターやリレー等を用いて構成することができる。
【0020】
(外部電源301)
本願発明の外部電源301は、電池電源と組み合わせて面状光源等を駆動させる。この様な本願発明の他の一例を図3に示す。外部電源301としては、太陽電池や商用電力をインバータを介して利用したものなどが挙げられる。電子機器使用中、商用電力などの外部電源に電子機器を接続させた場合は電源残量が少なくとも白色面状光源とすることができるよう制御手段を用いて制御させることが望ましい。即ち、これらの外部電源301が接続された場合、外部電源だけで消費電力を十分満たしている限り外部電源301で全ての発光素子401を発光させた状態で面状光源を使用する。一方、外部電源または外部電源と電池電源を用いても消費電力を十分充たしていない場合は本願発明が有効に働くこととなる。したがって、電池電源と外部電源とを並列接続させた後に検出手段によって検出するよう構成させてもよい。
【0021】
(導光板401)
本願発明に用いられる導光板401としては、発光素子402からの光を効率よく導き面状にさせるものであり透過率、耐熱性に優れ均一に形成できることが求められる。また、導光板401の形状は所望に応じて長方形や多角形等種種の形状とすることができる。具体的な構成材料としては、アクリル樹脂、硝子、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。導光板401の厚みは、板厚が厚いほど光の利用効率が高くなるが発光素子402の配置や種類等から10mm以下が好ましい。導光板401の端面に発光素子402が埋設されることにより、導光板401と発光素子402とが光学的に接続されている。また、導光板が四角形であれば四方の端面全てに発光素子を接続してもよいことはいうまでもなく、発光素子であるLEDの個数も限定するものではない。また、導光板上に拡散膜を設けることによって導光板からの光を均一にさせることができる。さらに、RGBの3色を発光する発光素子を利用した場合は、拡散膜中に白色顔料を含有させて白色表示可能な多色面状発光装置とする。なお、白色顔料を発光素子からの距離に反比例させて含有させ濃淡をつけた拡散膜を用いた場合、さらに均一性が向上した白色表示可能な多色面状発光装置とすることもできる。また、発光素子が設けられた導光板端部には反射材と導光板を介して部分的に反射層を設けても良い。反射層は多色発光可能な発光素子からの発光や反射材を介して反射された光を再び反射材側に反射させて個々の発光色を混合せしめ混色性を高めるものである。発光素子から放出される発光に対して95%以上の反射率を有するものが好ましく、より好ましくは98%以上のものである。また、導光板上に設けられることからその上に設けられる液晶装置などとの配置を考慮して好ましくは3mm以下、より好ましくは1mm以下の膜厚が好ましい。
【0022】
反射層は混色性を向上させる一方、面状光源の発光面側に設けられるものであることから大きくさせすぎると面発光光源の面積率が低下する。したがって、発光素子や導光板等によって種種異なるが好ましくは導光板端部から15mm以下が好ましい。
【0023】
上記反射率を満たす反射層の材料としてポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂等の樹脂中に反射材としてチタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、燐酸カルシウム等を含有させて形成させたフィルム状部材が挙げられる。また、Al、Ag、Cu等の金属膜を導光板上にメッキ、スパッタリングにより形成させても良い。また、反射層の表面は更なる混色性向上のために凹凸を設けて多色発光可能な発光素子からの発光を散乱させる構成としても良く、反射性と散乱性向上のために多層構成とすることも可能である。具体的には散乱性向上のためのガラス不織布上に金属コートしたものなどが挙げられる。これら反射層はシリコン樹脂やエポキシ樹脂等によって導光板に装着される。
【0024】
なお本発明において、発光素子と導光板とが光学的に接続されているとは、導光板の端部から発光素子が発光する光を導入することをいう。具体的には発光素子を導光板に埋設することはもちろんのこと、発光素子を光透過性樹脂などにより接着したり、光ファイバー等を用いて導光板の端面に発光素子の発光を導くことである。
【0025】
(発光素子402)
本願発明に用いられる発光素子402は、二以上の発光波長の異なる半導体を利用して面状光源を発光させるものである。この様な発光素子としては、液相成長法やMOCVD法等により基板上にGaAlN、ZnS、ZnSe、SiC、GaP、GaAlAs、AlInGaP、InGaN、GaN、AlInGaN等の半導体を発光層として形成させた物が用いられる。半導体の構造としては、MIS接合やPN接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種種選択することができる。
【0026】
発光素子は、異なる複数の発光層を一つの半導体上に形成させ複数の発光波長を発光可能な発光素子とすることができる。また、発光波長の異なる複数のLEDチップをそれぞれ共通支持体上に配置させることによって2以上の発光波長を有する発光素子とすることもできる。具体的にはRGBを発光するLEDチップを共通基体上に配して複数の発光波長が発光可能な発光素子とすることができる。
【0027】
LEDの発光波長の発光出力は、面状発光体の面積や材料等にもよるが200μW以上、更に好ましくは300μW以上の出力が好ましい。LEDの発光出力が200μWよりも少ないと、たとえ導光板の端面に光学的に接続するLEDの数を増やしても、充分な明るさの均一な面状発光の光源が得られにくい傾向にあるからである。
【0028】
面状光源の輝度を向上させるための具体的な材料として緑色及び青色を発光する半導体は窒化ガリウム系化合物半導体を用いることが好ましく、また、赤色ではガリウム,アルミニウム,砒素系の半導体やアルミニウム,インジュウム,ガリウム,燐系の半導体を用いることが好ましい。また、波長の異なるLEDチップは、所望によって複数用いることができ、波長ごとに同数とする必要はない。例えば青色を2個、緑色及び赤色をそれぞれ1個ずつとすることが出来る。また、発光波長は必ずしも青色、緑色、赤色に限られる物ではなく、所望に応じて黄色などが発光できるように半導体のバンドギャプを調節すれば良い。具体的な例としては、青緑色LEDチップに挟まれた黄色LEDチップを用いて白色光を発光させることが出来る。なお、多色発光可能な面状発光装置の発光素子として利用するためにはR(赤色)の発光波長が610nmから700nm、G(緑色)が495nmから560nm、B(青色)の発光波長が450nmから490nmであることが好ましい。
【0029】
発光素子は導光板端部に直接樹脂などで接着させても良いし、支持体を用いて導光板と接続させることもできる。支持体は導光板端面と隙間なく配すことができ発光素子の各LEDチップを嵌入しうる溝が形成されるものが好ましい。具体的には加熱溶着で形成できる材料であるとして、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル、ウレタン、塩化ビニル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。さらに、支持体は導光板の端面支持体に向かう光を効率よく反射して、導光板に入射させるために白色に着色していることが好ましい。また、多色発光可能な発光素子ではLEDからの発熱量が多くなるため熱伝導部材を介して共通支持体上に発光素子を配しても良い。熱伝導部材としては熱伝導度がよいことが求められる。具体的には、0.01cal/cm2/cm/℃以上が好ましくより好ましくは 0.5cal/cm2/cm/℃以上である。これらの条件を満たす材料としては、鉄、銅、アルミニウム、鉄入り銅、錫入り銅、メタライズパターン付きセラミック等が挙げられる。
【0030】
(反射材403)
本願発明に用いられる反射材403は、導光板401下側と側面等に配置し導光板内部を反射しながら進んできた光を無駄なく発光面方向に反射させる働きをする。従って、発光素子402からの光を導光板内に散乱させるものであればよく形状や大きさは特定されず、導光板を保持するケース状部材と兼用することや導光板の面上に加工することもできる。また、面状光源を均一に発光させるためには反射材をストライプ状とし、表面輝度が一定となるように、発光素子に接近するにつれて、単位面積あたりの反射材の面積を減じるようなパターンとすることができる。さらに、発光素子の配置により、発光を面状均一とするように反射材の形状を適宜変更することができる。
【0031】
この様な反射材として白色顔料が含有された発砲ポリエステル等をフィルム状に加工したものが挙げられる。これら反射材はシリコン樹脂やエポキシ樹脂等によって導光板に装着することができる。
【0032】
(液晶装置404)
本願発明に用いられる液晶装置404とは、発光素子からの光をバックライト光源としてできるものであれば良く、様々な液晶分子を透明電極が形成された透光性のガラス基板やフィルム等の間に封入され電気的に接続されたものが用いられる。本願発明は電源残量に応じてバックライト光源の消費電力を低下させるものであるため透過効率の良い液晶装置404が好ましい。具体的にはTFT(thin film transistor)を利用した液晶装置404が好ましい。なお、面状発光装置の液晶装置と面状光源を合わせてディスプレイ105が表示できる。
【0033】
(カラーフィルター405)
本願発明に用いられるカラーフィルター405としては、RGBの発光色をフィルターを通してそれぞれ表示するものであり液晶装置404上に設けることによってカラー表示装置とすることができる。具体的にはRGBに応じて顔料を塗布することによって形成することができる。
以下、本願発明の具体的実施例を説明するが本願発明はこれら実施例のみに限定されるものでないことは言うまでもない。
【0034】
【実施例】
[実施例1]
白色反射部材であるチタン酸バリウムをアクリル系バインダー中に分散したものを厚さ2mmのアクリル板の片面にスクリーン印刷し硬化させることによって裏面反射材を形成した。次に、裏面反射材が形成されたアクリル板を10×3cmの長方形に切断し、アクリル板の端面(切断面)を全て研磨した後、発光素子が光学的に接続される端面を除いて研磨面にAlの側面反射材を形成することにより、反射材が形成された導光板を得た。
【0035】
一方、面状光源に用いられる発光素子の各LEDチップは、緑色、青色及び赤色の発光層の半導体としてそれぞれInGaN(発光波長525nm)、InGaN(発光波長470nm)、GaAlAs(発光波長660nm)を使用して構成させた。
【0036】
具体的には、赤色を発光するLEDチップ用の半導体ウエハーは、温度差液晶成長法で連続的にP型ガリウム砒素基板上にP型GaAlAsを成長し、その上にN型GaAlAsを成長し、発光領域であるP型GaAlAsを形成させる。青色及び緑色を発光する半導体ウエハーは、厚さ400μmのサファイヤ基板上にN型及びP型窒化ガリウム化合物半導体をMOCVD成長法でそれぞれ5μm、1μm堆積させヘテロ構造のPN接合を形成したものである。なお、P型窒化ガリウム半導体は、P型ドーパントであるMgをドープした後アニールして形成させる。
【0037】
こうしてできたウエハーをそれぞれ350μ角にしRGBのLEDチップを1画素の発光素子として共通の支持体上にAgペーストを用いて固定させた後、電気的接続を行った。支持体は、導光板の端面の大きさに合わせて直方体に形成され一画素の発光素子がそれぞれ配置できるよう3箇所穴が設けられてある。導光板と支持体とを透光性樹脂を用いて光学的に接続させた後、発光素子が設けられた導光板端面上に発光面を一部覆う形で反射層を配置した。反射層はポリカーボネート樹脂100g中にチタン酸バリウム60g含有させることによって反射率99%を得た。導光板上には電池電源で駆動するTFT液晶装置とカラーフィルターが配置するよう構成されている。
【0038】
こうしてできた面状光源と電池電源であるリチウムイオン電池間にトランジスターを用いて赤色、緑色、青色を発光するLEDの発光を発光色ごとに制御する制御手段が電気的に接続されている。一方、リチウムイオン電池の出力端子には電流計及び電圧計が接続されそのデータが比較手段に流れるよう構成してある。比較手段にはCPUとしてZ80を使用しメモリICにリチウムイオン電池がフル充電の時の10%の電力値が第1の所定値として記憶され、リチウムイオン電池のフル充電の時の5%の電力値が第2の所定値として記憶されている。CPUは、リチウムイオン電池の蓄電残量が第1の所定値以下となった時に青色LEDに流れる電力を停止するよう制御手段と電気的に接続させている。また、リチウムイオン電池の電池残量が第2の所定値以下となったときにはさらに緑色LEDも消灯するようしてある。
【0039】
この様にして形成された面状発光装置を十分充電させた電池電源で発光させたところ完全に面状均一な白色発光が得られた。輝度は約81cd/m2であった。この状態で3時間経過後、面状光源が自動的に白色から黄色に変色した。この時の電池電源の蓄電残量を電池電源に接続させた電流計及び電圧計から測定した。電池電源の蓄電残量はフル充電時の約10%であり消費電力が約20%低下していた。輝度は約70cd/m2であった。さらに13分経過後、面状発光装置が自動的に黄色から赤色に変色した。同様に蓄電残量を測定した結果約5%であり輝度は31cd/m2であった。23分後に輝度が大幅に低下したため使用不能になった。
【0040】
[比較例1]
制御手段によって面状発光装置のLEDを消灯させない以外は実施例1と全く同様にして面状発光装置を駆動させた。実施例1と同様の輝度あった。この状態で3時間経過後の電池電源の蓄電残量を電池電源に接続させた電流計及び電圧計から測定した。電池電源の蓄電残量は実施例1と同様約10%であった。輝度は約82cd/m2であった。16分経過後に輝度が大幅に低下したため使用不能になった。
【0041】
[実施例2]
赤、緑、青色の3色を発光する発光素子から黄、青色の2色を発光する発光素子に変更する以外は実施例1と同様の面状発光装置の構成とする。但し、検出手段により電池電力の蓄電残量が10%以下に低下したことを検出後、比較手段によって青色の発光素子を消灯させる一方、黄色の発光素子は50%輝度が向上するよう比較手段を構成してある。さらに、外部電源としてインバータを介して商用電力と電池電源とが電気的に接続された場合は、電池電源の蓄電残量に係わらず外部電源で駆動するよう構成してある。この構成によって輝度低下、消費電力の増加を防ぎつつ蓄電残量を表示することができる。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の面状発光装置は、電源残量が少ない場合においても加速度的に電池電力を消費することなく電池使用状態である電源残量を示すことができる。また、フルカラー表示可能な面状発光装置とすることができる。電源残量が少ない場合においても消費電力を抑えた液晶表示装置用として利用できる面状発光装置とすることができる。さらに、フルカラー表示可能な液晶表示装置を利用した面状発光装置とすることができる。
本発明の面状発光装置は、バックライト用光源としてだけでなく、照光式操作スイッチ等に利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明の面状発光装置の一例を示したブロック図である。
【図2】 本願発明の面状発光装置の駆動を示したフローチャート図である。
【図3】 本願発明の他の面状発光装置の一例を示したブロック図である。
【図4】 本願発明の面状発光装置の模式的断面図である。
【符号の説明】
101・・・・・電池電源
102・・・・・検出手段
103・・・・・比較手段
104・・・・・制御手段
105・・・・・ディスプレイ
301・・・・・外部電源
401・・・・・導光板
402・・・・・LED
403・・・・・反射材
404・・・・・液晶装置
405・・・・・カラーフィルター
406・・・・・駆動装置
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a surface light-emitting device used for a backlight of a liquid crystal display, an illumination operation switch, and the like that emit light by a battery power source and a driving method thereof, and more particularly, a surface for controlling a surface light source driven by a remaining battery power. The present invention relates to a light emitting device and a driving method thereof.
[0002]
[Prior art]
Today, portable electronic devices such as notebook computers, electronic notebooks, and mobile phones using secondary batteries that are battery power sources are rapidly spreading. Along with this, there is an increasing demand for society for a method for driving a portable electronic device for a long time and a display device for displaying the remaining power of a secondary battery or the like. In particular, in a notebook computer or the like, the remaining amount of power storage varies greatly depending on the usage status of the hardware device used and the state of charge of the secondary battery. In addition, hardware devices mounted on notebook computers to be used tend to increase year by year. If the battery capacity is low, data in use may be lost. Therefore, the power storage remaining amount that is the remaining amount of power is always displayed and warned, or the use is restricted by sounding a warning sound according to the remaining amount of the battery. However, the above warning method and the like consume battery power although the amount of remaining power is low. For this reason, there is a problem that the remaining amount of power storage is accelerated. In addition, there is a problem that the warning sound cannot be erased midway because the remaining amount of power storage is unknown.
[0003]
On the other hand, the display screen of the portable electronic device is caused to emit light by a planar light source for backlight, which is one of the most power consuming ones. Examples of such a light source for backlight include a cold cathode tube using a side light system. A light source for a backlight using a cold cathode tube is used as a relatively bright planar light source that can be used for a color liquid crystal or the like. However, the fluorescent tube which is a cold cathode tube to be used has a small outer shape, and the apparatus structure is greatly increased to 4 to 8 mm. In addition, there is a problem in that the lifetime is short, a booster circuit, a stabilization circuit, and the like are required, and the drive circuit is complicated and large in size and consumes a large amount of power. In addition, there has been a problem that the light emission luminance cannot be easily changed with good uniformity.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the present invention solves the above-described problem, suppresses the battery power from being consumed at an accelerated rate when the remaining amount of power of the battery power source is low, and a planar light emitting device capable of displaying the remaining power source and its driving It is to provide a method.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a battery power source, a light emitting element that emits two or more emission wavelengths using electric power from the battery power source, and a reflector that is optically connected to the light emitting element and provided on at least one main surface. In a planar light emitting device having a light guide plate, a detection unit that detects a remaining amount of power of the battery power source, a comparison unit that compares the detected remaining amount of power with a predetermined amount and determines a predetermined level or less, and a predetermined level or less A planar light emitting device having control means for reducing or stopping power supply to the light emitting element for each emission wavelength. A plurality of light emitting elements that emit two or more emission wavelengths are provided for each emission wavelength, a semiconductor having an emission wavelength of at least 450 to 490 nm, a semiconductor having an emission wavelength of 495 nm to 530 nm, and an emission wavelength of 610 nm to 700 nm. Each of the planar light emitting devices has a semiconductor having the same. Furthermore, it is a planar light emitting device having a liquid crystal device on the planar light emitting device, and is also a planar light emitting device having a color filter on the liquid crystal device.
[0006]
Furthermore, the present invention provides a detection method for detecting the remaining power of a battery power source in a driving method of a planar light emitting device that emits light through a light guide plate with a light emitting element having two or more emission wavelengths by electric power from the battery power source. A comparison step of comparing a value detected by the detection step with a predetermined value stored in advance and outputting a signal when the value is less than or equal to a predetermined value; and controlling power to the light emitting element for each emission wavelength based on the signal A planar light emitting device having a control step.
[0007]
【effect】
According to the configuration of the first aspect, even when the remaining amount of power is small, the remaining amount of power in the battery usage state can be shown without consuming the power of the battery power at an accelerated rate.
With the configuration of claim 2, a planar light emitting device capable of full color display can be obtained.
With the configuration of claim 3, it is possible to provide a planar light emitting device that can be used for a liquid crystal display with reduced power consumption even when the remaining amount of power is low.
With the configuration of the fourth aspect, a planar light emitting device using a liquid crystal display device capable of full color display can be obtained.
According to the driving method of the fifth aspect, even when the remaining amount of power is low, the remaining amount of power can be indicated without increasing battery usage at an accelerated rate.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The inventor of the present application displays the remaining amount of battery power by accelerating consumption by displaying the remaining amount of battery power using a light emitting element having a different emission wavelength used in a backlight or the like. I found that it can be prevented.
[0009]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention, and the operation is shown in the flowchart shown in FIG. In FIG. 1, the remaining power of the battery power supply 101 is detected from the voltage and / or current value and compared with a desired value stored. If the compared battery capacity, which is the remaining power level, is less than or equal to a predetermined value stored in advance (less than), a warning pulse is output from the comparing means 103 as the remaining power level is low. The outputted warning pulse is introduced into the control means 104, and the amount of power of the LED for emitting the planar light source is controlled for each emission wavelength of the LED in accordance with the warning pulse to reduce or turn off the light. Therefore, control is performed so as to suppress the power consumption of the white planar light source that is the display 105 that is normally used.
[0010]
More specifically, LEDs 402 that individually emit light emission wavelengths of R (red), G (green), and B (blue) are provided at end portions of the light guide plate 401 having the reflection plate 403, respectively. A planar light source capable of emitting white light by causing each of the RGB LEDs to emit light is used as a backlight light source. The backlight light source is supplied with electric power from a battery power source such as lithium ion or nickel metal hydride as the electronic device is driven. When the remaining amount of the battery power source is sufficient, each of the light emitting LEDs is turned on to emit white light, and a white planar light source that can emit light in a planar manner through the light guide plate. For example, a liquid crystal device, a color filter, and the like are provided on the backlight light source, which is a planar light source, and various data and the like are displayed in color on the display screen using white light emitted from the backlight light source.
[0011]
The remaining amount of power is detected by the detection means 102 using an ammeter and / or a voltmeter connected between terminals of the battery power supply 101 while using the electronic device. If the detected remaining power level is, for example, one tenth or less when the secondary battery is fully charged, it is determined that the remaining power level is low and a warning pulse is issued from the comparison means 103. The control means 104 to which the warning pulse has been input turns off the LED emitting blue light from the white planar light source that has emitted all of RGB, and emits only the green and red LEDs. Thereby, the color can be changed from a white planar light source to a planar light source emitting orange light. Therefore, by turning off the blue LED, the power consumption can be reduced and the light source color of the planar light source can be changed from white to orange to show a warning of the remaining amount of electricity to the viewer.
[0012]
Similarly, when the detected remaining power level is, for example, less than one-twentieth or less at the time of full charge, it is determined that the remaining power level is extremely small, and a further warning pulse is issued from the comparison unit 103. The control means 104 to which the warning pulse is input turns off the LED that emits green light from the planar light source that emits RG and emits orange light. As a result, only the red LED emits light, and the color can be changed from an orange planar light source to a planar light source emitting red light. Therefore, even when the remaining amount of power is extremely low, it is possible to reduce the power consumption of the battery power supply and to extend the use of the electronic device while issuing a warning to a viewer or the like.
[0013]
The constituent members of the present application will be described in detail below.
(Battery power supply 101)
The battery power source 101 used in the present invention is used as a power source for a display 105 or the like used as a backlight for driving and displaying electronic equipment. As the battery power source 101, various types of primary batteries and secondary batteries are used. However, when a portable electronic device is used, it is preferable to use a secondary battery that can be used repeatedly. Examples of such secondary batteries include lithium ion batteries, lithium batteries, nickel metal hydride batteries, nickel cadmium batteries, and the like.
[0014]
The remaining amount of power of the battery power source 101 used in the present application means the remaining amount of battery power that can be used for an electronic device or the like in the case of a primary battery, and is charged in an electronic device or the like in the case of a secondary battery. This means the remaining amount of power that can be used.
[0015]
(Detecting means 102)
The detection means 102 used in the present invention detects the remaining power of the battery power supply 101 in order to use it as basic data used in the comparison means 103. The remaining amount of power of the battery power source 101 may be detected at all times or may be detected at regular intervals. The remaining amount of power of the battery power source 101 can be detected using an ammeter and / or a voltmeter.
[0016]
(Comparison means 103)
As the comparison means 103 used in the present invention, a control for controlling the power of the planar light source if the remaining amount of power detected by the detection means 102 is compared with a predetermined value stored in advance and if it is less than the predetermined value. A signal is sent to the means 104. The predetermined value can be determined as desired according to the device used, the battery, the battery usage state, and the like. When a warning sound is emitted by a speaker, a buzzer, or the like and the remaining amount of power is low, the predetermined value can be made relatively low because it is different from the conventional one that consumes new power. Specifically, it is determined by the device used, the battery power source used, etc., but preferably 10% of full charge can be set to a predetermined value, more preferably 5%. Further, a plurality of predetermined values used in the present invention can be set in stages. Specifically, when there are two types of LEDs having different emission wavelengths constituting the planar light emitting device, the predetermined value is set to one, and the LED having one type of emission wavelength is turned off when the predetermined value or less is reached. When there are three types of LEDs having different emission wavelengths constituting the planar light emitting device, the predetermined value is set to two, and the emission of one type of LED is stopped when the value is equal to or less than the first predetermined value. Further, when the battery power is consumed and becomes equal to or lower than the second predetermined value, the light emission of the other type of LED is stopped. Note that when the number of light-emitting elements is small or the light-emitting output of the light-emitting elements is low, the display luminance is greatly reduced when the LED light emission is stopped for each emission wavelength. Accordingly, the power to the light emitting element is not completely stopped for each emission wavelength, but the display color can be changed by reducing the power to the light emitting element for each emission wavelength. Furthermore, as long as the power consumption in the previous stage is not exceeded, the supply power is stopped for each emission wavelength, and at the same time, the amount of power to the remaining light emitting elements that are not turned off may be increased to alleviate a significant decrease in luminance. Further, in the case of using light emitting elements capable of emitting three colors of RGB, it is preferable to turn off or turn off the lights in order of B (blue), G (green), and R (red). In terms of human vision, it is more difficult to see a decrease in luminance when RG, that is, blue, which is B, is turned off or turned off first, rather than red and green. Similarly, it is difficult to see the decrease in luminance when B is turned off or turned off before R. In particular, it is more preferable to turn off the light in the order of B, G, and R, and to improve the light emission luminance below the total power consumption in the previous stage, since the warning feeling is visually enhanced.
[0017]
In addition, when the electronic device is connected to an external power source such as commercial power, the comparison means is consumed even if the signal from the detection means indicates that the remaining power is low compared to the stored desired value. The planar light source can be controlled using the control means so as to emit white light when there is sufficient power to satisfy the power.
[0018]
The predetermined value described above may be selected as desired according to the electronic device or battery power source and stored in a ROM, RAM, or the like. Further, the comparison judgment between the detected value and the predetermined value can be configured by a circuit using a CPU or a circuit using a comparator IC. In addition, another driver circuit that constitutes an electronic device such as a liquid crystal device and a circuit that constitutes a comparison unit can be configured as a driver device 406 on one substrate for simplification.
[0019]
(Control means 104)
The control means 104 used in the present invention is for stopping or reducing the power supplied from the battery power supply 101 to the planar light source based on the signal from the comparison means 103 for each emission wavelength. When the power supply to the light emitting element 402 is supplied with constant power, the current and / or voltage to the light emitting element is controlled by decreasing or stopping. Further, when the power supply to the light emitting element is performed by pulses, it can be controlled by increasing or stopping the pulse interval. Specifically, a transistor, a relay, or the like can be used.
[0020]
(External power supply 301)
The external power source 301 of the present invention drives a planar light source or the like in combination with a battery power source. Another example of the present invention is shown in FIG. Examples of the external power source 301 include a solar cell or a commercial power source that uses an inverter. When the electronic device is connected to an external power source such as commercial power during the use of the electronic device, it is desirable to control using a control means so that the remaining power can be at least a white planar light source. That is, when these external power supplies 301 are connected, the planar light source is used in a state where all the light emitting elements 401 emit light with the external power supply 301 as long as the power consumption is sufficiently satisfied with only the external power supply. On the other hand, if the power consumption is not sufficiently satisfied even if an external power source or an external power source and a battery power source are used, the present invention will work effectively. Accordingly, the battery power source and the external power source may be connected in parallel and then detected by the detection means.
[0021]
(Light guide plate 401)
The light guide plate 401 used in the present invention is required to efficiently guide the light from the light emitting element 402 into a planar shape and to be excellent in transmittance and heat resistance and to be formed uniformly. The shape of the light guide plate 401 can be various shapes such as a rectangle and a polygon as desired. Specific examples of the constituent material include acrylic resin, glass, and polycarbonate resin. The light guide plate 401 has a thickness of 10 mm or less in view of the arrangement and type of the light emitting elements 402, although the light utilization efficiency increases as the plate thickness increases. By embedding the light emitting element 402 in the end surface of the light guide plate 401, the light guide plate 401 and the light emitting element 402 are optically connected. In addition, if the light guide plate is square, it goes without saying that the light emitting elements may be connected to all four end surfaces, and the number of LEDs that are light emitting elements is not limited. Moreover, the light from the light guide plate can be made uniform by providing a diffusion film on the light guide plate. Further, when a light emitting element that emits three colors of RGB is used, a white pigment is contained in the diffusion film to obtain a multicolor planar light emitting device capable of displaying white. In the case of using a diffusion film that contains white pigment in inverse proportion to the distance from the light emitting element and is shaded, a multicolor planar light emitting device capable of displaying white with improved uniformity can be obtained. Moreover, you may provide a reflective layer partially in a light-guide plate edge part in which the light emitting element was provided through a reflector and a light-guide plate. The reflection layer reflects light emitted from the light emitting element capable of emitting multicolor light or light reflected through the reflection material to the reflection material side again, thereby mixing individual emission colors and improving color mixing. Those having a reflectance of 95% or more with respect to light emitted from the light emitting element are preferable, and those having a reflectance of 98% or more are more preferable. In addition, since it is provided on the light guide plate, it is preferably 3 mm or less, more preferably 1 mm or less in consideration of the arrangement with a liquid crystal device or the like provided thereon.
[0022]
While the reflective layer improves the color mixing property, it is provided on the light emitting surface side of the planar light source. Therefore, if the reflective layer is too large, the area ratio of the surface emitting light source decreases. Accordingly, although it varies depending on the light emitting element, the light guide plate, etc., it is preferably 15 mm or less from the end of the light guide plate.
[0023]
As a material of the reflective layer satisfying the above reflectivity, it was formed by containing barium titanate, aluminum oxide, titanium oxide, silicon oxide, calcium phosphate, etc. as a reflective material in a resin such as polyethylene terephthalate resin, polycarbonate resin, and polypropylene resin. A film-like member is mentioned. Further, a metal film such as Al, Ag, or Cu may be formed on the light guide plate by plating or sputtering. In addition, the surface of the reflective layer may be provided with unevenness to further improve color mixing, and may be configured to scatter light emitted from a light emitting element capable of emitting multiple colors, and may have a multilayer structure to improve reflectivity and scattering. It is also possible. Specifically, the thing which carried out the metal coating on the glass nonwoven fabric for a scattering improvement etc. is mentioned. These reflective layers are attached to the light guide plate by silicon resin, epoxy resin, or the like.
[0024]
In the present invention, the phrase “the light emitting element and the light guide plate are optically connected” means that light emitted from the light emitting element is introduced from the end of the light guide plate. Specifically, the light emitting element is not only embedded in the light guide plate, but also the light emitting element is bonded with a light transmitting resin or the like, or the light emission of the light emitting element is guided to the end face of the light guide plate using an optical fiber or the like. .
[0025]
(Light emitting element 402)
The light-emitting element 402 used in the present invention emits a planar light source using two or more semiconductors having different emission wavelengths. As such a light emitting element, a semiconductor in which a semiconductor such as GaAlN, ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlInGaP, InGaN, GaN, and AlInGaN is formed as a light emitting layer on a substrate by a liquid phase growth method, an MOCVD method, or the like. Is used. Examples of the semiconductor structure include a homo structure having a MIS junction and a PN junction, a hetero structure, and a double hetero structure. Depending on the material of the semiconductor layer and the degree of mixed crystal, the emission wavelength can be selected from ultraviolet light to infrared light.
[0026]
The light-emitting element can be a light-emitting element capable of emitting a plurality of emission wavelengths by forming a plurality of different light-emitting layers over one semiconductor. Moreover, it can also be set as the light emitting element which has two or more light emission wavelengths by arrange | positioning the several LED chip from which light emission wavelengths differ on a common support body, respectively. Specifically, an LED chip that emits RGB light is arranged on a common substrate, and a light emitting element capable of emitting a plurality of light emission wavelengths can be obtained.
[0027]
The light emission output of the light emission wavelength of the LED is 200 μW or more, more preferably 300 μW or more, although it depends on the area and material of the planar light emitter. If the light emission output of the LED is less than 200 μW, even if the number of LEDs optically connected to the end face of the light guide plate is increased, it is difficult to obtain a light source of uniform planar light emission with sufficient brightness. It is.
[0028]
As a specific material for improving the luminance of the planar light source, it is preferable to use a gallium nitride-based compound semiconductor as a semiconductor emitting green and blue, and in the red, gallium, aluminum, arsenic semiconductors, aluminum, and indium are used. It is preferable to use a gallium, phosphorus based semiconductor. Further, a plurality of LED chips having different wavelengths can be used as desired, and it is not necessary to have the same number for each wavelength. For example, two blue colors and one green color and one red color can be used. Further, the emission wavelength is not necessarily limited to blue, green, and red, and the semiconductor band gap may be adjusted so that yellow or the like can emit light as desired. As a specific example, white light can be emitted using a yellow LED chip sandwiched between blue-green LED chips. For use as a light emitting element of a planar light emitting device capable of emitting multicolor light, the emission wavelength of R (red) is 610 nm to 700 nm, G (green) is 495 nm to 560 nm, and the emission wavelength of B (blue) is 450 nm. To 490 nm.
[0029]
The light emitting element may be directly adhered to the end portion of the light guide plate with a resin or the like, or may be connected to the light guide plate using a support. It is preferable that the support is disposed with no gap from the end face of the light guide plate and is formed with a groove into which each LED chip of the light emitting element can be inserted. Specifically, polycarbonate, polyethylene, acrylic, urethane, vinyl chloride, nylon, and polyethylene terephthalate are preferable as materials that can be formed by heat welding. Furthermore, it is preferable that the support is colored white in order to efficiently reflect the light directed to the end face support of the light guide plate and enter the light guide plate. Further, in a light emitting element capable of emitting multicolor light, the amount of heat generated from the LED increases, and therefore the light emitting element may be disposed on the common support through a heat conducting member. The heat conducting member is required to have good heat conductivity. Specifically, 0.01 cal / cm 2 / Cm / ° C. or higher is preferable, more preferably 0.5 cal / cm 2 / Cm / ° C. or higher. Examples of materials that satisfy these conditions include iron, copper, aluminum, iron-containing copper, tin-containing copper, and metallized pattern ceramic.
[0030]
(Reflective material 403)
The reflecting material 403 used in the present invention is arranged on the lower side and the side surface of the light guide plate 401 and functions to reflect the light traveling while reflecting the inside of the light guide plate toward the light emitting surface without waste. Accordingly, the shape and size are not specified as long as the light from the light emitting element 402 is scattered in the light guide plate, and the shape and size are not specified, and the case-like member that holds the light guide plate is used or processed on the surface of the light guide plate. You can also. In addition, in order to uniformly emit the planar light source, the reflective material is striped, and the pattern that reduces the area of the reflective material per unit area as it approaches the light emitting element so that the surface brightness is constant. can do. Furthermore, the shape of the reflective material can be changed as appropriate so that the light emission is uniform in plane by the arrangement of the light emitting elements.
[0031]
Examples of such a reflective material include those obtained by processing foamed polyester containing a white pigment into a film. These reflective materials can be attached to the light guide plate by silicon resin or epoxy resin.
[0032]
(Liquid crystal device 404)
The liquid crystal device 404 used in the present invention may be any device as long as it can use light from a light emitting element as a backlight light source, and various liquid crystal molecules are disposed between a transparent glass substrate or a film on which a transparent electrode is formed. The one enclosed and electrically connected is used. Since the present invention reduces the power consumption of the backlight light source in accordance with the remaining power, the liquid crystal device 404 with good transmission efficiency is preferable. Specifically, a liquid crystal device 404 using a TFT (thin film transistor) is preferable. The display 105 can display the liquid crystal device of the planar light emitting device and the planar light source together.
[0033]
(Color filter 405)
The color filter 405 used in the present invention displays RGB emission colors through a filter, and can be a color display device provided on the liquid crystal device 404. Specifically, it can be formed by applying a pigment according to RGB.
Specific examples of the present invention will be described below, but it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.
[0034]
【Example】
[Example 1]
A white reflective member, barium titanate dispersed in an acrylic binder, was screen printed on one side of a 2 mm thick acrylic plate and cured to form a back reflector. Next, the acrylic plate on which the back reflector is formed is cut into a 10 × 3 cm rectangle, and the end surface (cut surface) of the acrylic plate is completely polished, and then polished except for the end surface to which the light emitting element is optically connected. A light guide plate on which a reflective material was formed was obtained by forming an Al side reflective material on the surface.
[0035]
On the other hand, each LED chip of the light emitting element used for the planar light source uses InGaN (emission wavelength 525 nm), InGaN (emission wavelength 470 nm), and GaAlAs (emission wavelength 660 nm) as semiconductors of the green, blue and red light emitting layers, respectively. And configured.
[0036]
Specifically, a semiconductor wafer for LED chips that emits red light continuously grows P-type GaAlAs on a P-type gallium arsenide substrate by a temperature difference liquid crystal growth method, and grows N-type GaAlAs thereon, P-type GaAlAs which is a light emitting region is formed. The semiconductor wafer that emits blue and green light is formed by depositing an N-type and P-type gallium nitride compound semiconductor on a 400 μm thick sapphire substrate by MOCVD growth, respectively, to form a heterostructure PN junction. The P-type gallium nitride semiconductor is formed by doping Mg, which is a P-type dopant, and then annealing.
[0037]
Each of the wafers thus formed was 350 μ square, and the RGB LED chip was fixed on a common support as a light emitting element of one pixel by using Ag paste, and electrical connection was performed. The support is formed in a rectangular parallelepiped according to the size of the end face of the light guide plate, and is provided with three holes so that the light emitting elements of one pixel can be arranged respectively. After optically connecting the light guide plate and the support using a translucent resin, a reflective layer was disposed on the end surface of the light guide plate provided with the light emitting elements so as to partially cover the light emitting surface. The reflection layer obtained a reflectance of 99% by incorporating 60 g of barium titanate in 100 g of polycarbonate resin. A TFT liquid crystal device driven by a battery power source and a color filter are arranged on the light guide plate.
[0038]
Control means for controlling the light emission of the LEDs emitting red, green, and blue for each emission color using a transistor is electrically connected between the planar light source thus formed and the lithium ion battery as the battery power source. On the other hand, an ammeter and a voltmeter are connected to the output terminal of the lithium ion battery so that the data flows to the comparison means. The comparison means uses Z80 as the CPU, and the memory IC stores 10% of the power value when the lithium ion battery is fully charged as the first predetermined value, and 5% of the power when the lithium ion battery is fully charged. The value is stored as a second predetermined value. The CPU is electrically connected to the control means so as to stop the power flowing in the blue LED when the remaining amount of charge of the lithium ion battery becomes equal to or less than the first predetermined value. Further, when the remaining battery level of the lithium ion battery becomes equal to or less than the second predetermined value, the green LED is also turned off.
[0039]
When the planar light emitting device formed in this way was made to emit light with a sufficiently charged battery power source, completely uniform planar white light emission was obtained. Brightness is about 81 cd / m 2 Met. After 3 hours in this state, the planar light source automatically turned from white to yellow. The remaining amount of electricity stored in the battery power source at this time was measured from an ammeter and a voltmeter connected to the battery power source. The remaining amount of electricity stored in the battery power source was about 10% at full charge, and the power consumption was reduced by about 20%. Brightness is about 70 cd / m 2 Met. After an additional 13 minutes, the planar light emitting device automatically changed from yellow to red. Similarly, the result of measuring the remaining amount of electricity is about 5% and the luminance is 31 cd / m. 2 Met. After 23 minutes, the brightness dropped significantly, making it unusable.
[0040]
[Comparative Example 1]
The surface light emitting device was driven in exactly the same manner as in Example 1 except that the LED of the surface light emitting device was not turned off by the control means. The brightness was the same as in Example 1. In this state, the remaining amount of electricity stored in the battery power source after 3 hours was measured from an ammeter and a voltmeter connected to the battery power source. The remaining amount of electricity stored in the battery power source was about 10% as in Example 1. The brightness is about 82 cd / m 2 Met. After 16 minutes, the brightness was greatly reduced, so it became unusable.
[0041]
[Example 2]
The planar light emitting device has the same configuration as that of the first embodiment except that the light emitting element emitting three colors of red, green, and blue is changed to the light emitting element emitting two colors of yellow and blue. However, after the detection means detects that the remaining amount of battery power is reduced to 10% or less, the comparison means turns off the blue light-emitting element, while the yellow light-emitting element uses comparison means so that the luminance is improved by 50%. It is configured. Further, when commercial power and battery power are electrically connected via an inverter as an external power source, the external power source is configured to drive regardless of the remaining amount of power stored in the battery power source. With this configuration, it is possible to display the remaining amount of electricity while preventing a decrease in luminance and an increase in power consumption.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the planar light emitting device of the present invention can indicate the remaining power level in the battery usage state without consuming battery power at an accelerated rate even when the remaining power level is low. Further, a planar light emitting device capable of full color display can be obtained. Even when the remaining amount of power is small, a planar light emitting device that can be used for a liquid crystal display device with reduced power consumption can be obtained. Furthermore, a planar light emitting device using a liquid crystal display device capable of full color display can be obtained.
The planar light emitting device of the present invention can be used not only as a backlight light source but also as an illumination operation switch.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a planar light emitting device according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing driving of the planar light emitting device of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of another planar light emitting device of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a planar light emitting device of the present invention.
[Explanation of symbols]
101 ... Battery power
102... Detection means
103 ... Comparison means
104... Control means
105 ... Display
301 ・ ・ ・ ・ ・ External power supply
401 .. Light guide plate
402 ... LED
403 ... Reflector
404 ... Liquid crystal device
405 ... Color filter
406... Drive device

Claims (2)

電池電源と、該電池電源からの電力を用いて2以上の発光波長を発光する発光素子と、該発光素子と光学的に接続され少なくとも一主面上に反射材が設けられた導光板と、を有する面状発光装置において
前記電池電源の電源残量を検出する検出手段と、前記検知された電源残量を所定値と比較し所定値以下を判断する比較手段と、所定値以下時に前記発光素子への電力供給を発光波長ごとに低減或いは停止すると同時に、前段階の消費電力を越えない限り低減或いは停止させていない残りの発光素子への電力量を増やす制御手段と、を有する、面状発光装置。
A battery power source, a light emitting element that emits two or more emission wavelengths using power from the battery power source, a light guide plate optically connected to the light emitting element and provided with a reflective material on at least one main surface, Detecting means for detecting the remaining amount of power of the battery power source, comparing means for comparing the detected remaining amount of power with a predetermined value and determining whether or not the predetermined value is less than the predetermined value, Control means for reducing or stopping power supply to the elements for each emission wavelength, and at the same time increasing the amount of power to the remaining light emitting elements that are not reduced or stopped unless the power consumption of the previous stage is exceeded. Light emitting device.
電池電源と、該電池電源からの電力を用いて2以上の発光波長を発光する発光素子と、該発光素子と光学的に接続され少なくとも一主面上に反射材が設けられた導光板と、を有する面状発光装置において
前記2以上の発光波長を発光する発光素子は、発光波長ごとに複数設けられ、少なくとも450〜490nmの発光波長を有する半導体、495〜530nmの発光波長を有する半導体および610〜700nmの発光波長を有する半導体をそれぞれ有し、
前記電池電源の電源残量を検出する検出手段と、前記検知された電源残量を所定値と比較し所定値以下を判断する比較手段と、所定値以下時に前記発光素子への電力供給を450〜490nmの発光波長、495〜530nmの発光波長および610〜700nmの発光波長の順に低減或いは停止すると同時に、前段階の消費電力を越えない限り低減或いは停止させていない残りの発光素子への電力量を増やす制御手段と、を有する、面状発光装置。
A battery power source, a light emitting element that emits two or more emission wavelengths using power from the battery power source, a light guide plate optically connected to the light emitting element and provided with a reflective material on at least one main surface, In a planar light emitting device having
A plurality of light-emitting elements that emit two or more emission wavelengths are provided for each emission wavelength, and have a semiconductor having an emission wavelength of at least 450 to 490 nm, a semiconductor having an emission wavelength of 495 to 530 nm, and an emission wavelength of 610 to 700 nm. Each has a semiconductor,
Detecting means for detecting the remaining amount of power of the battery power source; comparing means for comparing the detected remaining power amount with a predetermined value to determine whether it is less than a predetermined value; The power to the remaining light emitting elements that have been reduced or stopped in the order of the emission wavelength of ˜490 nm, the emission wavelength of 495 to 530 nm, and the emission wavelength of 610 to 700 nm and not reduced or stopped unless the power consumption of the previous stage is exceeded. A planar light emitting device having control means for increasing the amount.
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