CN1119692C

CN1119692C - 背景光装置

Info

Publication number: CN1119692C
Application number: CN99118091.7A
Authority: CN
Inventors: 津村敏行
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2003-08-27
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: US6255781B1; US6583579B2; US7038391B2; US20030209991A1; US20010028224A1; JP2000075802A; CN1253301A

Abstract

背景光元件13包括EL板，用于照明显示单元11的后部，提供好的视野。控制单元16将指令送给背景光驱动器14，断续地驱动背景光元件13，或者与无线电处理单元17的工作时刻同步地暂时停止背景光单元13的驱动。当背景光元件工作时，无线电处理单元受到所产生的噪声的不利影响。在背景光单元13上或其附近提供了光存储件。因为提供了光存储件，减少了背景光元件的发光时间。当背景光元件熄灭时，没有给用户带来不便。

Description

背景光装置

技术领域

本发明涉及一种用于照明显示部分和操作部分的背景光，该显示部分包括液晶显示元件，该操作部分包括按钮开关。更特别地，本发明涉及背景光装置和背景光元件，用EL板、LED、灯和其它构成。

背景技术

已知一种装置，配有具有液晶显示元件(LCD)的液晶显示板(称为LCD板)和包括与操作按钮相连的板开关的操作板。近来，为了使显示字符和在开关上的字符即使在暗处也能看见，该类型的装置已经备有背景光功能，以照明显示部分和操作部分的反面。在这种类型的通信装置中，这些字符必须在每种使用情况下都能看见。因而，特别是对移动通信装置，诸如便携电话和寻呼机，背景光功能是不可缺少的。

图12中示出了有传统背景光装置的装置的电气结构。如图所示，该装置由显示单元101、背景光元件102、背景光驱动器103、控制单元104、开关105和电源106组成。显示单元101包括LCD用于显示例如字符。背景光元件102包括EL(场致发光)板用于照明显示单元101的背部。背景光驱动器103驱动和控制背景光元件102。控制单元104控制显示单元101和背景光驱动器103。提供开关105用于背景照明。电源106用于给整个装置提供电功率。

图13和图14一起示出了包括显示单元和背景光元件的结构。图13示出包括显示单元和背景光元件的结构的侧面图。图14示出背景光元件的平面图。LCD板101a形成显示单元101，EL板102a形成背景光元件102。EL板102a被置于LCD板101a的后侧。从EL板102a发射的光通过LCD板101a，从其前宽侧被发射。这样，采用了光从LCD板101a的后部被发射的结构。发光部分107在EL板102a中形成，覆盖LCD板101a的整个视图区域。

在控制单元104的控制下，字符和/或图像显示在显示单元101上。在这种情况下，为了保证在暗处的满意的视图，背景光元件102被点亮。为了点亮背景光元件102，开关105被操纵。响应于此，控制单元104将操作指令送到背景光驱动器103。而背景光驱动器103将具有AC波形(例如，正弦、三角或矩形波形)、幅值为例如50-100Vp-p的驱动信号施加到背景光元件102。然后，在背景光元件102内的发光元件被激励以发光和照亮显示单元101。由背景光驱动器103和背景光元件102在工作时消耗的电功率，决定于背景光元件102的发光部分上的亮度面积。通常，对于大约60mm×30mm的大小通常是10到50mA。在背景光元件被点亮后，当以下条件满足时，即用户希望熄灭背景光元件或该装置不工作一段预定的时间(几十秒到几分钟)，背景光元件102在控制单元104的控制下自动熄灭。

在这样构造的传统背景光装置中，当背景光元件被点亮时，功率消耗大。当它被应用到移动通信装置时，这些移动通信装置设计重点是便携，诸如寻呼机、便携手机、PHS终端和PDA终端，则通信装置的减小要求限制电源(例如电池)的功率容量。因而，背景光元件的发光会大大影响电池的寿命。对于用于这种通信装置的电池，诸如空锌电池，其容量小，在这种情况下，当背景光元件点亮消耗大的功率时，电池电压下降。考虑到这一定，传统的措施是通过减少背景光元件的亮度来减少功率消耗。

当使用EL板时，需要产生AC波形，例如三角波形的信号，用于背景光元件点亮过程中的驱动信号，其功率是大的。因此，驱动信号会使电源电压变化，产生不希望的乱真辐射。这些电压变化乱真辐射会引起噪声，恶化背景光装置的无线电和声学性能。为此，需要附加的部件，用于噪声屏蔽。增加了装置的复杂性和产品成本。

装置功能的增强增加了背景光装置的显示部分和操作部分需要的面积，增加了背景光发光面积。因此，为了保证需要的背景光亮度，要更多地消耗电功率。因而，功率消耗问题更严重。

发明内容

相应地，本发明的第一个目的是提供一种背景光装置，当背景光元件点亮时，在保持照明强度在需要级别的同时，有效地压缩功率消耗。本发明的第二个目的是提供一种背景光装置和背景光元件，使该装置免于背景光点亮时产生的噪声的影响。

本发明限定了一种背景光装置，包括：一个带EL板的背景光元件，提供了一个发光装置，用于照明一个可视呈现装置的后部；和至少一个发光部分，构成所述背景光元件；上部和下部电极，构成所述背景光元件的所述发光部分；至少一组所述上部和下部电极，构成所述背景光元件的所述发光部分，其形成使得所述发光部分的放置占据了由所述EL板中的所述发光装置的构造所限定的区域的一部分。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的提供有背景光装置的装置的电气结构。

图2是示出本发明的第一个实施例的包括背景光装置的显示单元和背景光单元的结构的侧面图。

图3是第一个实施例中背景光元件的发光部分的结构的平面图。

图4是本发明的第二个实施例的背景光元件的发光部分的一种结构(第一结构)的平面图。

图5是本发明的第二个实施例的背景光元件的发光部分的一种结构(第二结构)的平面图。

图6是本发明的第二个实施例的背景光元件的发光部分的一种结构(第三结构)的平面图。

图7是本发明的第二个实施例的背景光元件的发光部分的一种结构(第四结构)的平面图。

图8是本发明的第二个实施例的背景光元件的发光部分的一种结构(第五结构)的平面图。

图9是示出包括第二个实施例的显示单元和背景光元件的结构的侧面图。

图10是示出第二个实施例的显示单元和背景光元件的细节的剖面图。

图11示出了本发明的第三个实施例的背景光元件的发光部分的结构的平面图。

图12是示出有传统背景光装置的装置的电气结构的框图。

图13示出包括显示单元和背景光元件的传统结构的侧面图。

图14示出传统背景光元件的平面图。

具体实施方式

下面参考附图描述本发明的实施例。

第一个实施例：

构成本发明的一个实施例的背景光装置。

图1是本发明的一个实施例的提供有背景光装置的装置的电气结构。图2是示出包括背景光装置的显示单元和背景光单元的结构的侧面图。图3是背景光元件的发光部分的结构的平面图。

在下文所述的实施例中，本发明的背景光装置用于诸如寻呼机的移动通信装置中。该移动通信装置包括显示单元11、显示控制单元12、背景光元件13、背景光驱动器14、显示存储器15、控制单元16、无线电处理单元17、和天线18。显示单元11包括LCD，用于显示字符和/或图像。显示控制单元12驱动和控制显示单元11。背景光元件13包括EL(场致发光)板，用于照明显示单元11的背景。背景光驱动器14驱动和控制背景光元件13。显示存储器15在显示单元11上存储要显示的字符和/或图像的显示数据。控制单元16控制显示单元11和背景光驱动器14。无线电处理单元17处理用于发送和接收的无线电信号。移动通信装置还包括开关装置19，用于输入背景光指令和执行各种操作；和电源20，用于对整个装置提供电功率。控制单元16用作驱动控制装置，把指令送给背景光驱动器14，以各种方式控制背景光元件13的驱动。

下面描述包括显示单元11和背景光元件13的结构。如图2所示，透明或半透明类型的LCD板11a形成显示单元11。EL板13a形成背景光元件13。EL板13a置于LCD板11a的后侧上。从EL板13a发射的光通过LCD板11a，EL板被从其前宽侧照射。这样，采用的结构是光从LCD板11a的背面照射。光存储件21夹在EL板13a和LCD板11a之间，用于存储背景光或自然光。

为了形成光存储件21，EL板13a的表面(在适当情况下称为发光表面)可以涂有光存储材料。或者，包括光存储材料，诸如PET膜或塑料膜的片或盘形件，可以置于发光表面上。在其它替换例中，光存储材料可以被包含在密封树脂中，在EL板13a或发光材料内。一个光存储材料的例子是包含稀土金属元素的金属复合物。

如图3所示，在EL板13a中形成发光部分23a，这样它整个地覆盖了LCD板11a的视图区域22。发光部分23a的构造由上部电极24a和下部电极24b的构造(在图3的例子中矩形的整个视图区域)确定，该上部电极24a和下部电极24b用于给内部的发光件施加电场。在EL板中，发光件和置于发光件的两侧的上部和下部电极形成发光装置。

下面将描述配有这样构造的背景光装置的装置的工作。在接收模式中，天线1 8接收无线电信号，无线电处理单元17在控制下适当地处理来自天线的无线电信号，在控制单元16的控制下再现通信信息。它将合适的指令送给显示控制单元12，使其显示字符和/或图像。在此时，控制单元16将基于通信信息的显示数据存入显示存储器15，将显示数据传送到显示控制单元12。显示控制单元12根据显示数据驱动显示单元11，使其在显示单元11的显示表面上显示字符和/或图像。例如，再现的信号的可视表示，即字符的显示可以由有声的表示，例如蜂鸣器或扬声器的驱动来代替，以产生一声音，或者由电动的表示，例如振动器的驱动来代替，以通过操作其马达来振动。

当在暗处驱动显示单元11时，背景光元件13被点亮以保证满意的视图。在这种情况下，当开关装置19被压下时，控制单元16将一指令送给背景光驱动器14以操作背景光驱动器14。在此时背景光驱动器14施加到背景光元件13的驱动信号是AC波形(例如，正弦、三角或矩形波形)的信号，幅值为50-100Vp-p。通过该驱动信号，在背景光元件13内的发光件被激发以发射光和照亮显示单元11。

在该实施例中，在背景光元件13的发光表面上或其附近提供了光存储件21。因而，背景光元件的发光状态可以被保持，而无需总是点亮背景光元件13。光存储件21吸收来自背景光元件13的光或自然光，自发地发光以照亮显示单元11。若采用了能够吸收白天的自然光和自发地发光5小时的光存储件21，就保证了有效的照明效果。因而，在这种情况下，不必熄灭背景光元件13。这带来了每秒(per se)驱动背景光装置的时间和从电源20提供的电功率的消耗的减少。

控制单元16以合适的时间间隔(例如，1秒)断续地驱动背景光元件13，并且以类似的方式中断它。最佳的时间间隔应该是使用户视觉上对背景光元件13的闪烁不敏感，或者用户视觉上对背景光元件13的闪烁敏感但使用户能辨认例如在背景光装置上的字符。若采用背景光元件13的光存储功能时，无需总是点亮背景光元件13。背景光功能的工作时间可以根据光存储件21的光存储能力来选择。

实际上，背景光元件13以合适的时间间隔闪烁。然而，由于从背景光元件13发射的光被存储在光存储件21中，光存储件21自发地发光，所以用户没感到闪烁，即用户感觉好象背景光元件13连续地发光。

显示存储器15和背景光元件13被中断时，它们不消耗电功率。因而，利用显示控制单元，以合适的时间间隔交替地重复供电和中断，以这种方式，从电源20提供的电功率的消耗可以被减少到大约1/2。因而，在背景光元件的点亮过程中整个装置的驱动时间减少了。在正常使用的情况下配有背景光的装置消耗的功率减少了。

无线电处理单元17在控制单元16的控制下(无线电处理单元的工作时间由控制单元来控制)处理无线收到的信号。精确地说，无线电处理单元执行接收的信号的处理每30秒两秒。无线电处理单元17从电源20接收电功率，电源20也给显示存储器15提供功率。因而，当驱动背景光元件13时，它通过电源线接收所产生的噪声。当驱动背景光元件13时，周围出现的磁场变化，磁场的变化作为噪声频繁地进入天线18。当无线电处理单元17和无线电处理单元的工作定时同步工作时，控制单元16停止背景光驱动器14的工作，停止背景光元件13的驱动以熄灭它。

因此，无线电处理单元17不受背景光产生的噪声的影响。减少了装置的功率消耗。另外，从背景光元件的发光引起的噪声对该装置的不利作用不会发生。与此相联系，应该注意在该实施例中，光存储件21置于背景光元件13的发光表面上或在其附近。因为光存储件21的光存储作用，当背景光元件熄灭时，即使当背景光元件熄灭时，用户感觉似乎它是熄灭的。

在实施例中，EL板用于背景光元件13。背景光元件可以利用例如LED或灯泡来构成，代替EL板。

第二个实施例

下面描述本发明的第二个实施例。第二个实施例对应于第一个实施例，有如下修改，即在第一个实施例中的背景光元件的发光部分在第二个实施例中被修改。

图4至8示出背景光元件的发光部分的一些结构的平面图。图9是示出包括显示单元和背景光装置的背景光元件的结构的侧面图。图10是示出显示单元和背景光元件的细节的剖面图。

图4示出了背景光元件的发光部分的第一个例子。如图所示，在形成背景光元件13的EL板13b中，格状发光部分23b占据了LCD板11a的视图区域22的部分。在发光部分23b中，用格状元件形成上部电极24b和/或下部电极25b，用于将电场施加到发光部分中的发光元件。

图5示出了发光部分的第二个例子。如图所示，在背景光元件13的EL板13c中，带状发光部分23c占据了LCD板11a的视图区域22的部分。在发光部分23c中，用带状元件形成上部电极24b和/或下部电极25b。

图6示出了发光部分的第三个例子。如图所示，在背景光元件13的EL板13d中，斜格状发光部分23d占据了LCD板11a的视图区域22的部分。在发光部分23d中，用斜格状元件形成上部电极24b和/或下部电极25b。

图7示出了发光部分的第四个例子。如图所示，在背景光元件13的EL板13e中，发光部分23e仅形成在用于显示字符行的显示行中。在发光部分23e中，用矩形区域(对应于显示行)形成上部电极24b和/或下部电极25b，每个代表一显示单元，排列为将一个矩形区域叠在另一个上面。

图8示出了发光部分的第五个例子。如图所示，在背景光元件13的EL板13f中，发光部分23f仅形成于用于显示字符(符号和图形)的字符显示区域中。在发光部分23f中，用矩形或方形区域(对应于作为显示单元的字符结构)形成上部电极24b和/或下部电极25b。

应该注意，在EL板13b至13f中，当驱动板时形成的发光区域(每个发光部分23b至23f的区域)小于由整个发光表面的构造所限定的区域。如通常所知，装置被驱动时的功率消耗依发光区域而定。当发光部分的区域被选择为发光表面的整个区域的1/2时，功率消耗也减半。和传统的技术相比，实施例的该技术特征减少了在背景光元件的工作过程中用于产生一定照明亮度所消耗的电功率。因而，本发明的背景光装置可以节约电功率，同时保持照明亮度在预定级别。

发光部分的面积的减少可以通过修改在上部和下部电极之间的发光元件的布置和构造来实现，在前述的实施例中这是通过减少上部和下部电极的面积来实现的。另外，如果发光区域小于由发光表面的结构所限定的区域时，发光部分可以采用任何结构。

图9示出当LCD板的背景光部分利用EL板形成时包括显示单元和背景光元件的结构，其中发光区域小于由发光表面的构造限定的区域。形成背景光元件13的EL板13b至13f置于透明或半透明类型显示单元11的LCD板11a的后部。光散射件27夹在这些EL板和LCD板之间。光散射件27构成光散射装置，用于散射从背景光元件发射的光。利用该光散射件27，从EL板13b至13f发射的光被散射成分布均匀，均匀地照亮LCD板11a。因而，不会发生通过LCD板11a，EL板13b至13f的发光表面看起来是象发光部分的图案的明暗图案(格子或带状图案)。换言之，产生了均匀的背景光。

图10更详细地示出包括显示单元和背景光元件的结构。在EL板13b中，发光件28夹在上部和下部电极24b和25b之间。上部电极24b是透明电极，由例如In₂O₃：Sn(ITO)制成。下部电极25b用铝电极形成。发光件28由例如ZnS：Mn制成。用这种电极和件形成的多层板由用PET膜形成的密封树脂29所覆盖，从而多层板的外表面阻止了湿气进入其内部材料。在操作中，AC波形的驱动信号从背景光驱动器14(图1)被施加到上部和下部电极24b和25b之间。而发光件28被激励，产生照明光。

光散射件27和光存储件21放在EL板13b的上部电极24b上(发光表面)。LCD板11a夹在极化板30之间。当LCD板11a是半透明类型时，半透明反射板31置于LCD板的后侧上。在图10的结构中，光散射件27采用板或盘形。如果需要，它可以与密封树脂29集成在EL板13b中；它可以涂在EL板13a的发光表面上；或者它可以与半透明反射板31集成在LCD板11a中作为被照明件。

这样结构的EL板有如下的优点。通过减少背景光元件的发光时间和发光区域的方式，可以减少装置的功率消耗。解决了图案的闪烁和模糊。因而，呈现在用户眼前的是均匀的光。背景光元件不会引起用户视觉感到不自然。

第三个实施例

图11示出了本发明的第三个实施例的背景光元件的发光部分的结构的平面图。第三个实施例的结构使得背景光元件的发光部分包括多个发光段，这些段被有选择地驱动。

如图所示，形成背景光元件13的EL板41包括发光段42A至42D，置于LCD板11a的显示区域22中；电极43A至43D，分别与这些元件42A和42D相连。发光段42A至42D的放置用于每个显示行作为显示单元。

当EL板41用于照亮LCD板11a的背景时，发光段42A至42D由图1电路中的控制单元16有选择地驱动。当仅有一行字符(对应于发光段42A的区域)被显示在LCD板11a的视图区域22中时，控制单元使背景光驱动器14将驱动信号送到电极43A，局部地仅照亮发光段42A。

在这种情况下，控制单元16将要在显示单元11显示的显示数据放在显示存储器15中。它随后将显示数据传送到显示控制单元12(例如，每个字节)，使显示单元11在显示控制单元的控制下显示字符和/或图像。基于显示数据的显示位置的信息被传送到背景光驱动器14。这样，控制单元判断字符正在显示的位置，局部点亮或熄灭发光部分。为了仅点亮对应于显示单元11中的显示位置的发光段，背景光驱动器14指明电极43A至43D之一，将一个驱动信号送到所指明的电极。以这种方式，背景光驱动器14部分地驱动EL板41。

如上所述，第三个实施例的结构是EL板的发光部分包括多个发光段，这些发光段被有选择地驱动。利用这种结构，当仅有第一显示行被显示时，这四个发光段的发光段42A被点亮。这一事实表明功率消耗被减少到本来消耗的功率的1/4。因而，和第一个实施例和第二个实施例一样，当背景光元件被点亮时，第三个实施例可以节约电功率。

可以修改第三个实施例，即EL板的上部电极和下部电极以直角放置。在该修改例中，以一种方式，即两个驱动信号，水平和垂直驱动信号以适当控制的定时被施加，可以局部地照亮发光部分每个字符，而不是显示行。

在上述实施例中，根据本发明构造的背景光元件被应用到LCD板。容易理解，本发明的背景光元件可以应用到任何其它装置的操作部分或显示部分中的背景光可视出现装置中。

如上所述，本发明的背景光装置减少了当背景光元件点亮时的功率信号。另外，减少了从电源提供的电功率，防止了暂时的大电流消耗。本发明最好应用到电源是电池的装置，即电池容量和电流供给能力受限制的装置。当采用本发明时，将增加电池的寿命。这样的装置可以是移动通信装置。敏感于当背景光元件被点亮时产生的噪声的装置部分，诸如无线电处理单元，可以当该装置部分工作时，通过熄灭背景光元件被保护以抗噪声。另外，本发明成功解决了由于背景光元件的点亮造成的问题，诸如在装置工作过程中的电池耗尽、功率消耗的增加和噪声干扰。

从前述描述可以看出，根据本发明构造的背景光装置在驱动控制装置的控制下在合适的时刻断续地点亮背景光元件。因而，当工作时背景光装置可以压缩功率消耗，同时保持照明亮度在需要的水平。

另外，背景光装置可以解决的问题是，当背景光元件被点亮时所产生的噪声对该装置有不利影响。为此，当装置的噪声接收部分在工作时，背景光元件与噪声接收部分的工作时刻同步地暂时停止工作。

形成具有EL板的所述背景光元件的发光部分的上部和下部电极之一的形成，使得所述发光部分的放置占据了由发光装置的构造所限定的区域的一部分。因而，可以减少发光部分的实际发光区域。和传统技术相比较，该技术特征减少了在背景光元件工作过程中用于产生一定照明亮度所消耗的电功率。因而，本发明的背景光装置减少了在背景光元件工作过程中的功率消耗。本发明的背景光装置可以包括光散射装置，用于散射从所述发光部分发射的光。因为提供了光散射装置，一致的光呈现给用户的眼睛，没有不自然的视觉呈现给用户。

背景光装置可以包括光存储件，存储来自所述背景光元件的发光装置的光或自然光，以便自发地发光。这样，减少了背景光元件的照明时间。减少了装置的功率消耗。另外，光存储件的使用使得即使断续地驱动背景光元件，用户也不敏感于闪烁。

另外，背景光元件的发光部分包括多个发光段。这些发光段被有选择地点亮或不点亮。该特征减少了在背景光元件工作过程中装置的功率消耗。

Claims

1.一种背景光装置，包括：

一个带EL板的背景光元件，提供了一个发光装置，用于照明一个可视呈现装置的后部；

至少一个发光部分，构成所述背景光元件；

上部和下部电极，构成所述背景光元件的所述发光部分；

至少一组所述上部和下部电极，构成所述背景光元件的所述发光部分，其形成使得所述发光部分的放置占据了由所述EL板中的所述发光装置的构造所限定的区域的一部分。

2.按照权利要求1的背景光装置，其中所述发光部分的形式从格状、带状和斜格中选择。

3.按照权利要求1的背景光装置，其中

被照明的可视呈现装置是液晶板，该液晶板构成一装置的显示单元，和

形成的所述发光部分对应于包含显示字符的所述液晶显示板或显示单元的显示行的形状。

4.按照权利要求1的背景光装置，其中

所述发光部分被分为多个发光段，该多个发光段对应于包含显示字符的所述液晶显示板或显示单元的显示行，

所述多个发光段被有选择地驱动。

5.按照权利要求1的背景光装置，还包括：

光散射装置，用于散射从所述发光部分发射的光。

6.按照权利要求5的背景光装置，其中

通过在所述背景光元件和一照明件之间插入具有光散射功能的一片或盘件，通过用光散射材料涂敷所述背景光元件的表面，或通过将具有光散射功能的光学件连接到所述背景光元件或一照明件，形成所述光散射装置。

7.按照权利要求5的背景光装置，还包括：

一光存储件，能够存储来自所述背景光元件的发光装置的背景光或自然光，以便自发地发光。

8.按照权利要求7的背景光装置，其中

通过在所述背景光元件和一照明件之间插入具有光存储材料的一片或盘件，通过用光存储材料涂敷所述背景光元件的表面，或利用带光存储材料的所述背景光元件，形成所述光存储装置。

9.按照权利要求5的背景光装置，其中

被照明的所述可视呈现装置是液晶板，该液晶板构成一装置的显示单元，和

所述背景光元件的所述发光部分被分为多个段，该多个段对应于包含显示字符的所述液晶显示板或显示单元的显示行，

所述背景光装置还包括驱动控制装置，用于有选择地驱动所述发光部分的所述多个段，以局部地照亮或不照亮所述发光部分。