JP2005071752A - 照明装置および照明装置の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】商用電源を有機ＥＬ素子の電源として利用する際に、ちらつきや騒音の生じない照明装置および照明装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ素子１０を光源とする照明装置１００に、交流入力電源ＰＳから供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段２０と、コンバータ手段２０から供給される直流電力を交流入力電源ＰＳよりも高い周波数の交流電力に変換して有機ＥＬ素子１０に供給するインバータ手段３０と、を設ける。
【選択図】図３
【解決手段】有機ＥＬ素子１０を光源とする照明装置１００に、交流入力電源ＰＳから供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段２０と、コンバータ手段２０から供給される直流電力を交流入力電源ＰＳよりも高い周波数の交流電力に変換して有機ＥＬ素子１０に供給するインバータ手段３０と、を設ける。
【選択図】図３
Description
本発明は、有機ＥＬ素子を光源として所定箇所を照らす照明装置および照明装置の駆動方法に関する。
近年、自発光素子として有機ＥＬ素子が注目されている。有機ＥＬ素子は、有機化合物からなる薄膜の発光層を電極で挟持した構成で、電極間に電流を供給すると発光する素子である。有機ＥＬ素子を液晶表示装置のバックライトや照明装置の光源として利用した場合、照明部分の薄型化が可能なことから、装置全体の小型化、軽量化が容易となる。
有機ＥＬ素子は電極間に供給される電流の方向によって発光又は消灯するため、直流が供給されると常時発光し、交流が供給されると点滅発光する。点滅発光では、常時発光時と比べて輝度は低下するものの発光寿命が向上するため、有機ＥＬ素子を照明装置に適用する場合には交流電源を利用することが好ましい（例えば、特許文献１参照）。また、一般家庭等で用いる照明装置の場合、商用電源として供給されている約１００Ｖの交流を利用するのが簡便な方法である。そこで、特許文献１に記載の照明装置においては、商用電源を変圧器により電圧降下させた交流電流を供給して有機ＥＬ素子を発光させるようにしている。
特開２００１−２０３０７７号公報
しかしながら、従来の照明装置（特許文献１）では、輝度の制御を行っていないため、供給される商用電源の電圧変動によって有機ＥＬ素子の輝度が変動し、ちらつきが生じる場合があった。さらに、商用電源の周波数は、人の目にちらつきと感じやすい周波数の５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである上、人の耳の可聴周波数帯域に属することから、発振音が利用者に不快な騒音として感じられる場合があった。
本発明の課題は、商用電源を有機ＥＬ素子の電源として利用する際に、ちらつきや騒音の生じない照明装置および照明装置の駆動方法を提供することにある。
本発明の課題は、商用電源を有機ＥＬ素子の電源として利用する際に、ちらつきや騒音の生じない照明装置および照明装置の駆動方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、有機ＥＬ素子を光源とする照明装置において、交流入力電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段と、前記コンバータ手段から供給される直流電力を前記交流入力電源よりも高い周波数の交流電力に変換して前記有機ＥＬ素子に供給するインバータ手段と、を有することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の照明装置において、前記有機ＥＬ素子に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段が検知した電流値に基づいて、前記インバータ手段から前記有機ＥＬ素子に供給する電流量を制御する電流制御手段と、を有することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の照明装置において、前記電流制御手段は、前記インバータ手段と前記有機ＥＬ素子との間に接続され、所定の周波数で共振する共振手段と、前記電流検知手段により検知された電流値に基づいて前記インバータ手段から前記有機ＥＬ素子に供給する電流のスイッチング周波数を制御するインバータ制御手段と、を有することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の照明装置において、前記共振手段は、ローパスフィルタ又はハイパスフィルタであることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の照明装置において、前記電流制御手段は、電流検知手段により所定値以上の電流が検知された場合、前記有機ＥＬ素子に対する電力供給を停止することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置において、前記有機ＥＬ素子は複数が直列に接続されて設けられていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明装置において、前記インバータ手段が制御するスイッチング周波数は、２０ｋＨｚ以上であることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置において、前記交流入力電源または前記インバータ手段から供給される交流電圧を降下させて出力する電圧降下手段を有することを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の照明装置において、前記照明装置は、通過する光の偏向状態を変化させて画像表示を行う液晶表示装置の光源であること特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、有機ＥＬ素子を光源とする照明装置の駆動方法において、交流入力電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、前記直流電力を前記交流入力電源よりも高い周波数の交流電力に変換して前記有機ＥＬ素子に供給する、ことを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の照明装置の駆動方法において、前記有機ＥＬ素子に前記交流電力を供給する際に、前記有機ＥＬ素子に流れる電流を検知し、前記電流検知手段が検知した電流値に基づいて、前記有機ＥＬ素子に供給される電流量を制御する、ことを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の照明装置の駆動方法において、有機ＥＬ素子に供給する電流のスイッチング周波数を制御することにより、前記有機ＥＬ素子に供給される電流量を制御することを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法において、前記有機ＥＬ素子は複数が直列に接続されて設けられていることを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法において、前記有機ＥＬ素子に供給される交流電力の周波数は、２０ｋＨｚ以上であることを特徴とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法において、前記有機ＥＬ素子に供給される交流電力は、前記交流入力電源から供給される電圧を降下させたものであることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、例えば、商用電源等から供給される交流電力を一度直流電力に変換し、供給された交流電力よりも高い周波数の交流電力に変換した上で、有機ＥＬ素子に供給して当該有機ＥＬ素子を商用電源の周波数よりも高い周波数で点滅発光させるので、輝度のちらつきを防止し、発光寿命の向上を図ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、電流検知手段により検知された電流値に基づいて有機ＥＬ素子に供給される電流量を制御するので、有機ＥＬ素子の発光輝度が一定に保たれるように制御したり、調光したりすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、共振手段の共振周波数に対してインバータ制御手段により有機ＥＬ素子に供給する電流のスイッチング周波数を制御することにより有機ＥＬ素子に供給する電流量を制御し、有機ＥＬ素子の輝度制御を行うことができる。また、電流制御手段を共振手段とインバータ制御手段とにより簡易に構成することができる。
請求項４に記載の発明によれば、ローパスフィルタまたはハイパスフィルタのカットオフ周波数に対してインバータ手段が所定の周波数となるようにインバータ制御手段により制御することにより有機ＥＬ素子に供給する電流量を制御することができる。また、電流制御手段を共振手段とインバータ制御手段とにより簡易に構成することができる。
請求項５に記載の発明によれば、有機ＥＬ素子に所定値以上の電流が流れると、有機ＥＬ素子に対する電力供給を停止させるので、過熱や消費電力の無駄を防止することができる。
請求項６に記載の発明によれば、単体の有機ＥＬ素子を複数直列に接続することにより、有機ＥＬ素子１個当たりの駆動電圧を分圧することができるため、高電圧時の発光効率を向上させた有機ＥＬ素子の駆動が容易になる。
請求項７に記載の発明によれば、インバータ手段が制御するスイッチング周波数を可聴周波数帯域よりも高い２０ｋＨｚ以上とすることにより、耳障りな発振音の発生を防止し、利用者に騒音を感じさせないようにすることができる。
請求項８に記載の発明によれば、電圧降下手段により電圧を降下させて有機ＥＬ素子が発光する電圧を最適化することができる。
請求項９に記載の発明によれば、液晶表示装置のバックライトとして用いることにより液晶表示装置の薄型化に貢献することができる。
請求項１０に記載の発明によれば、例えば、商用電源等から供給される交流電力を一度直流電力に変換し、供給された交流電力よりも高い周波数の交流電力に変換した上で、有機ＥＬ素子に供給して当該有機ＥＬ素子を高速で点滅発光させるので、輝度のちらつきを防止し、不快な騒音を低減させることができる。
請求項１１に記載の発明によれば、有機ＥＬ素子に交流電力を供給する際に、有機ＥＬ素子に流れる電流値に基づいて有機ＥＬ素子に供給する電流量を制御するので、有機ＥＬ素子の発光輝度が一定に保たれるように制御したり、調光したりすることができる。
請求項１２に記載の発明によれば、有機ＥＬ素子に供給する交流電力の周波数を制御することにより、簡易に有機ＥＬ素子に供給される電流量を制御することができる。
請求項１３に記載の発明によれば、単体の有機ＥＬ素子の駆動電圧はその発光効率から数Ｖ程度であるが、これを複数直列に接続することにより駆動電圧は数十Ｖ〜数百Ｖとなり、商用電源を交流入力電源とした場合に発光効率を向上させた照明装置の駆動が容易になる。
請求項１４に記載の発明によれば、可聴周波数帯域よりも高い２０ｋＨｚ以上の交流電力を有機ＥＬ素子に供給することにより、耳障りな発振音の発生を防止し、利用者に騒音を感じさせないようにすることができる。
請求項１５に記載の発明によれば、交流入力電源から供給される電圧よりも降下させた交流電力を供給することにより有機ＥＬ素子が発光する電圧を最適化することができる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための第１〜第３の最良の形態について説明する。第１および第２の最良の形態は、図１に示す有機ＥＬ素子１０を光源として用いた照明装置および照明装置の駆動方法に係るものであり、第３の最良の形態は第１および第２の最良の形態で示す照明装置をバックライトとして利用した液晶表示装置に係るものである。
〔第１の最良の形態〕
まず、本発明を実施するための第１の最良の形態について図１〜図４に基づき説明する。図１に本発明に係る照明装置の光源として用いられる有機ＥＬ素子１０を模式的に示す。図１に示すように、有機ＥＬ素子１０は、基板１１上に、陽極１２と、発光層を含む有機層１３と、陰極１４とを備え、これらの層が順に積層されている。
まず、本発明を実施するための第１の最良の形態について図１〜図４に基づき説明する。図１に本発明に係る照明装置の光源として用いられる有機ＥＬ素子１０を模式的に示す。図１に示すように、有機ＥＬ素子１０は、基板１１上に、陽極１２と、発光層を含む有機層１３と、陰極１４とを備え、これらの層が順に積層されている。
有機ＥＬ素子１０に対して外部から陽極１２および陰極１４を介して電流を供給すると、有機層１３において注入された電子および正孔が結合し、有機分子が励起される。励起された有機分子が基底状態に戻る際、その差分のエネルギーを光として放射する。有機層１３から放射される光は陽極１２、基板１１を透過して射出される。なお、有機ＥＬ素子１０の構成はこれに限られるものではなく、薄膜の陰極材料と透過率の高い陽極材料を積層した実質的に透明な陰極から光を射出するトップエミッションの構成にしても良い。
次に、基板１１について説明する。基板１１は、ソリッド基板、フレキシブル基板のいずれであってもよい。ソリッド基板の基材としては、ガラス、石英等が用いられる。フレキシブル基板の基材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等が用いられる。
また、基板１１は、基材に蛍光材料を分散させて、有機ＥＬ素子１０から発せられる光を励起光として吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させることで、励起光より長波長領域の光を発光して発光色の色変換により白色化するものであってもよい。
次に、各層について説明する。
陽極１２は、光を透過する透明電極であり、例えば、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）、金、酸化スズ、酸化亜鉛等の仕事関数が４ｅＶ以上で透過率が４０％以上の導電材料により構成することができる。
陽極１２は、光を透過する透明電極であり、例えば、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）、金、酸化スズ、酸化亜鉛等の仕事関数が４ｅＶ以上で透過率が４０％以上の導電材料により構成することができる。
有機層１３の構成は、発光層のみからなる単層構成であってもよいし、発光層を正孔輸送層と電子輸送層とで挟んだ３層構成等の複数層構成であってもよい。有機層１３は数ｎｍ〜数μｍの厚さに構成される。
発光層は有機化合物または錯体からなる有機発光材料を含んで構成される。効率よく発光させるためには、キャリアの移動距離を短くすることが有効であり、発光層を薄膜に形成することが望ましい。有機発光材料としては、一重項励起状態から基底状態に戻るときにそのエネルギー差を蛍光として放射する蛍光発光材料および三重項励起状態から基底状態に戻るときのエネルギー差を燐光として放射する燐光発光材料のいずれを用いてもよいが、発光効率および発光寿命の観点から燐光発光材料を用いることが特に好ましい。
なお、有機分子は一般に湿気や酸素に弱く、特に励起状態にあるときに大気中の酸素や水分と反応して劣化する確率が高い。そこで、有機ＥＬ素子では、窒素等の不活性ガスの雰囲気下で金属管やガラス管等により有機層１３を覆って封止し、外部雰囲気から遮蔽するのが一般的であるが、本願においては説明の簡略化のため、有機ＥＬ素子１０の封止の図面や説明は省略している。
正孔輸送層は陽極１２と接するように設けられる。電子輸送層は陰極１４と接するように設けられる。また、有機層１３を複数層構成とする場合、フッ化リチウム層や無機金属塩の層、またはそれらを含有する層などを任意の位置に配置してもよい。
陰極１４は、光を反射する反射電極であり、例えば、アルミニウム、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、銀、カルシウム等の仕事関数が４ｅＶ未満で、反射率が６０％以上の金属材料から構成することができる。
次に、上記有機ＥＬ素子１０を適用した照明装置１００について説明する。
図２に本発明を実施するための第１の最良の形態の照明装置１００のブロック図を示す。図２に示すように、照明装置１００は、有機ＥＬ素子１０を駆動する駆動回路１００ａとして、コンバータ手段２０と、インバータ手段３０と、電流検知手段４０と、電流制御手段５０（図３参照）と、を有し、交流入力電源ＰＳから電力供給を受ける。
図２に本発明を実施するための第１の最良の形態の照明装置１００のブロック図を示す。図２に示すように、照明装置１００は、有機ＥＬ素子１０を駆動する駆動回路１００ａとして、コンバータ手段２０と、インバータ手段３０と、電流検知手段４０と、電流制御手段５０（図３参照）と、を有し、交流入力電源ＰＳから電力供給を受ける。
交流入力電源ＰＳは、如何なるものであってもよいが、例えば、１００Ｖ、周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源を用いることができる。
コンバータ手段２０は交流入力電源ＰＳから供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を後段のインバータ手段３０に供給するものである。整流した直流を平滑化してインバータ手段３０に供給してもよいのは勿論である。
インバータ手段３０は、コンバータ手段２０から供給される直流電力を交流電力に変換して有機ＥＬ素子１０に供給するもので、出力する交流電圧の周波数は交流入力電源ＰＳから供給される交流電圧よりも高い周波数となるように設定されている。有機ＥＬ素子１０を高い周波数で高速に点滅発光させることにより輝度のちらつきを防止し、有機ＥＬ素子１０の発光寿命を向上することができる。また、インバータ手段３０から有機ＥＬ素子に供給する電流のスイッチング周波数は人間の可聴周波数帯域を越える周波数、例えば、２０ｋＨｚ以上とするとより好ましい。これにより耳障りな発振音の発生を防止することができる。
電流検知手段４０は、有機ＥＬ素子１０に流れる電流を検知するもので、有機ＥＬ素子１０と直列に接続されて電流制御手段５０に検知した電流値を出力する。
電流制御手段５０は、電流検知手段４０が検知した電流値に基づいてインバータ手段３０から有機ＥＬ素子１０に供給する電流量を制御することにより、有機ＥＬ素子１０の発光輝度を制御する。具体的には、インバータ手段３０から有機ＥＬ素子１０に供給する駆動電流のスイッチング周波数の制御を行う。なお、有機ＥＬ素子１０に対する電流量の制御については後述する。
なお、上記照明装置１００において、例えばダイヤル等により使用者等が所望の輝度に調整可能な外部調光機構を設け、この様な外部調光機構により使用者等が設定した輝度となるような電流値を保つように、電流制御手段５０により有機ＥＬ素子１０に供給する電流量を制御するようにしてもよい。
次に、上記照明装置１００の回路構成の一例を図３に示す。
図３に示すように、コンバータ手段２０は４つのダイオードＤ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4から構成されるブリッジ整流回路２１と、キャパシスタンスＣ3からなる平滑回路２２等から構成することができる。コンバータ手段２０は、図示した構成に限定されるものではなく、例えば、周波数制御によるスイッチング電源等を利用してもよい。
図３に示すように、コンバータ手段２０は４つのダイオードＤ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4から構成されるブリッジ整流回路２１と、キャパシスタンスＣ3からなる平滑回路２２等から構成することができる。コンバータ手段２０は、図示した構成に限定されるものではなく、例えば、周波数制御によるスイッチング電源等を利用してもよい。
インバータ手段３０は、第１トランジスタＴｒ1、第２トランジスタＴｒ2等から構成することができるが、図３に示す構成に限定されるものではなく、プッシュプル型回路、１石電圧共振型回路、ハーフブリッジ型回路等、公知の回路を利用してもよい。
電流検知手段４０は、抵抗Ｒ１を用いて構成され、有機ＥＬ素子１０に流れる電流を電圧に変換して検出値として電流制御手段５０に出力する。電流制御手段５０の制御の容易性の観点から、検出信号を安定化するために、電流検知手段４０に検知した交流電流を直流に整流する整流手段、または低周波に変換するＬＰＦ（ローパスフィルタ）を設けてもよい。
電流制御手段５０は、インバータ手段３０と有機ＥＬ素子１０との間に接続された共振回路５１と、インバータ制御手段５２とを有する。
共振回路５１はインダクタンスＬ１およびキャパシスタンスＣ１を用いた直列共振回路として構成され、インダクタンスＬ１およびキャパシスタンスＣ１により決定される所定の共振周波数を有している。
インバータ制御手段５２は、例えば、発振周波数を入力電圧によって変化させることができる発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）により構成することができ、制御信号ＶＣ１、ＶＣ２を出力してインバータ手段３０の第１トランジスタＴｒ１および第２トランジスタＴｒ２を交互にオン／オフさせる。
インバータ制御手段５２からのＶＣ１、ＶＣ２のスイッチング周波数は電流検知手段４０で検出された検出値（検出電圧）に依存する。このスイッチング周波数は交流入力電源ＰＳよりも高い周波数となるように設定されており、上記と同様の理由から可聴周波数帯域を越える周波数、例えば、２０ｋＨｚ以上であると好ましい。これにより輝度のちらつきおよび騒音を防止するとともに、有機ＥＬ素子１０の発光寿命の向上を図ることができる。
なお、インバータ制御手段５２が発振して出力する交流波形は特に限定されるものではなく、方形波パルスであってもよいし、正弦波であってもよいし、一定の周期を持つ類似の信号であってもよい。
次に、電流制御手段５０による有機ＥＬ素子１０に対する電流制御動作について説明する。インバータ制御手段５２からの制御信号ＶＣ１により第１トランジスタＴｒ１がオンされると、第２トランジスタＴｒ２はオフとなり、電流は第１トランジスタＴｒ１→インダクタンスＬ１→有機ＥＬ素子１０→キャパシタンスＣ５と流れる。この場合、有機ＥＬ素子１０は順バイアス電流が供給されて発光する。
一方、インバータ制御手段５２からの制御信号ＶＣ２により第２トランジスタＴｒ２がオンされると、第１トランジスタＴｒ１はオフとなり、電流はキャパシタンスＣ４→有機ＥＬ素子１０→インダクタンスＬ１→第２トランジスタＴｒ２と流れる。この場合、有機ＥＬ素子１０は逆バイアス電流が供給されて消灯する。
インバータ制御手段５２からのＶＣ１、ＶＣ２のスイッチング周波数が共振回路５１の共振周波数と一致するとき共振回路５１のインピーダンスは最小になり、有機ＥＬ素子１０に供給される電流量は最大になる。一方、スイッチング周波数と共振周波数とのズレ（差）が大きくなるにしたがって有機ＥＬ素子に供給される電流量は減少する。すなわち、電流制御手段５０は、電流検知手段４０により検知した電流値に基づいてインバータ制御手段５２のＶＣ１、ＶＣ２のスイッチング周波数を制御することにより、有機ＥＬ素子１０に供給される電流量を制御し、有機ＥＬ素子１０を所定輝度で発光するように制御することができる。
ここで、電流制御手段５０は、有機ＥＬ素子１０の発光輝度が一定に保たれるように固定輝度制御を行っているが、上述したように外部調光機構を備えさせ、外部から指示される値に従って有機ＥＬ素子１０の発光輝度を可変とし、設定された輝度となるように制御する可変輝度制御を行ってもよい。
なお、共振回路５１は周波数に応じてインピーダンスが変化するものであれば、直列共振回路に限定されるものではなく、インダクタンス、キャパシタンスが並列に接続された並列共振回路であっても良いし、類似の回路網でも良い。
また、電流制御手段５０は、上記構成に限定されるものではなく、共振回路に供給する交流電圧の周波数、すなわち第１トランジスタＴｒ1および第２トランジスタＴｒ2をオン／オフさせるスイッチング周波数と、共振回路５１の共振周波数との関係を利用して、有機ＥＬ素子１０に印加される電圧を調整し、有機ＥＬ素子１０に供給される電流量を制御して有機ＥＬ素子１０の発光輝度を一定に保つような構成であればどのようなものであってもよい。
例えば、図４に示す様に、共振回路５１を、抵抗Ｒ１０とキャパシタンスＣ１０とからなるＬＰＦ５３に置き換え、電流制御手段をインバータ制御手段５２とＬＰＦ５３から構成してもよい。ＬＰＦ５３は、所定のカットオフ周波数を有し、インバータ制御手段５２の第１トランジスタＴｒ１および第２トランジスタＴｒ２をオン／オフさせるスイッチング周波数とカットオフ周波数との関係により回路のインピーダンスを変化させる。すなわち、共振回路５１をＬＰＦ５３に置き換えた場合も上記と同様に、インバータ制御手段５２からのスイッチング周波数と、ＬＰＦ５３のカットオフ周波数との関係により、有機ＥＬ素子１０に印加される電圧を調整し、有機ＥＬ素子１０に供給される電流量を制御して有機ＥＬ素子１０の発光輝度が一定になるように制御することができる。
さらに、電流制御手段５０は、上記ＬＰＦ５３を、抵抗Ｒ１０とキャパシタンスＣ１０を入れ替えたＨＰＦ（ハイパスフィルタ）で置き換えた構成としても良い。また、ＬＰＦ５３、ＨＰＦは、インバータ手段３０から供給される電流の周波数に応じてインピーダンスを変化させるものであれば、オペアンプ（Operational Amp)を用いたアクテブフィルタで構成してもよい。
〔第２の最良の形態〕
次に、本発明を実施するための第２の最良の形態を図５に基づき説明する。なお、上記第１の最良の形態と同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。
次に、本発明を実施するための第２の最良の形態を図５に基づき説明する。なお、上記第１の最良の形態と同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。
図５に示すように、第２の最良の形態の照明装置１５０において有機ＥＬ素子１０を駆動する駆動回路１５０ａは、第１の最良の形態の駆動回路１００ａに対して、電圧降下手段６０と、整流手段７０と、比較手段８０とを付加した構成となっている。
電圧降下手段６０は、交流入力電源ＰＳから供給される交流電圧を降下してコンバータ手段２０に供給する。具体的には、トランス等の電圧を変換する回路等から構成することができる。
なお、電圧降下手段６０は、インバータ手段３０の出力段に設けてもよい。要は、有機ＥＬ素子１０に供給する電圧を交流入力電源よりも降圧し、有機ＥＬ素子１０に印加する電圧を最適化できればよい。
整流手段７０は、電流検知手段４０から分岐して出力される検知信号（検出電圧）を整流して比較手段８０に供給する。整流手段７０は半波又は全波ブリッジ整流回路を用いて構成することができる。
比較手段８０はオペアンプ等を用いたアナログ比較回路等で構成されて、整流手段７０から出力された検出電圧と基準電圧とを比較してその結果をインバータ手段３０に出力する。
次に、動作を説明する。
比較手段８０による検出電圧と基準電圧との比較結果に基づき、有機ＥＬ素子１０に所定値以上の電流が供給されていると判断された場合、比較手段８０からインバータ手段３０のインバータ制御手段５２に警報が出力される。インバータ制御手段５２は比較手段８０から警報が入力されると発振動作を停止して有機ＥＬ素子１０への電流供給を停止する。これにより過熱や無駄な消費電力を抑えることができる。
比較手段８０による検出電圧と基準電圧との比較結果に基づき、有機ＥＬ素子１０に所定値以上の電流が供給されていると判断された場合、比較手段８０からインバータ手段３０のインバータ制御手段５２に警報が出力される。インバータ制御手段５２は比較手段８０から警報が入力されると発振動作を停止して有機ＥＬ素子１０への電流供給を停止する。これにより過熱や無駄な消費電力を抑えることができる。
なお、本発明に係る照明装置は、上記第１および第２の最良の形態の照明装置１００、１５０に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能であるのは勿論である。例えば、有機ＥＬ素子１０の数は特に限定されるものではなく、複数の有機ＥＬ素子１０を例えば直列に接続して設けてもよい。有機ＥＬ素子１０は低電圧で発光するため、これを複数直列接続することにより、駆動電源電圧が高くても分圧して駆動することができるので、例えば商用電源をそのまま電圧変換することなく用いることができ汎用性を得ることができる。
図６に、有機ＥＬ素子１０を複数直列接続した例を示す。各有機ＥＬ素子１０は発光面１１ａに対して長尺に形成され、互いに所定間隔をあけて平行に配置されている。平行配置された有機ＥＬ素子１０は、基板１１にパターニングされた配線１５により互いに直列に接続されている。また、基板１１の発光面１１ａ側には基板と略同一の大きさに形成された拡散板１６が設けられている。拡散板１６は、各有機ＥＬ素子１０からライン状に放射される光を拡散して面発光とするものである。なお、配線１５により駆動回路１００ａ、１５０ａにそれぞれ接続される。
有機ＥＬ素子１０により面光源とする場合に、単一の有機ＥＬ素子１０から構成するよりも、上記の様に、ストライプ状に形成した有機ＥＬ素子１０を複数直列接続して構成する場合の方が、発光効率を向上することができ、かつ、製造歩留まりの点においても優れている。
〔第３の最良の形態〕
次に、本発明を実施するための第３の最良の形態として、上記に示した照明装置１００又は照明装置１５０をバックライト１２０として利用した液晶表示装置２００について図７を参照して説明する。
次に、本発明を実施するための第３の最良の形態として、上記に示した照明装置１００又は照明装置１５０をバックライト１２０として利用した液晶表示装置２００について図７を参照して説明する。
図７に模式的に示すように、液晶表示装置２００は、バックライト１２０と、液晶パネル１４０等を備えている。
バックライト１２０は、有機ＥＬ素子１０、基板１１、プリズムシート１５を備えている。なお、図示していないが、有機ＥＬ素子１０は、上記照明装置１００又は照明装置１５０と同様の駆動回路１００ａ又は１５０ａにより駆動される。
有機ＥＬ素子１０から発せられる白色光は、透明な基板１１を通過して面状に放射され、集光機能を備えるプリズムシート１５により液晶パネル１４０の方向に向けられて、面状に射出される。
図６に示す液晶パネル１４０は、一般に２枚偏光板方式と称される構造を有し、バックライト１２０側から順に、偏光板１４１、基板１４２、液晶層１４３、カラーフィルタ１４４、基板１４５、偏光板１４６等が積層されて構成されている。
２枚の基板１４２、１４５上にはそれぞれＩＴＯ等からなる電極（図示略）がパターニングして設けられており、画素毎に電圧を選択的に印加できるようになっている。電極上には配向膜（図示略）が設けられ、配向膜により液晶分子の配向状態が制御される。
バックライト１２０から放射された白色光は偏光板１４１により一定の方向に振動する偏光とされ、これが基板１４２を通過して液晶層１４３に到達する。液晶層１４３は画像情報に応じて電極に印加される電圧により液晶の分子配列を変化させる。液晶の分子配列によって液相層１４３に到達した光の振動方向が変化される。液相層１４３を通過した光は、カラーフィルタ１４４により発色が決定され、透明な基板１４５を通過して偏光板１４６に到達する。偏光板１４６では、液晶層１４３で変化した光の振動方向により、すなわち液相層１４３間に印加した電圧レベルにより、光の透過率が制御され、観察者方向Ｇに向けて光が射出されて、画像が表示される。
すなわち、液晶表示装置２００は、商用電源を交流入力電源ＰＳとして用いた場合にも商用電源より高い周波数で点滅発光するバックライト１２０を光源として利用しているので、光源の寿命が向上するとともに、画像のちらつきを低減することができる。
Claims (15)
- 有機ＥＬ素子を光源とする照明装置において、
交流入力電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段と、
前記コンバータ手段から供給される直流電力を前記交流入力電源よりも高い周波数の交流電力に変換して前記有機ＥＬ素子に供給するインバータ手段と、
を有することを特徴とする照明装置。 - 前記有機ＥＬ素子に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段が検知した電流値に基づいて、前記インバータ手段から前記有機ＥＬ素子に供給する電流量を制御する電流制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。 - 前記電流制御手段は、
前記インバータ手段と前記有機ＥＬ素子との間に接続され、所定の周波数で共振する共振手段と、
前記電流検知手段により検知された電流値に基づいて前記インバータ手段から前記有機ＥＬ素子に供給する電流のスイッチング周波数を制御するインバータ制御手段と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。 - 前記共振手段は、
ローパスフィルタ又はハイパスフィルタであることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。 - 前記電流制御手段は、電流検知手段により所定値以上の電流が検知された場合、前記有機ＥＬ素子に対する電力供給を停止することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記有機ＥＬ素子は複数が直列に接続されて設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記インバータ手段が制御するスイッチング周波数は、２０ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記交流入力電源または前記インバータ手段から供給される交流電圧を降下させて出力する電圧降下手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記照明装置は、通過する光の偏向状態を変化させて画像表示を行う液晶表示装置の光源であること特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の照明装置。
- 有機ＥＬ素子を光源とする照明装置の駆動方法において、
交流入力電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、
前記直流電力を前記交流入力電源よりも高い周波数の交流電力に変換して前記有機ＥＬ素子に供給する、ことを特徴とする照明装置の駆動方法。 - 前記有機ＥＬ素子に前記交流電力を供給する際に、
前記有機ＥＬ素子に流れる電流を検知し、
前記電流検知手段が検知した電流値に基づいて、前記有機ＥＬ素子に供給される電流量を制御する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の照明装置の駆動方法。 - 有機ＥＬ素子に供給する電流のスイッチング周波数を制御することにより、前記有機ＥＬ素子に供給される電流量を制御することを特徴とする請求項１１に記載の照明装置の駆動方法。
- 前記有機ＥＬ素子は複数が直列に接続されて設けられていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法。
- 前記有機ＥＬ素子に供給される交流電力の周波数は、２０ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法。
- 前記有機ＥＬ素子に供給される交流電力は、前記交流入力電源から供給される電圧を降下させたものであることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法。
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