JP2005149744A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 商用電源を電源として利用した小型の照明装置を提供する。
【解決手段】 有機ＥＬ素子１０を光源とする照明装置１００において、交流電源ＰＳから供給される交流電圧を直流電圧に整流する第１の整流手段２０と、整流された直流電圧から交流電源ＰＳよりも高い周波数のパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段３０と、出力されたパルス電圧を低電圧に変換する電圧変換手段４０と、低電圧に変換されたパルス電圧を直流電圧に整流し、この直流電圧を有機ＥＬ素子１０に供給する第２の整流手段５０とを設ける。
【選択図】図２
【解決手段】 有機ＥＬ素子１０を光源とする照明装置１００において、交流電源ＰＳから供給される交流電圧を直流電圧に整流する第１の整流手段２０と、整流された直流電圧から交流電源ＰＳよりも高い周波数のパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段３０と、出力されたパルス電圧を低電圧に変換する電圧変換手段４０と、低電圧に変換されたパルス電圧を直流電圧に整流し、この直流電圧を有機ＥＬ素子１０に供給する第２の整流手段５０とを設ける。
【選択図】図２
Description
本発明は、有機ＥＬ素子を光源とする照明装置に関する。
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を有し、電極間に電流を供給すると発光する。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することにより、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。
このような有機ＥＬ素子を一般家庭において照明装置等の光源として使用する場合は、商用電源を電源として利用することが望ましい。
しかし、有機ＥＬ素子は約２０Ｖ以下の電圧で最適な発光効率を示すため、約１００Ｖの商用電源を電源として用いる場合、低い電圧に変換する必要がある。
そこで、変圧器により電圧降下させて、降圧した交流により有機ＥＬ素子を発光させるようにした照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２０３０７７号公報
しかし、有機ＥＬ素子は約２０Ｖ以下の電圧で最適な発光効率を示すため、約１００Ｖの商用電源を電源として用いる場合、低い電圧に変換する必要がある。
そこで、変圧器により電圧降下させて、降圧した交流により有機ＥＬ素子を発光させるようにした照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、従来の照明装置（特許文献１）では、商用電源に変圧器を直接接続し、商用電源から供給される電圧を変圧器により降圧している。したがって、変圧器のコアは商用電源の周波数５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚの磁束密度による損失を回避する必要があり、このため変圧器のコアのサイズを小型化するのは困難であった。したがって、有機ＥＬ素子を光源とする照明装置に対して商用電源を利用して電力供給を行う場合、有機ＥＬ素子に電流を供給する電源のサイズが大きくなり、有機ＥＬ素子が薄膜に形成されているにも関わらず照明装置を全体として小型化するのが困難であった。
また、有機ＥＬ素子は供給される電流の方向によって発光又は消灯するため、照明装置において交流の商用電源を電源として用いる場合は、常時発光させるために、有機ＥＬ素子に対しては順方向の直流電流を供給する必要がある。
本発明の課題は、商用電源を電源として利用した小型の照明装置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、交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に整流する第１の整流手段と、前記第1の整流手段の出力直流電圧から前記交流電源よりも高い周波数のパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段と、前記パルス電圧生成手段の出力パルス電圧を低電圧に変換する電圧変換手段と、前記電圧変換手段により変換された低電圧のパルス電圧を直流電圧に整流し、この直流電圧を前記有機ＥＬ素子に供給する第２の整流手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２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、交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に整流する第１の整流手段と、前記第1の整流手段の出力直流電圧から前記交流電源よりも高い周波数のパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段と、前記パルス電圧生成手段の出力パルス電圧を低電圧に変換する電圧変換手段と、前記電圧変換手段により変換された低電圧のパルス電圧を直流電圧に整流し、この直流電圧を前記有機ＥＬ素子に供給する第２の整流手段と、前記有機ＥＬ素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された検出信号に基づいて前記有機ＥＬ素子に流れる電流を一定に制御する電流制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項３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、交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に整流する第１の整流手段と、前記第1の整流手段の出力直流電圧から前記交流電源よりも高い周波数のパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段と、前記パルス電圧生成手段の出力パルス電圧を低電圧に変換する電圧変換手段と、前記電圧変換手段により変換された低電圧のパルス電圧を直流電圧に整流し、この直流電圧を前記有機ＥＬ素子に供給する第２の整流手段と、前記有機ＥＬ素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された検出信号に基づいて前記パルス電圧生成手段を制御するパルス電圧制御手段と、を備えたことを特徴とする。
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、前記パルス電圧制御手段は、前記パルス電圧の振幅を変調するパルス振幅変調回路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３に記載の照明装置において、前記パルス電圧制御手段は、前記パルス電圧の時間幅を変調するパルス幅変調回路であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか一項に記載の照明装置において、前記電流検出手段により検出された検出信号と前記有機ＥＬ素子に流れる電流とを比較し、前記有機ＥＬ素子に流れる電流が予め定められた基準電流値を超えたとき、当該有機ＥＬ素子への通電を停止する強制停止手段を備えたことを特徴とする。
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、前記電圧変換手段は磁気変圧器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、商用電源等の交流電源を用いて有機ＥＬ素子を発光させる場合に、交流電源よりも高い周波数のパルス電圧を生成し、このパルス電圧を低電圧に変換しているので、電圧変換手段の電圧変換効率を高めることができる。よって、電圧変換手段を小型に構成できるので、照明装置を小型化することができる。
請求項２に記載の発明によれば、電圧変換手段を小型に構成できるので、照明装置を小型化することができるとともに、有機ＥＬ素子の素子抵抗が変動しても一定の電流を供給することができる。また、供給する電流値を有機ＥＬ素子が最適な発光効率を示す値に設定すれば、照明装置の省エネルギー化が可能になる。
請求項３〜５のいずれか一項に記載の発明によれば、電圧変換手段を小型に構成できるので、照明装置を小型化することができるとともに、パルス電圧制御手段によりパルス電圧生成手段を制御して、有機ＥＬ素子の素子抵抗が変動しても一定の電流を供給することができる。また、供給する電流値を有機ＥＬ素子が最適な発光効率を示す値に設定すれば、照明装置の省エネルギー化が可能になる。
請求項６に記載の発明によれば、有機ＥＬ素子に流れる電流が予め定められた基準値を超えたとき、有機ＥＬ素子への通電を停止するので、過熱や消費電力の無駄を防止することができる。
請求項７に記載の発明によれば、有機ＥＬ素子に降圧した電圧を供給する場合の電圧の変換効率を高めることができ、磁気変圧器を用いた場合でも有機ＥＬ素子を光源とする照明装置を小型化することができる。
以下、図面を参照して本発明に係る照明装置を実施するための第１〜第３の最良の形態を説明する。第１〜第３の最良の形態は、いずれも図１に示す有機ＥＬ素子１０を光源とする照明装置に係るものである。
〔第１の最良の形態〕
まず、図１および図２を参照して、本発明を実施するための第１の最良の形態としての照明装置１００を説明する。
まず、図１および図２を参照して、本発明を実施するための第１の最良の形態としての照明装置１００を説明する。
図１に照明装置１００の光源として利用される有機ＥＬ素子１０を模式的に示す。有機ＥＬ素子１０は、図１に示すように、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の発光機構は次のようになっている。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が光として放出される。放射された光は、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、陽極１２と陰極１４を基板１１に対して図１に示す順序とは逆の順序に積層してもよいし、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有機層１３から放出される光を射出するトップエミッションの構成にしてもよい。
次に、各層について説明する。
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、石英等を用いることができる。
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）等を用いることができる。
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、石英等を用いることができる。
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）等を用いることができる。
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％以上の導電材料を用いて構成することができる。
有機層１３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層構成等からなる複数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、発光層を薄膜化することが望ましい。有機発光材料としては、一重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素子において、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。
正孔輸送層を設ける場合、正孔輸送層は陽極１２と接するように設けられる。電子輸送層を設ける場合、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を複数層光性とする場合、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が任意の位置に配置されていてもよい。
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。
なお、有機ＥＬ素子１０を照明装置の光源として利用するときは白色化するのが望ましいが、単一の発光材料で白色を示すものが無いため白色化する方法としては、異なる発光極大波長を示す２つ以上の発光材料から発光層を形成する方法、あるいは、発光層からの少なくとも１つ以上の発光極大波長の発光材料と、発光層からの光を励起光として吸収して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する蛍光材料を、発光層や基板１１等に分散させて異なる２つ以上の発光極大波長により白色化する方法であっても良い。
次に、図２を参照して、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。
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、第１の整流手段２０と、パルス電圧生成手段３０と、電圧変換手段４０と、第２の整流手段５０とを有し、交流電源ＰＳから電力供給を受ける。
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、第１の整流手段２０と、パルス電圧生成手段３０と、電圧変換手段４０と、第２の整流手段５０とを有し、交流電源ＰＳから電力供給を受ける。
交流電源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。
第１の整流手段２０は、交流電源ＰＳから供給される交流電圧を直流電圧に変換して出力電圧を後段のスイッチング手段３１に供給する。例えば、ブリッジ形全波整流回路および平滑回路等から構成することができ、交流電源ＰＳから供給される交流電圧を全波整流して直流電圧に変換する。
パルス電圧生成手段３０は、第１の整流手段２０の出力直流電圧からパルス電圧を生成するもので、例えば、スイッチング手段３１と、発振手段３２とから構成することができる。
スイッチング手段３１は、例えば、電界効果型トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）等のスイッチング素子を用いて構成することができ、発振手段３２から供給されるパルス信号に基づいてオン／オフし、第１の整流手段２０から供給される直流電圧からパルス電圧を生成する。
発振手段３２は、パルス信号を生成してスイッチング手段３１に供給し、スイッチング手段３１を所定のタイミングでオン／オフさせるもので、例えば、オペアンプ等を用いて構成することができる。
発振手段３２からスイッチング手段３１に供給するパルス信号の信号波形は方形波であることが好ましい。また、当該パルス信号の周波数は数十ｋＨｚが好ましく、交流電源ＰＳの周波数よりも高いことがより好ましい。これにより、スイッチング手段３１から出力されるパルス電圧の周波数を交流電源ＰＳの周波数よりも高くすることができる。
電圧変換手段４０はパルス電圧生成手段３０の出力パルス電圧を低電圧に変換するもので、例えば、磁気変圧器等を用いて構成することができる。
第２の整流手段５０は、電圧変換手段４０により低電圧に変換されたパルス電圧を直流電圧に整流して、この整流した直流電圧を有機ＥＬ素子１０に供給する。
すなわち、第一の最良の形態の照明装置１００によれば、交流電源ＰＳから供給される交流電圧を整流した後、パルス電圧生成手段３０により交流電源ＰＳよりも高い数十Ｈｚの周波数でスイッチングされることにより生成されたパルス電圧を降圧しているので、電圧変換手段４０を磁気変圧器を用いて構成した場合、当該磁気変圧器の磁束密度を高くすることができ、これにより磁気変圧器のコアサイズを大幅に小さくすることができ、照明装置１００を全体として小型化することができる。
〔第２の最良の形態〕
次に、図３および図４を参照して、第２の最良の形態における照明装置２００を説明する。なお、照明装置２００において、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、図３および図４を参照して、第２の最良の形態における照明装置２００を説明する。なお、照明装置２００において、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３に示すように、照明装置２００は、有機ＥＬ素子１０を駆動する駆動回路２００ａとして、第１の整流手段２０、パルス電圧生成手段３０、電圧変換手段４０、第２の整流手段５０に加えて、有機ＥＬ素子に流れる電流を検出する電流検出手段６０と、当該電流検出手段６０により検出された検出信号に基づいて有機ＥＬ素子１０に流れる電流を一定に制御する電流制御手段７０を備えている。
図４に、照明装置２００の具体的な回路構成を例示しながら、第二の最良の形態の動作を説明する。
図４に示すように、第１の整流手段２０は、例えば、４つのダイオードＤ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4からなるブリッジ形全波整流回路２１およびコンデンサＣ1等の平滑回路２２から構成される。
交流電源ＰＳから供給される交流電圧はブリッジ形全波整流回路２１において整流され、平滑回路２２により平滑化されてパルス電圧生成手段３０に供給される。
交流電源ＰＳから供給される交流電圧はブリッジ形全波整流回路２１において整流され、平滑回路２２により平滑化されてパルス電圧生成手段３０に供給される。
パルス電圧生成手段３０は、スイッチング手段３１としてのトランジスタＴｒ1と、発振手段３２としてのオペアンプＯＰ1等から構成される。
発振手段３２から供給される交流電源ＰＳよりも高い周波数を有するパルス信号により、トランジスタＴｒ1のゲート端子がオン／オフされ、これによりパルス電圧生成手段３０において、第１の整流手段２０の出力直流電圧からパルス電圧が生成される。
発振手段３２から供給される交流電源ＰＳよりも高い周波数を有するパルス信号により、トランジスタＴｒ1のゲート端子がオン／オフされ、これによりパルス電圧生成手段３０において、第１の整流手段２０の出力直流電圧からパルス電圧が生成される。
電圧変換手段４０は磁気変圧器（トランス）を用いて構成される。
パルス電圧生成手段３０から供給されるパルス電圧は、トランスの１次側と２次側の巻数比に応じて低電圧に変換される。
パルス電圧生成手段３０から供給されるパルス電圧は、トランスの１次側と２次側の巻数比に応じて低電圧に変換される。
第２の整流手段５０は、例えば、２つのダイオードＤ5、Ｄ6からなる整流回路５１およびコンデンサＣ2からなる平滑回路５２から構成される。
第２の整流手段５０において、電圧変換手段４０から供給される低電圧に変換されたパルス電圧が、整流回路５１において整流され、平滑回路５２により平滑化されて有機ＥＬ素子１０に供給される。
第２の整流手段５０において、電圧変換手段４０から供給される低電圧に変換されたパルス電圧が、整流回路５１において整流され、平滑回路５２により平滑化されて有機ＥＬ素子１０に供給される。
電流検出手段６０は、例えば、有機ＥＬ素子１０に直列に接続される抵抗Ｒ1を用いて構成することができる。
電流検出手段６０では、有機ＥＬ素子１０に流れる電流を検出して電圧に変換し、電圧値に対応する検出信号を電流制御手段７０に出力する。
電流検出手段６０では、有機ＥＬ素子１０に流れる電流を検出して電圧に変換し、電圧値に対応する検出信号を電流制御手段７０に出力する。
電流制御手段７０は、例えば、オペアンプＯＰ2、抵抗ｒ、トランジスタＴｒ2を用いて構成することができる。抵抗ｒの抵抗値は、有機ＥＬ素子１０が最適な発光効率を示す電流値が供給されるような値となるように設定される。オペアンプＯＰ2は、このように設定された抵抗ｒの設定電圧と、電流検出手段６０から供給される検出電圧とを比較し、有機ＥＬ素子１０に所定の電流値の電流が供給されるように定電流制御を行う。
ここで、電流制御手段７０は有機ＥＬ素子１０の発光輝度が固定された値となるような定電流制御を行うだけでなく、例えば、照明装置１００の輝度が利用者から指定されるものとなるように、有機ＥＬ素子１０に供給される電流量を制御するような調光制御を行ってもよい。すなわち、照明装置１００は利用者により、ダイヤル等により所望の輝度に調整可能な外部調光機構を有していてもよい。この場合、例えば、電流検出手段６０を構成する抵抗Ｒを可変抵抗とし、外部から利用者により指定された輝度となるように抵抗値を変化させて調光すればよい。
すなわち、照明装置２００によれば、第一の最良の形態と同様に、電圧変換手段４０を小型に構成できるので、照明装置２００を小型化することができるとともに、電流検出手段６０、電流制御手段７０を備えるので、有機ＥＬ素子１０の素子抵抗が変動しても一定の電流を供給することができる。
また、電流制御手段７０により有機ＥＬ素子１０が最適な発光効率を示す電流値の電流が供給されるように制御することにより、照明装置２００の省エネルギー化が可能になる。
〔第３の最良の形態〕
次に、図５および図６を参照して、第３の最良の形態における照明装置３００を説明する。なお、照明装置３００において、第１および第２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、図５および図６を参照して、第３の最良の形態における照明装置３００を説明する。なお、照明装置３００において、第１および第２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、照明装置３００は、有機ＥＬ素子１０を駆動する駆動回路３００ａとして、第１の整流手段２０、パルス電圧生成手段としてのスイッチング手段３１（以下、「パルス電圧生成手段３１」と称する）、電圧変換手段４０、第２の整流手段５０に加えて、電流検出手段６０と、パルス電圧制御手段３３とを備えている。電流検出手段６０から出力される検出信号は、パルス電圧制御手段３３に供給される。
パルス電圧生成手段３１は、発振手段３２（図２〜図４参照）に代えて、パルス電圧制御手段３３から供給されるパルス信号に基づいてオン／オフし、第１の整流手段２０の出力直流電圧からパルス電圧を生成する。
ここで、パルス電圧制御手段３３から供給されるパルス信号の信号波形は方形波であることが好ましい。また、当該パルス信号の周波数は数十ｋＨｚが好ましく、交流電源ＰＳの周波数よりも高いことが好ましい。これにより、パルス電圧生成手段３１から出力されるパルス電圧の周波数を交流電源ＰＳの周波数よりも高くすることができる。
パルス電圧制御手段３３は、電流検出手段６０から入力される検出信号に基づいて、所定のパルス変調方式によりパルス電圧生成手段３１を制御する。
パルス変調方式としては、例えば、パルス電圧の振幅を変調するパルス振幅変調（pulse amplitude modulation:PAM）方式であってもよいし、パルス電圧の時間幅を変調するパルス幅変調（pulse width modulation:PＷＭ）方式であってもよく、パルス電圧制御手段３３はパルス振幅変調回路やパルス幅変調回路により構成することができる。
パルス電圧生成手段３１は、パルス電圧制御手段３３によりパルス幅変調された場合、出力するパルス電圧のデューティ比を変化させる。一方、パルス振幅変調された場合、パルス電圧の電圧値が変化する。これらにより、パルス電圧制御手段３３により、有機ＥＬ素子１０に印加される電圧が変化する。
図６は、パルス電圧生成手段３１に、パルス電圧制御手段３３から出力されるパルス信号の変調により有機ＥＬ素子１０に印加される直流電圧の変化を模式的に示した図である。図６（ａ）は、所定周期Ｔにおいてパルス信号をパルス幅変調したときの有機ＥＬ素子１０に印加される直流電圧Ｖdc（破線）の変化を示し、図６（ｂ）は、所定周期Ｔにおいてパルス信号をパルス振幅変調したときの有機ＥＬ素子１０に印加される直流電圧Ｖdc（破線）の変化を示している。
すなわち、電流検出手段６０により検出される検出信号に基づいて、パルス電圧制御手段３３は、パルス電圧生成手段３１に出力するパルス信号を変調することにより、有機ＥＬ素子１０に供給する電流を制御するので、第１および第２の最良の形態で示した電流制御手段７０を設ける必要がなく、有機ＥＬ素子１０の駆動回路３００ａを小型化することができる。
また、第３の最良の形態においても、パルス幅変調もしくはパルス振幅変調により、有機ＥＬ素子１０に供給する電流量を制御する場合、有機ＥＬ素子１０が最適な発光効率を示すように定電流制御を行ってもよいし、利用者から指定される輝度となるような調光制御を行うこととしてもよい。
以上説明した照明装置３００によれば、電圧変換手段４０を小型に構成でき、かつ電流制御手段７０を省くことができるので、照明装置３００を小型化することができるとともに、パルス電圧制御手段３３によりパルス電圧生成手段３１を制御して、有機ＥＬ素子１０の素子抵抗が変動しても一定の電流を供給することができる。また、供給する電流値を有機ＥＬ素子１０が最適な発光効率を示す値に設定すれば、照明装置３００の省エネルギー化が可能になる。
なお、本発明に係る照明装置は、上記第１〜第３の最良の形態の照明装置１００、２００、３００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、電流検出手段６０により検出された検出信号が、予め定められた基準電流値を超えたとき、スイッチング手段３１（第３の最良の形態においてはパルス電圧生成手段３１）に供給するパルス信号の供給を停止して、有機ＥＬ素子１０への通電を強制的に停止するようにしてもよい。このように、検出信号が予め定められた基準電流値を超える場合、有機ＥＬ素子１０が短絡や材料寿命等により電極間がショートして異常電流が発生したと考えることができるので、有機ＥＬ素子１０に対する通電を強制的に停止することにより、電極間ショートの発熱による火災を防ぐことができる。
また、第１〜第３の最良の形態において、有機ＥＬ素子１０が１つの場合について説明したが、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７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１１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１６により図２〜図５に示す駆動回路１００ａ、２００ａ、３００ａ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、分圧により発光効率を向上することができ、かつ、発光面積の減少による製造歩留まりの点においても優れている。
ＰＳ 交流電源
１０ 有機ＥＬ素子
２０ 第１の整流手段
３０ パルス電圧生成手段
３１ スイッチング手段
３２ 発振手段
３３ パルス電圧制御手段
４０ 電圧変換手段
５０ 第２の整流手段
６０ 電流検出手段
７０ 電流制御手段
１００ 照明装置
２００ 照明装置
３００ 照明装置
１０ 有機ＥＬ素子
２０ 第１の整流手段
３０ パルス電圧生成手段
３１ スイッチング手段
３２ 発振手段
３３ パルス電圧制御手段
４０ 電圧変換手段
５０ 第２の整流手段
６０ 電流検出手段
７０ 電流制御手段
１００ 照明装置
２００ 照明装置
３００ 照明装置
Claims (7)
- 有機ＥＬ素子を光源とする照明装置において、
交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に整流する第１の整流手段と、
前記第１の整流手段の出力直流電圧から前記交流電源よりも高い周波数のパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段と、
前記パルス電圧生成手段の出力パルス電圧を低電圧に変換する電圧変換手段と、
前記電圧変換手段により変換された低電圧のパルス電圧を直流電圧に整流し、この直流電圧を前記有機ＥＬ素子に供給する第２の整流手段と、
を備えたことを特徴とする照明装置。 - 有機ＥＬ素子を光源とする照明装置において、
交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に整流する第１の整流手段と、
前記第１の整流手段の出力直流電圧から前記交流電源よりも高い周波数のパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段と、
前記パルス電圧生成手段の出力パルス電圧を低電圧に変換する電圧変換手段と、
前記電圧変換手段により変換された低電圧のパルス電圧を直流電圧に整流し、この直流電圧を前記有機ＥＬ素子に供給する第２の整流手段と、
前記有機ＥＬ素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された検出信号に基づいて前記有機ＥＬ素子に流れる電流を一定に制御する電流制御手段と、
を備えたことを特徴とする照明装置。 - 有機ＥＬ素子を光源とする照明装置において、
交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に整流する第１の整流手段と、
前記第１の整流手段の出力直流電圧から前記交流電源よりも高い周波数のパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段と、
前記パルス電圧生成手段の出力パルス電圧を低電圧に変換する電圧変換手段と、
前記電圧変換手段により変換された低電圧のパルス電圧を直流電圧に整流し、この直流電圧を前記有機ＥＬ素子に供給する第２の整流手段と、
前記有機ＥＬ素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された検出信号に基づいて前記パルス電圧生成手段を制御するパルス電圧制御手段と、
を備えたことを特徴とする照明装置。 - 請求項３に記載の照明装置において、
前記パルス電圧制御手段は、前記パルス電圧の振幅を変調するパルス振幅変調回路であることを特徴とする照明装置。 - 請求項３に記載の照明装置において、
前記パルス電圧制御手段は、前記パルス電圧の時間幅を変調するパルス幅変調回路であることを特徴とする照明装置。 - 請求項２〜５のいずれか一項に記載の照明装置において、
前記電流検出手段により検出された検出信号と前記有機ＥＬ素子に流れる電流とを比較し、前記有機ＥＬ素子に流れる電流が予め定められた基準電流値を超えたとき、当該有機ＥＬ素子への通電を停止する強制停止手段を備えたことを特徴とする照明装置。 - 請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明装置において、
前記電圧変換手段は磁気変圧器であることを特徴とする照明装置。
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