JP2005158483A - Lighting device and drive method of lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL素子を光源とする照明装置および照明装置の駆動方法に関する。 The present invention relates to a lighting device using an organic EL element as a light source and a driving method of the lighting device.
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。 In recent years, organic EL elements have attracted attention as self-luminous elements. An organic EL element has a configuration in which a thin light emitting layer made of an organic compound is sandwiched between electrodes, and emits light when a current is supplied between the electrodes. By using the organic EL element as a backlight of a liquid crystal display device or a light source of an illumination device, the illumination portion can be thinned, and thus the entire device can be easily reduced in size and weight.
有機EL素子を平面発光素子として用いた場合に、その発光寿命を向上させるために、例えば陽極として用いるITO電極を独立した複数の電極パターンとして形成し、独立したITO電極の数に比例させて寿命特性を向上させるようにした技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 When an organic EL device is used as a planar light emitting device, for example, ITO electrodes used as anodes are formed as a plurality of independent electrode patterns in order to improve the light emitting lifetime, and the lifetime is proportional to the number of independent ITO electrodes. A technique for improving the characteristics is known (for example, see Patent Document 1).
また、略櫛歯状に形成した2組の陽極および陰極を、平面視において嵌合させるような形状に配置して無機EL素子を構成し、この2組の電極に交互に電圧を印加することにより、無機EL素子の発光寿命を向上させるようにした技術も知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記従来の有機EL素子(特許文献1)では、複数の独立したITO電極の数に比例させて発光寿命を向上させたものであって、単体の有機EL素子そのものの発光寿命を向上させたものではない。 However, in the conventional organic EL element (Patent Document 1), the emission lifetime is improved in proportion to the number of independent ITO electrodes, and the emission lifetime of the single organic EL element itself is improved. Not a thing.
また、無機EL素子は高電界を印加することにより、キャリアが加速されて励起し、それが失活する際に発光する。これに対して、有機EL素子は陰極から電子が注入され、陽極からは正孔が注入されてこれらが再結合することにより励起状態を経て発光する。有機EL素子の場合は印加する電圧も比較的低い。この様に無機EL素子と有機EL素子とでは、素子特性や発光機構、駆動方法が異なっており、2組の陽極および陰極間に交互に電圧を印加させることにより発光寿命の向上を図った上記従来の技術(特許文献2)を有機EL素子を駆動させる際にそのまま適用できるものではない。 In addition, an inorganic EL element emits light when a carrier is accelerated and excited by applying a high electric field and deactivated. On the other hand, in the organic EL element, electrons are injected from the cathode, holes are injected from the anode, and these recombine to emit light through an excited state. In the case of an organic EL element, the applied voltage is also relatively low. As described above, the element characteristics, the light emission mechanism, and the driving method are different between the inorganic EL element and the organic EL element, and the light emission life is improved by alternately applying a voltage between the two sets of the anode and the cathode. The conventional technique (Patent Document 2) cannot be applied as it is when the organic EL element is driven.
本発明の課題は、有機EL素子の寿命特性を向上させた照明装置を提供することにある。 The subject of this invention is providing the illuminating device which improved the lifetime characteristic of the organic EL element.
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、同一基板上に形成された複数の有機EL素子領域と、前記各有機EL素子領域毎に、順次、順方向電流を供給する駆動手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the invention described in
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、前記駆動手段は、前記有機EL素子領域に順方向電流を所定時間供給した後に、当該有機EL素子領域に瞬間的に逆方向電流を供給することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the illumination device according to the first aspect, the driving unit instantaneously reverses the organic EL element region after supplying a forward current to the organic EL element region for a predetermined time. A directional current is supplied.
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、同一基板上に形成された複数の有機EL素子領域と、いずれか一の有機EL素子領域に順方向電流を供給するとともに他の有機EL素子領域に逆方向電流を供給する動作を、各有機EL素子領域について順次行う駆動手段と、を備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in a lighting device using an organic EL element as a light source, a forward current is supplied to a plurality of organic EL element regions formed on the same substrate and any one of the organic EL element regions. And driving means for sequentially performing the operation of supplying the reverse current to the other organic EL element regions for each organic EL element region.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の照明装置において、前記駆動手段は前記各有機EL素子領域の発光面積の比に応じて、各有機EL素子領域に順方向電流を供給する時間を決定することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the illuminating device according to any one of the first to third aspects, the driving unit is configured to change each organic EL element region according to a ratio of light emitting areas of the organic EL element regions. The time for supplying the forward current is determined.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の照明装置において、前記各有機EL素子領域の発光面積は相対的に略等しいことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the illumination device according to any one of the first to fourth aspects, a light emitting area of each organic EL element region is relatively substantially equal.
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、前記各有機EL素子領域は、それぞれ複数の有機EL素子が直列に接続されて形成されていることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the illumination device according to any one of the first to fifth aspects, wherein each of the organic EL element regions is formed by connecting a plurality of organic EL elements in series. It is characterized by that.
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、前記各有機EL素子領域の発光面に、当該有機EL素子領域からの発光を拡散する拡散板を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the illuminating device according to any one of
請求項8に記載の発明は、有機EL素子を光源とする照明装置を駆動する照明装置の駆動方法において、同一基板上に複数の有機EL素子領域を形成し、この各有機EL素子領域毎に、順次、順方向電流を供給することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in a driving method of an illuminating device for driving an illuminating device using an organic EL element as a light source, a plurality of organic EL element regions are formed on the same substrate, and each organic EL element region is The forward current is supplied sequentially.
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の照明装置の駆動方法において、前記有機EL素子領域に順方向電流を所定時間供給した後に、当該有機EL素子領域に瞬間的に逆方向電流を供給することを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the method of driving an illumination device according to the eighth aspect, after a forward current is supplied to the organic EL element region for a predetermined time, a reverse current is instantaneously applied to the organic EL element region. It is characterized by supplying.
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を駆動する照明装置の駆動方法において、同一基板上に複数の有機EL素子領域を形成し、いずれか一の有機EL素子領域に順方向電流を供給するとともに他の有機EL素子領域に逆方向電流を供給する動作を、各有機EL素子領域について順次行うことを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the driving method of an illuminating device for driving an illuminating device using an organic EL element as a light source, a plurality of organic EL element regions are formed on the same substrate, and any one of the organic EL element regions is formed. The operation of supplying the forward current to the other organic EL element regions and the backward current to the other organic EL element regions is sequentially performed for each organic EL element region.
請求項1または8に記載の発明によれば、同一基板上に複数の有機EL素子領域を形成し、駆動手段により各有機EL素子領域毎に、順次、順方向電流を供給することにより、各有機EL素子領域を点滅発光させることにより各有機EL素子領域の発光寿命を向上させることができる。 According to the first or eighth aspect of the present invention, a plurality of organic EL element regions are formed on the same substrate, and a forward current is sequentially supplied to each organic EL element region by the driving means. The light emission lifetime of each organic EL element region can be improved by blinking the organic EL element region.
請求項2または9に記載の発明によれば、有機EL素子に損傷を与えずに、当該有機EL素子から電荷を引き抜くことができ、有機EL素子の長寿命化を図ることができる。 According to the second or ninth aspect of the present invention, it is possible to extract electric charges from the organic EL element without damaging the organic EL element, and it is possible to extend the life of the organic EL element.
請求項3または10に記載の発明によれば、同一基板上に複数の有機EL素子領域を形成し、駆動手段によりいずれか一の有機EL素子領域に順方向電流を供給するとともに他の有機EL素子領域に逆方向電流を供給する動作を各有機EL素子領域について順次行うので、各有機EL素子領域を点滅発光させるとともに、消灯時に逆方向電流を供給することにより有機EL素子内に残る電荷を引き抜くことができ、有機EL素子の寿命特性を向上させることができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、各有機EL素子領域の発光面積の比に応じて、各有機EL素子領域に順方向電流を供給する時間を決定するので、有機EL素子領域の面積の大小に関わらず、各有機EL素子領域の発光量を等しくすることができる。 According to the invention described in claim 4, since the time for supplying the forward current to each organic EL element region is determined according to the ratio of the light emitting area of each organic EL element region, the area of the organic EL element region Regardless of the size, the light emission amount of each organic EL element region can be made equal.
請求項5に記載の発明によれば、各有機EL素子領域の発光面積は相対的に等しいので、各有機EL素子領域からの発光量を略等しいものとすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the light emission areas of the respective organic EL element regions are relatively equal, the light emission amounts from the respective organic EL element regions can be made substantially equal.
請求項6に記載の発明によれば、有機EL素子を複数直列に接続することにより各有機EL素子領域を構成することで、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。 According to the invention described in claim 6, by configuring each organic EL element region by connecting a plurality of organic EL elements in series, the drive voltage per one organic EL element can be divided. It becomes easy to drive an organic EL element with improved luminous efficiency at high voltage.
請求項7に記載の発明によれば、有機EL素子領域の発光面に拡散板を備えたので、有機EL素子領域からの発光を拡散して輝度を均一にすることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the diffusion plate is provided on the light emitting surface of the organic EL element region, the light emission from the organic EL element region can be diffused to make the luminance uniform.
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最良の形態を説明する。図1に本最良の形態における照明装置100(図2参照)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。
The best mode for carrying out the illumination device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an
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を介して順方向電流を供給すると、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。
The light emission mechanism of the
なお、有機EL素子10の構成は、図1に示す態様に限定されるものではなく、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。
Note that the configuration of the
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。
Next, each layer will be described.
The
As the base material of the solid substrate, glass, quartz or the like can be used.
As the base material of the flexible substrate, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), Cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP) and the like can be used.
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。
The
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。
The
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。 The light emitting layer includes an organic light emitting material composed of an organic compound or a complex. In order to emit light efficiently, it is effective to shorten the moving distance of carriers, and it is desirable to reduce the thickness of the light emitting layer. Organic light-emitting materials include fluorescent materials that emit the energy difference as fluorescence when returning from the single excited state to the ground state, and phosphorescent materials that emit the energy difference when returning from the triple excited state to the ground state as phosphorescence. However, it is particularly preferable to use a phosphorescent material from the viewpoint of luminous efficiency and lifetime.
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。
Note that organic molecules are generally vulnerable to moisture and oxygen, and have a high probability of being deteriorated by reacting with oxygen or moisture in the atmosphere, particularly when in an excited state. Therefore, in an organic EL element, it is common to cover and seal the
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が任意の位置に配置されていてもよい。
When the hole transport layer is provided, the hole transport layer is provided in contact with the
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。
The
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。
In addition, when using the
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。図2(a)は当該照明装置100の平面図を示したものであり、(b)は断面図を示したものである。
Next, an
図2(a)に示すように、照明装置100は、同一基板11上に平面視において櫛歯状に形成された2つの有機EL素子領域10a、10bと、この有機EL素子領域10a、10bに対して交互に順方向電流を供給する駆動手段20とを備えている。
As shown in FIG. 2A, the
平面視において、各有機EL素子領域10a、10bは互いに重なり合わないように、一の有機EL素子領域10aに形成される凹部101aに他の有機EL素子領域10bに形成される櫛歯部101bが嵌合するような形状にパターニングされている。また、両有機EL素子領域10a、10bの発光面積は相対的に略等しく形成されている。
In plan view, the
図2(b)に示すように、各有機EL素子領域10a、10bは上記した有機EL素子10から形成されるもので、基板11上に形成される陽極12と、有機層13と、櫛歯状にパターニングされた陰極14を備えている。
As shown in FIG. 2B, each of the organic
駆動手段20は、上述のように、各有機EL素子領域10a、10bを交互に発光させるように、各有機EL素子領域10a、10bに交互に順方向電流を供給するものであり、例えば、一の有機EL素子領域10aに順方向電流を供給した後、他の有機EL素子領域10bに順方向電流を供給する様に電流供給切替動作を行う。
As described above, the driving
各有機EL素子領域10a、10bを点滅発光させることにより各有機EL素子領域10a、10bの発光寿命を向上させることができる。
The light emission lifetime of each organic
また、駆動手段20は、一の有機EL素子領域10aに順方向電流を供給するとともに、他の有機EL素子領域10bに逆方向電流を供給し、他の有機EL素子領域10bに順方向電流を供給するとともに、一の有機EL素子領域10aに対して逆方向電流を供給する電流供給切替動作を、順次、繰り返し行うようにしてもよい。
The driving
このように、各有機EL素子領域10a、10bを点滅発光させるとともに、各有機EL素子領域の消灯時に逆方向電流を供給することにより有機EL素子10内に残る電荷を引き抜くことができ、有機EL素子10の寿命特性を向上させることができる
As described above, the organic
さらに、駆動手段20は、一の有機EL素子領域10aに順方向電流を所定時間供給した後に、他の有機EL素子領域10bに対して順方向電流を所定時間供給するとともに、一の有機EL素子領域10aに対して逆方向電流を瞬間的に供給する電流供給切替動作を行ってもよい。
Further, the driving
逆方向電流を各有機EL素子領域10a、10bの消灯時に瞬間的に逆方向電流を供給することにより、有機EL素子10に損傷を与えずに、当該有機EL素子10から電荷を引き抜くことができ、有機EL素子10の長寿命化をさらに図ることができる。
By supplying the reverse current instantaneously when the organic
また、駆動手段20は、上記いずれの電流供給切替動作を行う場合であっても、各有機EL素子領域10a、10bの発光面積の比に応じて、それぞれの発光量が等しくなるように各有機EL素子領域10a、10bに順方向電流を供給する時間を決定することが好ましい。本形態においては、一の有機EL素子領域10aと他の有機EL素子領域10bの発光面積は略等しく形成されているため、駆動手段10は各有機EL素子領域10a、10bにそれぞれ同じ時間の配分で順方向電流が供給されるように電流供給切替動作を行う。これに対して、例えば、一の有機EL素子領域と他の有機EL素子領域の発光面積の比が30%:70%である場合、一の有機EL素子領域に順方向電流が供給される時間と、他の有機EL素子領域に順方向電流が供給される時間との比が70%:30%となるように電流供給切替動作を行う。なお、有機EL素子領域が2以上設けられる場合であっても同様である。
In addition, the driving means 20 does not perform any of the above-described current supply switching operations, but the respective organic light emission amounts are equalized according to the ratio of the light emission areas of the organic
基板11には、図2(b)に示す様に、照明装置100の発光面A全体の輝度を均一にするために、拡散板15を設けることが好ましい。拡散板15は、各有機EL素子領域10a、10bの発光面側に設けられ、各有機EL素子領域10a、10bから射出される光を拡散するものである。これにより、発光面A全体から発光されているかの如くにすることができる。
As shown in FIG. 2B, the
なお、図2に示す照明装置100において、陰極14の形状を2つの独立した櫛歯形状の電極としたが、陽極12の形状を櫛歯状の形状にしても良い。
In the
また、各有機EL素子領域10a、10bを交互に点灯させることができれば、有機EL素子領域10a、10bや電極の形状は櫛歯形状に限定されるものではなく、照明装置100の発光面の形状に応じて、適宜、適切な形状とすることができる。例えば、図3(a)に示すように、三角形状を組み合わせた形状であってもよいし、図3(b)に示すように、発光面が円形または楕円形である場合、渦巻き状に形成した2組の有機EL素子領域10a、10bを平面視において嵌合するような形状にパターンニングしてもよい。2組の有機EL素子領域10a、10bの発光面積は、略等しいことが好ましく、各有機EL素子領域10a、10bは発光面全体に均一に分布するように構成されると好ましい。
Moreover, if each organic EL element area |
また、有機EL素子領域の数、また、独立させる電極数は2つに限定されるものではなく、2以上であってもよい。その場合であっても、各有機EL素子領域の発光面積は相対的に略等しいことが好ましく、各有機EL素子領域が発光面に対して均一に分布するように構成されると好ましい。 Further, the number of organic EL element regions and the number of independent electrodes are not limited to two, and may be two or more. Even in that case, it is preferable that the light emitting areas of the respective organic EL element regions are relatively substantially equal, and it is preferable that the respective organic EL element regions are configured to be uniformly distributed with respect to the light emitting surface.
なお、有機EL素子領域の数が2以上である場合、駆動手段20により、各有機EL素子領域毎に、順次、順方向電流を供給させるようにすればよい。また、このとき、駆動手段によりいずれか一の有機EL素子領域に順方向電流を供給すると共に他の有機EL素子領域に逆方向電流を供給する動作を各有機EL素子領域について順次行わせるようにしてもよい。
When the number of organic EL element regions is two or more, the driving
さらに、図4に示すように、各有機EL素子領域10a、10bを複数の有機EL素子10を直列に接続して構成してもよい。また、この場合も、各有機EL素子10の形状は、発光面に応じて、適宜、適切な形状を選択すればよく、図4に示したような矩形状であってもよいし、三角形や多角形等の形状をしていてもよく、特に限定されるものではないのは勿論である。
Furthermore, as shown in FIG. 4, each organic
図4に示すように、有機EL素子10を複数直列に接続することにより各々の有機EL素子領域10a、10bを構成することで、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。
As shown in FIG. 4, the drive voltage per organic EL element can be divided by configuring each organic
次に、照明装置100の駆動手段20の具体的構成例を説明する。
図5に示すように、駆動手段20は、直流電源21と、制御手段22と、スイッチング手段23a、23b等とから構成することができる。
Next, a specific configuration example of the driving
As shown in FIG. 5, the driving means 20 can be composed of a
直流電源21は、制御手段22、スイッチング手段23a、23bの動作電源であるとともに、各有機EL素子領域10a、10bに電流を供給する電流源となる。また、直流電源21は、2次電池等であってもよいし、一般家庭に供給されている公称100Vの交流の商用電源から直流に変換して利用する直流電源であってもよい。また、直流電源21は定電流源であってもよいし、定電圧源であってもよい。
The
制御手段22は、スイッチング手段23a、23bに対して制御パルスを供給するもので、制御手段22から供給される制御パルスによってスイッチング手段23a、23bは有機EL素子領域10a、10bに対する電流供給を順方向と逆方向とに切り替える。
The control means 22 supplies control pulses to the switching means 23a and 23b, and the switching means 23a and 23b forward the current supply to the organic
スイッチング手段23a、23bは、それぞれの有機EL素子領域10a、10b毎に設けられ、制御手段22から供給される制御パルスに従って、それぞれ有機EL素子領域10a、10bに順方向電流と逆方向電流を交互に供給する電流供給切替動作を行う。
The switching means 23a and 23b are provided for each of the organic
次に、スイッチング手段23aの回路構成例を示す図6を参照しながら、スイッチング手段23aによる順方向電流と逆方向電流の電流供給切替動作について説明する。なお、図6には一のスイッチング手段23aのみを示したが、他のスイッチング手段23bの構成や動作は一のスイッチング手段23aと等しいものであるので、ここでは説明を省略する。
Next, the current supply switching operation of the forward current and the reverse current by the switching means 23a will be described with reference to FIG. 6 showing a circuit configuration example of the switching means 23a. FIG. 6 shows only one
スイッチング手段23aは、第一トランジスタTr1、第二トランジスタTr2、第三トランジスタTr3、第四トランジスタTr4と第一抵抗R1、第二抵抗R2等を用いて構成することができる。 The switching means 23a can be configured using a first transistor Tr1, a second transistor Tr2, a third transistor Tr3, a fourth transistor Tr4, a first resistor R1, a second resistor R2, and the like.
制御手段22から供給される制御パルスbによって、各トランジスタTr1、Tr2、Tr3、Tr4のオン/オフを切り替えることにより、有機EL素子領域10aを構成する有機EL素子10に対して順方向電流または逆方向電流を供給する。なお、各トランジスタTr1、Tr2、Tr3、Tr4は、例えば、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)等を用いて構成することができる。
By switching on / off the transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4 by the control pulse b supplied from the control means 22, forward current or reverse current is applied to the
具体的には、制御手段22から供給される制御パルスbの信号レベルが“H”レベルのとき、第一トランジスタTr1および第三トランジスタTr3に対して“H”レベルの制御信号が印加されて、これらのトランジスタTr1、Tr3はオンされる。このとき、第二トランジスタTr2および第四トランジスタTr4に対しては反転器24により制御パルスbの信号レベルが反転された“L”レベルの制御信号が印加され、各トランジスタTr2、Tr4はオフされる。
Specifically, when the signal level of the control pulse b supplied from the control means 22 is “H” level, the “H” level control signal is applied to the first transistor Tr1 and the third transistor Tr3, These transistors Tr1 and Tr3 are turned on. At this time, an "L" level control signal obtained by inverting the signal level of the control pulse b by the
これにより、直流電源21から電流が第一トランジスタTr1→有機EL素子10→第三トランジスタTr3の順に流れ、有機EL素子10に対して順方向電流が供給され、有機EL素子10は点灯する。
Thereby, a current flows from the
一方、制御手段22から供給される制御パルスbの信号レベルが“L”レベルのとき、第一トランジスタTr1および第三トランジスタTr3は“H”レベルの制御信号が印加されてオフとなり、第二トランジスタTr2および第四トランジスタTr4には反転器24により“H”レベルの制御信号が印加されてオンされる。
On the other hand, when the signal level of the control pulse b supplied from the control means 22 is “L” level, the first transistor Tr1 and the third transistor Tr3 are turned off by applying the “H” level control signal, and the second transistor An "H" level control signal is applied to the Tr2 and the fourth transistor Tr4 by the
これにより、直流電源21から電流が第四トランジスタTr4→有機EL素子10→第二トランジスタTr2の順に流れ、有機EL素子10に対しては逆方向電流が供給される。これにより、有機EL素子10に残った電荷が引き抜かれるとともに、有機EL素子10は消灯する。
As a result, a current flows from the
第一抵抗R1および第二抵抗R2は可変抵抗であり、抵抗値を変化させることにより分圧比を変化させて、直流電源21から有機EL素子10に印加される電圧値を調整する。第一抵抗R1により有機EL素子10に対して順方向電流を供給する場合の電圧値を調整することができ、第二抵抗R2により逆方向電流供給時の電圧値を調整することができる。すなわち、第一抵抗R1、第二抵抗R2を備えることにより、順方向電流供給時、逆方向電流供給時の電圧調整を個々に行うことができ、有機EL素子10が最適な発光特性を示す電圧を印加できるように調整することができる。
The first resistor R1 and the second resistor R2 are variable resistors, and the voltage value applied from the
なお、スイッチング手段23aによる有機EL素子10に対する順方向電流供給動作と逆方向電流供給動作の切替による有機EL素子10の点滅発光周期は、制御手段22から供給される制御パルスbの周期により決定し、制御パルスbのデューティ比により順方向で点灯する時間の割合が決定する。この点滅周期は、人が点滅による輝度のちらつきを感じにくい50Hz以上が好ましく、より好ましくは人の耳の可聴周波数帯域を越える周波数、例えば、20kHz以上が好ましい。これにより耳障りな発振音等の動作音の発生を防止することができる。
Note that the blinking light emission period of the
図6においては、一のスイッチング手段23aを示して有機EL素子領域10aに対する順方向電流供給動作と逆方向電流供給動作を切り替える電流供給切替動作について説明したが、上述の如く、他のスイッチング手段23bも同様の回路構成を有し、一のスイッチング手段23aと同様にして順方向電流供給動作と逆方向電流供給動作を制御手段22から供給される制御パルスによって切り替える。このとき、他のスイッチング手段23bに対しては制御パルスbを反転した制御パルスが出力される。反転した制御パルスを他のスイッチング手段23bに与えることにより、一の有機EL素子領域10aと他の有機EL素子領域10bとを交互に発光させることができる。この様に、複数の有機EL素子領域10a、10bを順次発光させることにより、発光面Aから発せられる光の輝度を一定に保つことができ、ちらつきを感じにくくさせることができる。
In FIG. 6, the current supply switching operation for switching between the forward current supply operation and the reverse current supply operation for the organic
なお、本発明は上記最良の形態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、図6に示すスイッチング手段23aは、有機EL素子領域10aの消灯時に逆方向電流を常に供給する構成となっているが、これに限定されるものではなく、逆方向電流の供給を瞬間的に行うこととしてもよい。例えば、有機EL素子領域10aに逆方向電流を供給する際に、制御パルスbの反転入力を受けて第2トランジスタTr2および第4トランジスタTr4に対して瞬間的にオン信号を出力するワンショット回路をスイッチング手段23aに設けることにより、有機EL素子領域10aに逆方向電流を瞬間的に供給することができ、有機EL素子10に損傷を与えずに、順方向電流の供給によりチャージされた電荷を有機EL素子10から引き抜くことができる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described best mode, and can of course be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, the switching means 23a shown in FIG. 6 is configured to always supply a reverse current when the organic
具体的なワンショット回路の構成例を図7に示す。図7に示すワンショット回路は、D型フリップフロップ25とRC時定数回路26と用いて構成されている。D型フリップフロップ25のクロック入力端子CLKは反転器24の出力端子と接続され、その出力端子Qは第2トランジスタTr2および第4トランジスタTr4のゲート端子とが接続されている。RC時定数回路26の抵抗R3は、その一端がD型フリップフロップの出力端子Qと、第2トランジスタTr2および第4トランジスタTr4とに接続され、他端はD型フリップフロップ25のリセット端子RとキャパシスタンスCに接続されている。このワンショット回路によれば、図7(b)に示す様に、制御パルスbの立ち下がりに同期して、第2トランジスタTr2および第4トランジスタTr4がオンされ、RC時定数後(約0.7RC)に第2トランジスタTr2および第4トランジスタTr4がオフされる。これにより、有機EL素子領域10aには瞬間的(約0.7RC)に逆方向電流が供給される。
なお、他のスイッチング手段23bについても同様のワンショット回路を設けてよいのは勿論である。
A specific configuration example of the one-shot circuit is shown in FIG. The one-shot circuit shown in FIG. 7 is configured using a D-type flip-
Of course, a similar one-shot circuit may be provided for the other switching means 23b.
さらに、図6、図7に示す駆動手段20においては、有機EL素子10aの消灯時に逆方向電流を供給するものとしているが、これに限られるものではない。上述したように、駆動手段20は、一の有機EL素子領域10aと他の有機EL素子領域10bに対して交互に順方向電流が供給できればよいので、例えば、図8に示す様に、一のスイッチング手段を第1トランジスタTr1を用いて構成し、制御手段22から供給される制御パルスbに応じて間欠的に有機EL素子10に対して順方向電流を供給する構成としてもよい。このとき、他の有機EL素子領域10bについては、この一のスイッチング手段と同様の構成の他のスイッチング手段に制御手段22から反転した制御パルスを与えることにより、一の有機EL素子領域10aと他の有機EL素子領域10bとを交互に点灯させることができる。
Furthermore, in the drive means 20 shown in FIGS. 6 and 7, the reverse current is supplied when the
さらに、図6、7に示すスイッチング手段23aにおいては、第1抵抗R1、第2抵抗R2の抵抗値を変化させることにより分圧比を変化させて、直流電源21から有機EL素子10に印加される電圧値を調整するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、有機EL素子10に供給される電流値を検出する電流検出手段と、電流検出手段から検出される電流値に基づき有機EL素子10に一定の電流が供給されるように制御する定電流制御手段を設け、定電流制御を行ってもよい。定電流制御手段としては例えば、差動増幅器等を用いて構成することができる。
Further, in the switching means 23a shown in FIGS. 6 and 7, the voltage dividing ratio is changed by changing the resistance values of the first resistor R1 and the second resistor R2, and applied from the
また、図9に示すように、各有機EL素子領域10a、10b毎に有機EL素子10に流れる電流を検知する電流検知手段24a、24bを設けて、電流検知手段24a、24bにより検知した電流値に基づいて制御パルスのデューティ比を調整し、有機EL素子10に順方向電流を供給する時間を制御するようにしてもよい。これにより、照明装置100の発光輝度を一定に保つ輝度固定制御を行ったり、外部から利用者等により指示される輝度となるような調光制御を行うようにしてもよい。
Moreover, as shown in FIG. 9, the current detection means 24a, 24b which detects the electric current which flows into the
10 有機EL素子
10a、10b 有機EL素子領域
11 基板
12 陽極
13 有機層
14 陰極
15 拡散板
20 駆動手段
21 直流電源
22 制御手段
23a スイッチング手段
23b スイッチング手段
A 発光面
b 制御パルス
100 照明装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
同一基板上に形成された複数の有機EL素子領域と、
前記各有機EL素子領域毎に、順次、順方向電流を供給する駆動手段と、
を備えたことを特徴とする照明装置。 In an illumination device using an organic EL element as a light source,
A plurality of organic EL element regions formed on the same substrate;
Drive means for sequentially supplying a forward current for each organic EL element region;
An illumination device comprising:
前記駆動手段は、前記有機EL素子領域に順方向電流を所定時間供給した後に、当該有機EL素子領域に瞬間的に逆方向電流を供給することを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 1.
The driving unit supplies a forward current to the organic EL element region for a predetermined time, and then instantaneously supplies a reverse current to the organic EL element region.
同一基板上に形成された複数の有機EL素子領域と、
いずれか一の有機EL素子領域に順方向電流を供給するとともに他の有機EL素子領域に逆方向電流を供給する動作を、各有機EL素子領域について順次行う駆動手段と、
を備えたことを特徴とする照明装置。 In an illumination device using an organic EL element as a light source,
A plurality of organic EL element regions formed on the same substrate;
Driving means for sequentially supplying the forward current to any one of the organic EL element regions and supplying the reverse current to the other organic EL element regions with respect to each organic EL element region;
An illumination device comprising:
前記駆動手段は前記各有機EL素子領域の発光面積の比に応じて、各有機EL素子領域に順方向電流を供給する時間を決定することを特徴とする照明装置。 In the illuminating device as described in any one of Claims 1-3,
The driving device determines a time for supplying a forward current to each organic EL element region in accordance with a ratio of light emitting areas of the organic EL element regions.
前記各有機EL素子領域の発光面積は相対的に略等しいことを特徴とする照明装置。 In the illuminating device as described in any one of Claims 1-4,
The light emitting area of each said organic EL element area | region is relatively substantially equal, The illuminating device characterized by the above-mentioned.
前記各有機EL素子領域は、それぞれ複数の有機EL素子が直列に接続されて形成されていることを特徴とする照明装置。 In the illuminating device as described in any one of Claims 1-5,
Each of the organic EL element regions is formed by connecting a plurality of organic EL elements in series.
前記各有機EL素子領域の発光面に、当該有機EL素子領域からの発光を拡散する拡散板を備えたことを特徴とする照明装置。 In the illuminating device as described in any one of Claims 1-6,
An illuminating device comprising a diffusion plate for diffusing light emitted from the organic EL element region on a light emitting surface of each organic EL element region.
同一基板上に複数の有機EL素子領域を形成し、この各有機EL素子領域毎に、順次、順方向電流を供給することを特徴とする照明装置の駆動方法。 In a driving method of a lighting device for driving a lighting device using an organic EL element as a light source,
A driving method of a lighting device, wherein a plurality of organic EL element regions are formed on the same substrate, and a forward current is sequentially supplied to each organic EL element region.
前記有機EL素子領域に順方向電流を所定時間供給した後に、当該有機EL素子領域に瞬間的に逆方向電流を供給することを特徴とする照明装置の駆動方法。 The driving method of the lighting device according to claim 8.
A driving method of a lighting device, wherein a forward current is instantaneously supplied to the organic EL element region after a forward current is supplied to the organic EL element region for a predetermined time.
同一基板上に複数の有機EL素子領域を形成し、いずれか一の有機EL素子領域に順方向電流を供給するとともに他の有機EL素子領域に逆方向電流を供給する動作を、各有機EL素子領域について順次行うことを特徴とする照明装置の駆動方法。 In a driving method of a lighting device for driving a lighting device using an organic EL element as a light source,
The operation of forming a plurality of organic EL element regions on the same substrate, supplying a forward current to any one of the organic EL element regions and supplying a reverse current to the other organic EL element regions A method for driving an illuminating device, which is sequentially performed on regions.
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