JP2007122982A - Illumination 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に関する。 The present invention relates to an illumination device using an organic EL element as a light source.
近年、薄型の固体発光素子として有機EL素子の研究が盛んである。有機EL素子は、有機化合物から成る薄膜の発光層を電極で挟持した構成で、電極間に電圧を供給すると発光する素子である。有機EL素子は薄型かつ軽量の発光素子を構成でき、また駆動電圧が数Vから十数V程度と従来主流の光源である放電灯と比べて駆動電圧が低いため、点灯装置を安価に構成でき、薄型かつ軽量の照明器具への応用が期待できる。従来の有機EL素子を用いた照明装置として、2つの有機EL素子を互いに順方向が逆向きとなるように並列に接続し、これら有機EL素子に順方向電圧及び逆方向電圧を交互に印加することで有機EL素子の寿命を長くするものが特許文献1に記載されている。 In recent years, organic EL devices have been actively studied as thin solid-state light emitting devices. An organic EL device is a device in which a thin light emitting layer made of an organic compound is sandwiched between electrodes, and emits light when a voltage is supplied between the electrodes. The organic EL element can constitute a light-emitting element that is thin and lightweight, and the driving voltage is about several to several tens of volts, which is lower than that of a discharge lamp that is a conventional mainstream light source. Application to thin and lightweight lighting fixtures can be expected. As a conventional lighting device using organic EL elements, two organic EL elements are connected in parallel so that their forward directions are opposite to each other, and forward voltage and reverse voltage are alternately applied to these organic EL elements. Patent Document 1 discloses that the life of the organic EL element is increased.
この種の照明装置の従来例として、次のようなものがある。この従来例は、図3(a)に示すように、4つの有機EL素子10を順方向を同一として直列に接続した第一の直列回路20aと、4つの有機EL素子10を第一の直列回路20aの有機EL素子10に対して逆方向を同一として直列に接続した第二の直列回路20bとを並列に接続して成る発光部20の両端を、限流要素30を介して交流電源PSに接続している。
The following is a conventional example of this type of lighting device. In this conventional example, as shown in FIG. 3A, a
交流電圧が一方の極性の時には、第一の直列回路20aに順方向の電圧が印加されて第二の直列回路20bには逆方向の電圧が印加される。交流電圧の極性が反転すると、第一の直列回路20aに逆方向の電圧が印加されて第二の直列回路20bには順方向の電圧が印加される。したがって、第一の直列回路20aの有機EL素子10一個当たりの印加電圧V1と、第二の直列回路20bの有機EL素子10一個当たりの印加電圧V2の波形と、限流要素30を流れる電流I0の波形は図3(b)のようになる。尚、限流要素30のインピーダンスを変更することで限流要素30での電圧降下を調節して有機EL素子10の印加電圧を変更し、適度の照度が得られるようにしている。
When the AC voltage has one polarity, a forward voltage is applied to the
このように構成することで、交流電源PSの出力を整流及び平滑、並びに降圧することなく容易に有機EL素子10の駆動に適した電圧を供給することができる。また有機EL素子10に対して順方向の電圧及び逆方向の電圧を交互に印加するので、有機EL素子10の寿命を長くすることができる。
ところで、図4(a)に示すように、上記従来例の第一の直列回路20aの有機EL素子が一個故障して回路が開放された場合を考えると、交流電圧が第二の直列回路20bの有機EL素子10に対して順方向の極性の場合は正常な場合と同様であるが、逆極性の場合は、第一の直列回路20aが開放されているために限流要素30に電流I0が流れず、したがって第一の直列回路20aの両端に交流電源PSの電圧がそのまま印加される。すると第一の直列回路20aと並列に接続されている第二の直列回路20bの両端にも交流電源PSの電圧がそのまま印加されるため、正常な場合と比べて高い逆方向の電圧が第二の直列回路20bに印加されるので、有機EL素子10の劣化及び破壊を招く恐れがあった(図4(b)参照)。
By the way, as shown in FIG. 4A, considering the case where one organic EL element of the
本発明は上記の点に鑑みて為されたもので、有機EL素子の一部が故障した場合に残りの素子の劣化及び破壊を防ぐことのできる照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an illumination device that can prevent deterioration and destruction of the remaining elements when a part of the organic EL element fails.
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、交流電源の両端に限流要素を介して第一の発光部及び第二の発光部が並列に接続され、第一の発光部は、一乃至複数の有機EL素子を順方向を同一にして直列に接続した直列回路と、該直列回路に並列に接続される抵抗と、該直列回路に順方向を同一にして直列に接続される整流素子とから成り、第二の発光部は、一乃至複数の有機EL素子を順方向を同一にして直列に接続した直列回路と、該直列回路に並列に接続される抵抗と、該直列回路に順方向を同一にして直列に接続される整流素子とから成り、第一の発光部と第二の発光部は互いに順方向が逆向きとなるように接続されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the first light-emitting part and the second light-emitting part are connected in parallel to both ends of the AC power source via a current limiting element. A series circuit in which one or more organic EL elements are connected in series with the same forward direction, a resistor connected in parallel to the series circuit, and a rectifier connected in series to the series circuit with the same forward direction The second light emitting unit includes one or more organic EL elements connected in series with the same forward direction, a resistor connected in parallel to the series circuit, and the series circuit. The rectifying elements are connected in series with the same forward direction, and the first light emitting part and the second light emitting part are connected so that the forward directions are opposite to each other.
本発明によれば、一乃至複数の有機EL素子を順方向を同一にして直列に接続した直列回路と、該直列回路に並列に接続される抵抗と、該直列回路に順方向を同一にして直列に接続される整流素子とから成る第一の発光部と、一乃至複数の有機EL素子を順方向を同一にして直列に接続した直列回路と、該直列回路に並列に接続される抵抗と、該直列回路に順方向を同一にして直列に接続される整流素子とから成る第二の発光部とを互いに順方向が逆向きとなるように並列に接続したので、正常な状態において第一の発光部及び第二の発光部に対する逆方向の印加電圧を低くすることができ、また第一の発光部又は第二の発光部の何れか一方が故障等して回路が開放された状態においても、他方の発光部に対する逆方向の印加電圧を低く抑えることができ、したがって有機EL素子の劣化及び破壊を防ぐことができる。 According to the present invention, a series circuit in which one or more organic EL elements are connected in series with the same forward direction, a resistor connected in parallel to the series circuit, and a forward direction in the series circuit are made the same. A first light-emitting unit composed of a rectifying element connected in series, a series circuit in which one or more organic EL elements are connected in series with the same forward direction, and a resistor connected in parallel to the series circuit; In the normal state, the second light-emitting section composed of the rectifying elements connected in series with the same forward direction to the series circuit is connected in parallel so that the forward directions are opposite to each other. The applied voltage in the reverse direction to the light emitting unit and the second light emitting unit can be lowered, and either the first light emitting unit or the second light emitting unit is broken and the circuit is opened. Also, keep the applied voltage in the opposite direction to the other light emitting part low. It can, therefore it is possible to prevent the deterioration and destruction of the organic EL element.
以下、本発明の実施形態について図1、2を用いて説明する。本実施形態の照明装置は、図1(a)に示すように、交流電源PSの両端に限流要素3を介して第一の発光部1及び第二の発光部2を並列に接続して構成されている。第一の発光部1は、4つの有機EL素子5を順方向を同一にして直列に接続した直列回路と、該直列回路に並列に接続される抵抗4と、該直列回路に順方向を同一にして直列に接続される整流素子6とから成り、第二の発光部2は、4つの有機EL素子5を順方向を同一にして直列に接続した直列回路と、該直列回路に並列に接続される抵抗4と、該直列回路に順方向を同一にして直列に接続される整流素子6とから成り、第一の発光部1と第二の発光部2は互いに順方向が逆向きとなるように接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1A, the illumination device of the present embodiment has a first light emitting unit 1 and a second
交流電源PSは、如何なるものでもよいが、例えば実効電圧が100V、電源周波数が50Hz又は60Hzの商用電源を用いることができる。 The AC power source PS may be any type, and for example, a commercial power source having an effective voltage of 100 V and a power frequency of 50 Hz or 60 Hz can be used.
有機EL素子5は、規定の方向に電圧を印加することで発光するもので、ここでは交流電源PSの交流電圧を受けて駆動する。尚、本実施形態では、第一の発光部1及び第二の発光部2の直列回路はそれぞれ4つの有機EL素子5で構成されているが、これに限定される必要は無く、必要とする発光量に応じて素子数を変更してもよい。
The
限流要素3は抵抗から成り、抵抗値を変更することで該限流要素3での電圧降下を調節し、第一の発光部1及び第二の発光部2の両端に印加される電圧を調節することで、有機EL素子5の駆動に適した電圧(駆動電圧)を印加する。整流素子6は整流ダイオードから成り、交流電源PSのピーク電圧に対する耐圧を確保するのが望ましい。
The current limiting
以下、本実施形態の動作説明をする。交流電源PSが第二の発光部2の有機EL素子5の順方向の極性の場合、限流要素3及び第二の発光部2の直列回路を介して電流が流れ、第二の発光部2の各有機EL素子5には駆動電圧が印加される。交流電源PSの極性が反転すると、限流要素3及び第一の発光部1の直列回路に電流が流れる。第二の発光部2の整流素子6は、並列に等価的に容量成分をもつので、第二の発光部2の抵抗4を介して並列容量が充電され、第二の発光部2の整流素子6に逆電圧が発生する。したがって、第二の発光部2の直列回路には順方向の電圧値よりも低い逆電圧が印加され、各有機EL素子5には駆動電圧よりも低い逆電圧が印加される。第二の発光部2の有機EL素子5の印加電圧V2の波形と、第二の発光部2の整流素子6の印加電圧VD2の波形と、限流要素3を流れる電流I0の波形は図1(b)のようになる。尚、第一の発光部1の有機EL素子5の印加電圧波形は、第二の発光部2の有機EL素子5の印加電圧波形を反転させたものとなる。
The operation of this embodiment will be described below. When the AC power supply PS has the forward polarity of the
ここで、図2(a)に示すように、第一の発光部1の有機EL素子5の一つが故障し、第一の発光部1の直列回路が開放されたとする。交流電源PSが第二の発光部2の有機EL素子5の順方向の極性の場合は、正常な場合と同様に第二の発光部2の有機EL素子5には駆動電圧が印加される。交流電源PSの極性が反転すると、第一の発光部1の直列回路が開放されているために限流要素3には電流が流れず、第二の発光部2の両端には交流電源PSの電圧がそのまま印加される。ここで、第二の発光部2の整流素子6の並列容量が第二の発光部2の抵抗4を介して充電され、該整流素子6に逆電圧が発生する。したがって、第二の発光部2の直列回路には、交流電源PSの電圧がそのまま印加される場合よりも低い電圧が印加され、各有機EL素子5には駆動電圧よりも低い逆電圧が印加される。第二の発光部2の有機EL素子5の印加電圧V2の波形と、第二の発光部2の整流素子6の印加電圧VD2の波形と、限流要素3を流れる電流I0の波形は図2(b)のようになる。
Here, as shown in FIG. 2A, it is assumed that one of the
上述のように、第一の発光部1及び第二の発光部2の有機EL素子5の直列回路に、それぞれ抵抗4を並列に接続し且つ整流素子6を直列に接続したので、正常時には各有機EL素子5に対する逆方向の印加電圧を低く抑えることができ、また一方の有機EL素子5が故障した場合にも他方の有機EL素子5は発光することができ、さらに各有機EL素子5に対する逆方向の印加電圧を正常時と同様に低く抑えることができる。したがって、有機EL素子5に過大な逆電圧が印加されるのを防ぎ、素子の劣化及び破壊を防ぐことができる。
As described above, the
1 第一の発光部
2 第二の発光部
3 限流要素
4 抵抗
5 有機EL素子
6 整流素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st
Claims (1)
The first light emitting unit and the second light emitting unit are connected in parallel to both ends of the AC power source via a current limiting element, and the first light emitting unit has one or more organic EL elements in series with the same forward direction A series circuit connected to the series circuit, a resistor connected in parallel to the series circuit, and a rectifying element connected in series with the same forward direction to the series circuit. A series circuit in which the organic EL elements are connected in series with the same forward direction, a resistor connected in parallel to the series circuit, and a rectifier element connected in series with the same forward direction to the series circuit The lighting device is characterized in that the first light emitting unit and the second light emitting unit are connected so that their forward directions are opposite to each other.
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