JP2011192645A

JP2011192645A - 表示装置及び誘導灯

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Publication number: JP2011192645A
Application number: JP2011035171A
Authority: JP
Inventors: Hideji Kawachi; 秀治河地; Makoto Ukekawa; 信請川; Yoshinori Tsuzuki; 佳典都築; Tadashi Nishimura; 唯史西村; Hitoyuki Hirose; 仁幸広瀬; Masanao Okawa; 将直大川
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2031-02-21
Also published as: JP5789739B2; EP2364066A1; CN102169671A; US8878441B2; US20110204789A1

Abstract

【課題】非常用電源の使用時において、有機ＥＬを用いた面状発光素子の発光色に応じて点灯を制御して、非常用電源の消耗を抑えることができる表示装置及び誘導灯を提供する。
【解決手段】表示装置１は、陽極及び陰極電極に挟持された発光色の異なる発光層からなる発光領域３６，３７と、各発光領域３６，３７へ供給する電流を所望の電流値に制御する電流制御部３４，３５と、交流電源３０が所望の機能を果たさない非常時において電流制御部３４，３５に電流を供給する非常用電源３３とを備える。電流制御部３４，３５は、非常用電源３３によって動作するときに、発光色の異なる発光領域３６，３７の発光期間を異ならせて点滅発光させる。表示装置１は、非常用電源の使用時において、有機ＥＬ発光素子を用いた面形状発光素子を、その発光色に応じて点灯制御することで、非常用電源の消耗を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネルを用いた表示装置及び誘導灯に関し、特に停電等の非常時に使用される非常用電源を備える表示装置及び誘導灯に関する。

従来から、火災発生時等の非常時に、人を避難経路に導くための誘導灯が使用されている。

図８は、従来の誘導灯８の概略構成図を示し、例えば、緑と白の二色を用いて人が避難するマークを表したアクリル等の合成樹脂製の灯光性ケース８１の内部に蛍光ランプ８２が設けられ、蛍光ランプ８２は点灯回路に接続され、点灯回路は交流電源に接続されている。

そして、非常時には、交流電源の供給が絶たれる場合も想定されることから、蓄電池を用いた非常用電源が点灯回路に接続されている。通常時においてはこの非常用電源に常時通電されて、充電状態になっており、非常時に交流電源の供給が絶たれた場合に、非常用電源から点灯回路へ給電する形で機能する。しかしながら、従来の誘導灯８では、蛍光ランプ８２の寿命が短く、また非常時において、非常用電源の消耗が早く長時間点灯できないという課題がある。

また、図９に示すように、近年、薄型で、更に長寿命が期待される有機ＥＬからなる面状発光素子９２を誘導灯パネル９１のバックライトとして用いた有機ＥＬ誘導灯９がある（例えば、日本特許公開第２００８−１６５３３７号公報参照）。

この有機ＥＬ誘導灯９においては、停電等の非常時においては、非常用電源の消耗が早く長時間点灯できないという問題を防止するために、発光素子である有機ＥＬに流す電流を低減させて停電時の輝度低減によって非常用電源の消耗を抑える方法がある。

しかしながら、従来の有機ＥＬ誘導灯９においても、非常時において、非常用電源の劣化等によって十分な誘導灯点灯時間を確保できないという問題がある。

また、従来の誘導灯においては、「緑色と白色の二色を用いて人が避難するマーク」は合成樹脂の透光性パネル自体に設けられているために、緑色と白色のコントラスト比はパネルの透過率で決まり、例えば緑色と白色の発光の際のコントラスト比の設定を用いて省電力化を図ることはできない。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、非常用電源の使用時において、有機ＥＬを用いた面状発光素子の発光色に応じて点灯を制御して、非常用電源の消耗を抑えることができる表示装置及び誘導灯を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、陽極電極と陰極電極の間に配置される発光層を有する面状発光素子と、前記面状発光素子へ供給する電流を所望の電流値に制御する電流制御手段と、商用電源が所望の機能を果たさない非常時において前記電流制御手段に電流を供給する非常用電源とを備える表示装置において、前記面状発光素子は、発光色が異なる複数の発光領域から構成され、前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、前記発光色の異なる発光領域ごとに点灯制御することを特徴とする表示装置が提供される。

前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、前記発光色の異なる発光領域の発光期間を異ならせて点滅発光させることを特徴とするものであってもよい。

前記面状発光素子は、発光色が白色と他の色の発光領域から構成され、前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、前記白色の発光領域の発光期間を、前記他の色の発光領域の発光期間より短くして点滅発光させることを特徴とするものであってもよい。

前記面状発光素子は、発光色が緑色と白色の発光領域から構成され、前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、前記白色の発光領域の発光期間を、前記緑色の発光領域の発光期間より短くして点滅発光させることを特徴とするものであってもよい。

前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、発光色の異なる発光領域に対する電流供給をＰＷＭ信号により制御することを特徴とするものであってもよい。

前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、発光色の異なる発光領域に対する電流供給において振幅を制御することを特徴とするものであってもよい。

本発明の他の態様によれば、上述した表示装置を備えることを特徴とする誘導灯が提供される。

本発明によれば、面状発光素子は、発光色が異なる複数の発光領域から構成され、電流制御手段は、非常用電源によって動作するときに、発光色の異なる個々の発光領域ごとに調光制御させることにより、電力消費を抑制して、非常時における誘導灯の点灯時間を確保することができる。

また、非常用電源の使用時において、１つの表示面を形成する発光領域の発光期間を発光色によって変更することが可能となるために、消費電力の高い色の発光期間を短くして、消費電力の低い色の発光期間を長くすることで、より省電力化を図ることができる。

また、白色の発光領域の発光期間を他の色の発光領域の発光期間より短くして点滅発光できるため、より省電力化を図ることができる。

また、白色の発光領域の発光期間を緑色の発光領域の発光期間より長くして点滅発光できるため、より省電力化を図ると共に、視認性を低下させることを防止できる。

また、前記電流制御手段は、ＰＷＭ信号を用いて接続した複数の発光領域に電流のパルス信号を送ることで、発光色の異なる各グループに属する発光領域を異なる発光期間で点滅制御できるため、非常時においてより省電力化を図ることができる。

また、前記電流制御手段は、振幅制御を用いて接続した複数の発光領域に異なる電流値の電流を供給して、各グループに属する発光領域の輝度を変更できるため、非常時においてより省電力化を図ることができる。

また、非常時において、発光色を維持しつつ、発光色の異なるグループに属する発光領域を交互に点滅させて、より省電力化を図った有機ＥＬパネルを用いた誘導灯を提供することができる。

（ａ）本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示パネルを用いた表示装置の分解斜視図、（ｂ）表示装置（誘導灯）の外観図。（ａ）本発明の実施の形態に係る表示装置に用いられる有機ＥＬパネルの発光素子と点灯回路の説明図、（ｂ）有機ＥＬパネルの断面図。本発明の実施の形態に係る表示装置の機能ブロック図。（ａ）本発明の実施の形態に係る表示装置において、非常時における電流制御部の出力波形図、（ｂ）変形例における電流制御部の出力波形図。非常用電源で動作しているときの表示装置の表示例を示す図。本発明の実施の形態に係る表示装置の動作手順を示すフローチャート。本発明の実施の形態の変形例に係る表示装置の動作手順を示すフローチャート。従来の蛍光ランプを用いた誘導灯の外観図。従来の有機ＥＬ発光素子を用いた誘導灯の外観図。

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る表示装置及び誘導灯について図面を参照して説明する。図１（ａ）に示すように、表示装置１は、有機ＥＬパネル１０と器具本体部１１とから構成される。

有機ＥＬパネル１０は、面状発光素子として有機ＥＬを用いて「緑色と白色の二色を用いて人が避難するマーク」を発光させて非常時用の誘導灯に用いられる。なお、有機ＥＬパネル１０は自発光型の光源であるため、表示装置１には液晶パネルの場合に用いるＬＥＤ式のバックライトのように導光板が不要なので薄型な構成とできる。また、器具本体部１１内部のボックス１１ａ内には、非常用電源や、非常時において有機ＥＬパネル１０の緑色と白色の発光を制御するための電流制御部等が納装されている。なお、図１（ｂ）は表示装置１を誘導灯として使用する場合の外観である。

次に、有機ＥＬパネル１０を構成する面状発光素子の構造に関して図２を参照して説明する。図２（ａ）に示すように、有機ＥＬパネル１０は、有機化合物を含む面状の発光層２１が表示面側の面状陽極電極２２と面状陰極電極２３の間に挟持され構成されている。有機ＥＬパネル１０は、直流電源部２０に接続した定電流源２４からの直流出力を陽極給電部２２ａ及び陰極給電部２３ａに印加することによって、発光層２１に含まれる有機化合物の励起子を発生させ、この励起子が基底状態に戻るときに放射される光を外部に取り出すものである。

図２（ｂ）は有機ＥＬパネル１０の断面図を示し、例えば表示面側である透明ガラス２５、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）等で形成された透明電極である面状陽極電極２２、緑色の発光層２１ａと白色の発光層２１ｂとが同一層に形成された発光層２１、及び金属電極である面状陰極電極２３から構成される。

このように、有機ＥＬパネル１０の発光層２１は発光色の異なる緑色の発光層２１ａ及び白色の発光層２１ｂが同一平面状に形成され、白色の発光層２１ｂで白色発光領域３６が、緑色の発光層２１ａで緑色発光領域３７が構成されている。白色発光領域３６を構成する白色の発光層２１ｂは、Ｒ、Ｇ、Ｂ（Red、Green、Blue）の３層の発光層が積層されて構成されており、緑色発光領域３７を構成する緑色の発光層２１ａはＧ（Green）の単一の発光層で構成されている。各発光領域３６、３７はそれぞれ図３に示す別々の電流制御部３４、３５に接続されている。具体的には、図２には示していないが、白色発光領域３６と緑色発光領域３７に対応するそれぞれの陽極電極の間が絶縁されており、それぞれの陽極電極が個別に電流制御部３４、３５に接続されている。尚、陰極電極２３は、白色発光領域３６と緑色発光領域３７で共通であり、グランドに接続されている。この構成により、表示装置１は、有機ＥＬパネル１０の緑色発光領域３７の形状を例えば人の形にして、人の形のみを緑色に光らせたり、緑色発光領域３７と背景部分に相当する白色の発光領域３６とを交互に点滅発光させることが可能となり、緑色と白色の点滅発光による視認性の向上を実現できる。

なお、本実施の形態においては、緑色と白色としたが面状発光素子の色はこれに限られるものではない。また、図２（ｂ）の有機ＥＬパネル１０の断面構造は一例であり、電子輸送層、正孔輸送層その他の層が形成されている構成とすることもできる。

次に、本実施の形態に係る表示装置１の機能構成に関して図３を用いて説明する。表示装置１は、交流電源３０及びＡＣ／ＤＣ変換部３１からなる直流電源部２０、充放電部３２、非常用電源３３、電流制御部３４，３５、及び白色発光領域３６と緑色発光領域３７を有する有機ＥＬパネル１０を備える。なお、図３において交流電源３０から入力するものとしているが、本発明において非常用電源３３への充放電部３２やＡＣ／ＤＣ変換部３１の構成は必須ではない。

交流電源３０は、例えば１００Ｖの商用電源である。ＡＣ/ＤＣ変換部３１は、交流電源３０からの交流の商用電源を定電圧の直流電圧に変換する回路である。充放電部３２は、非常用電源３３の充電を行うと共に、直流電源部２０の出力電流を電流制御部３４及び３５に振り分ける。また、充放電部３２は、ＡＣ／ＤＣ変換部３１からの電流の入力がない場合には、非常用電源３３の出力電流を電流制御部３４，３５に振り分ける。

非常用電源３３は、バッテリー等の二次電池であり、停電等により交流電源３０が使用不能となった時に使用される。この非常用電源３３は、通常時において充放電部３２を介して常時通電されて充電状態になっており、非常時に交流電源の供給が絶たれた場合に電流制御部３４，３５へ給電するものである。

電流制御部３４，３５は、図示していないがＤＣ−ＤＣコンバータ（例えばシリーズレギュレータやスイッチングレギュレータ）、抵抗、定電流ダイオード等の回路で構成される。また、電流制御部３４，３５は、通常時においては各発光領域３６，３７に対して直流電源部２０からの所定の電流を流す一方、停電等の非常時において、各発光領域３６，３７に対して非常用電源３３からの制御した電流を流す。この電流制御部３４，３５は、各発光領域３６，３７に供給する電流の平均値を調整することで各発光領域３６，３７の発光量を調整することが可能である。

そして、各発光領域３６，３７の輝度は電流の平均値に比例するので、電流制御部３４，３５は、例えば電流値を時分割、すなわち周期Ｔごとに幅ΔＴのパルスを出力するようＰＷＭ（Pulse With Moduration）制御信号によって各発光領域３６、３７の調光を行う。なお、電流の振幅を調整する振幅変調でも調光は可能である。

また、各発光領域３６，３７は、陽極電極と陰極電極に電流制御部３４，３５から電流の供給を受け、非常時には電流制御部３４，３５における電流制御に応じて異なる発光期間で交互に点滅するように制御される。

次に、非常時における電流制御部３４，３５の出力を図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）は、ＰＷＭ信号を用いて電流値を時分割して調光する場合の電流制御回路３４，３５からの出力を示し、具体的には電流制御部３４から白色発光領域３６への出力４１、及び電流制御部３５から緑色発光領域３７への出力４２を示している。

通常時において、白色と緑色の各発光領域３６、３７は、交流電源３０からの電源供給によって、所定の電流I1 及びI2 にて定格点灯されている。一方、停電等の非常時においては、非常用電源３３を電源として電流制御部３４，３５を介して、図４（ａ）に示すように、各発光領域３６，３７に対して異なる発光期間で、交互に電流が供給される。

また、各発光領域３６，３７を交互に点滅発光させるのに代えて、白色発光領域３６に対する供給電流が緑色発光領域３７に比べてオンデューティ（on duty）が小さいようにそれぞれをＰＷＭ制御することも可能である。

このように、発光色の異なる発光領域の発光期間を異ならせて、例えば、消費電力の大きな白色発光領域３６の発光期間を別の色（例えば、緑色）の発光領域の発光期間よりも短くして出力の小さい状態の割合を大きくすることで（即ち、オンデューティを小さくすることで）、より省電力化を図ることができる。

次に、非常用電源で動作しているときの表示装置１の表示例を図５を用いて説明する。
図５（ａ）は、緑色の発光領域３７のみの発光時、図５（ｂ）は、白色の発光領域３６のみの発光時を示している。図５(ａ)及び図５(ｂ)において、暗い部分が発光部分であり、明るい部分が消灯部分である。表示装置１では、非常時において、有機ＥＬパネル１０の緑色の発光領域３７及び白色の発光領域３６を異なる発光期間で図５（ａ）及び（ｂ）に示す表示を交互に行うが、緑色は人の視認性が白色より高いために、緑色の発光期間を長くすることにより、白色の発光期間が緑色の発光期間に比較して短い場合でも人の視認性を低下させることがない。

次に、本実施の形態に係る表示装置１の動作手順を示す図６を用いて説明する。最初に、電流制御部３４，３５は、非常用電源３３の使用中か否かを所定信号入力により判定する（Ｓ６１）。次に、信号が確認された場合には（Ｓ６１でＹｅｓ）、電流制御部３４，３５は、緑色と白色とでグループ分けされた発光領域へ、発光期間の異なるパルス信号を用いて制御された電流を送信する（Ｓ６２）。このことで、非常用誘導灯では発光期間の異なる緑色と白色との点滅が開始される。一方、信号が確認されていない通常の場合には（Ｓ６１でＮｏ）、電流制御部３４，３５は、特に制御を開始しない。

そして、非常用電源の使用中止か否かを確認して（Ｓ６３）、使用中止の場合には（Ｓ６３でＹｅｓ）、再度Ｓ６１以下の処理に戻り、使用が中止されていない場合にはＳ６２の処理を行う。

以上の説明のように、本実施の形態に係る表示装置１において、電力制御部３４，３５は、非常用電源３３の使用時において、ＰＷＭ制御信号を用いて発光領域３６，３７のうち消費電力の大きな白色発光領域３６の発光期間を緑色発光領域３７の発光期間より短くして出力の小さい状態の割合を大きくすることで省電力化を図れる。この場合、表示装置１において、緑色は白色より視認度が高いため非常時における誘導灯の視認性を低下させることはない。
（実施の形態の変形例）

本実施の形態の第１の変形例について、図４（ｂ）及び図７を参照して説明する。

図４（ｂ）は、電流制御部３４，３５が振幅変調を用いた場合の発光色の異なる発光領域に対する供給電流を示す図であり、電流振幅を白色発光領域３６よりも緑色発光領域３７の方を大きくしている。このような制御によって、発光領域のうち消費電力の大きな白色を緑色に比べて出力の小さい状態として輝度を低下させることで省電力化を図ることができる。このように、本変形例では、振幅制御をすることにより発光色の異なる発光領域の輝度を変更して適宜省電力化を図ることが可能となる。

次に、本変形例に係る表示装置１の動作手順を示す図７を用いて説明する。最初に、電流制御部３４，３５は、非常用電源の使用中か否かを所定信号入力により判定する（Ｓ７１）。次に、信号が確認された場合には（Ｓ７１でＹｅｓ）、電流制御部３４，３５は、発光領域３６，３７に対して緑色の発光輝度が白色の発光輝度より高くなるよう振幅制御された電流を送信する（Ｓ７２）。一方、信号が確認されていない通常の場合には（Ｓ７１でＮｏ）、電流制御部３４，３５は、特に制御を開始しない。

そして、非常用電源の使用中止か否かを確認して（Ｓ７３）、使用中止の場合には（Ｓ７３でＹｅｓ）、再度Ｓ７１以下の処理に戻り、使用が中止されていない場合にはＳ７２の処理を行う。

以上の説明のように、点滅発光させる以外にも、電力制御部３４，３５は、非常用電源３３の使用時において、振幅制御によって白色発光領域３６の輝度を緑色発光領域３７の輝度に比較して小さくすることで省電力化を図れる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、各実施の形態の説明においては、発光素子として有機ＥＬ発光素子を用いているが、無機ＥＬ発光素子、他の直流電流の供給によって点灯するものに対しても適用可能である。

また、実施例と変形例とを組み合わせるのも可能である。つまり、有機ＥＬブロック３６が有機ＥＬブロック３７に比べて平均輝度が小さくなるように電流の大きさを異ならせながらそれぞれをＰＷＭ制御することも可能である。

また、本発明に係る表示装置及び誘導灯に用いる有機ＥＬパネルの点灯制御は特に非常用電源の使用時のみに限定されるものではなく、停電等が発生していない通常時においても省電力を図る場合には適用可能である。

Claims

陽極電極と陰極電極の間に配置される発光層を有する面状発光素子と、前記面状発光素子へ供給する電流を所望の電流値に制御する電流制御手段と、商用電源が所望の機能を果たさない非常時において前記電流制御手段に電流を供給する非常用電源とを備える表示装置において、
前記面状発光素子は、発光色が異なる複数の発光領域から構成され、
前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、前記発光色の異なる発光領域ごとに点灯制御することを特徴とする表示装置。
前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、前記発光色の異なる発光領域の発光期間を異ならせて点滅発光させることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記面状発光素子は、発光色が白色と他の色の発光領域から構成され、
前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、前記白色の発光領域の発光期間を、前記他の色の発光領域の発光期間より短くして点滅発光させることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
前記面状発光素子は、発光色が緑色と白色の発光領域から構成され、
前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、前記白色の発光領域の発光期間を、前記緑色の発光領域の発光期間より短くして点滅発光させることを
特徴とする請求項２記載の表示装置。
前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、発光色の異なる発光領域に対する電流供給をＰＷＭ信号により制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
前記電流制御手段は、前記非常用電源によって動作するときに、発光色の異なる発光領域に対する電流供給において振幅を制御することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の表示装置を備えることを特徴とする誘導灯。