JP2014143148A - 有機ｅｌ発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給電線を除いて、単体でもしくは組み合わせて用いることが可能であり、様々な形態に利用することができる有機ＥＬ発光装置を提供すること。
【解決手段】偏平状のパネルケース１１の一方の面に、有機ＥＬ素子を用いた発光パネル２１がその発光面が表向きとなるようにしてスライド可能に取り付けられて、前記パネルケース１１に対して前記発光パネル２１が取り外し可能に構成されている。前記パネルケース１１内には、前記発光パネル２１の有機ＥＬ素子２３に対して発光駆動電流を供給する蓄電池３１、前記有機ＥＬ素子２３を点灯制御する制御回路を含む回路基板３２、前記有機ＥＬ素子２３に対して駆動電流を供給するバネ接点３３ａ，３３ｂなどが収容されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬとも言う。）素子を用いた発光装置に関し、特に有機ＥＬ素子を点灯させる蓄電池を一体に備えてパネル形状に構成した有機ＥＬ発光装置に関する。

有機ＥＬ素子は、一般的に光透過性の基板上に透明電極、複数層からなる有機ＥＬ発光層、および背面電極が順に積層されて構成され、前記透明電極と背面電極との間に数Ｖ〜十数Ｖ程度の直流低電圧を印加することにより、高い発光効率を有する面発光源として利用することができる。
この有機ＥＬ素子は、軽量かつ薄型化が可能であり、発光に伴う発熱も少ないなどの特質を備えており、フラットパネルディスプレイなどの分野において実用化されており、また、液晶表示素子のバックライトなどへの応用も見込まれている。

また、前記有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ発光層に用いる素材の選択によりＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）やその他の発光色を得ることができ、したがって前記した各発光色を単独で、または二種以上の発光色を組み合わせることにより、白色もしくはこれに近い発光色を得ることも可能となる。
それ故、有機ＥＬ素子を面発光源（発光パネル）として構成することで、例えば装飾用の光源や、室内などを照明する高効率な光源として利用することができる。

ところで、従来における有機ＥＬ素子を利用した発光パネルにおいては、商用の交流電源からＥＬ素子の点灯用の直流低電圧を得る電源装置を備え、この電源装置と発光パネルとを給電線を介して接続する構成が採用されている。
また、複数の発光パネルを備えて、例えば室内等を照明する場合においては、各発光パネルに対して個々に前記した電源装置を備えるのを省略し、単一の電源装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）から各発光パネルに対してそれぞれ直流電流を供給するように構成した照明システムが特許文献１に開示されている。

特開２００８−２７７８４号公報

前記した特許文献に開示された照明システムによると、各発光パネルに供給する電源装置を共用した構成になされるので、個々の電源装置の削減はできるものの、共用の電源装置から電源線をそれぞれ介して各発光パネルに駆動電流を供給する構成は必要である。
このために、電源線の施工や設置場所等において制約が生じ、これによりＥＬ発光装置の使い勝手や、複数のＥＬ発光装置を組み合わせて用いるなどの創作の範囲も制限を受けるものとなる。

この発明は、前記した有機ＥＬ素子による面発光体の特質を生かすと共に、これを具体的な応用面に着目してなされたものであり、有機ＥＬ素子による面発光体を搭載した偏平状のパネルケース内に蓄電池を含む電源装置およびＥＬ素子の点灯制御回路等を搭載することで、給電線を除いて単独で動作可能な有機ＥＬ発光装置を構成し、この発光装置を単体で、もしくは組み合わせて用いることにより、様々な形態に利用することができる有機ＥＬ発光装置を提供することを課題とするものである。

前記した課題を達成するためになされたこの発明に係る有機ＥＬ発光装置は、偏平状のパネルケースの一方の面に、有機ＥＬ素子を用いた発光パネルがその発光面が表向きとなるようにしてスライド可能に取り付けられて、前記パネルケースに対して前記発光パネルが取り外し可能に構成され、前記パネルケース内には、前記発光パネルの有機ＥＬ素子に対して発光駆動電流を供給する蓄電池と、前記有機ＥＬ素子を点灯制御する制御回路を含む回路基板が配置されていることを基本構成とするものである。

この場合、前記発光パネルにおけるパネルケースに対向する面には、前記有機ＥＬ素子に対して駆動電流が給電可能なパネル給電部が形成され、前記パネルケース内には、前記発光パネルがパネルケースを閉塞した状態において、前記パネル給電部に接触して前記有機ＥＬ素子に対して駆動電流を供給するバネ接点を配置した構成を好適に採用することができる。

また、好ましい一つの形態においては、前記パネルケースの一部には、外部電源の入力端子が配置され、前記入力端子に供給される外部電源より、前記パネルケース内に配置された前記蓄電池に対して充電可能に構成される。

さらに、前記パネルケースにおける偏平状の面に直交して対向する内側面には、互いに向き合うようにしてスライド用の溝がそれぞれ形成され、前記発光パネルが前記各スライド用の溝に沿ってスライド可能に取り付けられた構成を採用することができる。
この場合、前記発光パネルは、その発光面を表にして裏面に金属素材により平面状に形成された放熱板に貼着されて構成され、前記放熱板の両側縁が前記スライド用の溝に沿ってスライド可能に取り付けられた構成とすることが望ましい。

また、好ましい一つの形態によれば、前記パネルケースの一部には、前記発光パネルの有機ＥＬ素子に対する発光制御信号を受けるコネクタが取り付けられる。
また、好ましい他の一つの形態によれば、前記パネルケース内には、電磁誘導を受けて電気エネルギーを生成する誘導コイルが搭載され、当該誘導コイルに生成される電気エネルギーを利用して、前記蓄電池に対して充電可能に構成される。

また、好ましい他の一つの形態によれば、前記パネルケース内には、通信回路が搭載され、当該通信回路により復調される復調信号が、前記発光パネルの有機ＥＬ素子に対する発光制御信号として利用可能に構成される。
さらに、好ましい他の一つの形態によれば、前記パネルケース内には、外部環境の状態を検出するセンサーが搭載され、前記センサー出力を前記発光パネルの有機ＥＬ素子に対する発光制御信号として利用可能に構成される。

前記したこの発明に係る有機ＥＬ発光装置によると、偏平状のパネルケースの一方の面に、有機ＥＬ素子による発光パネルがスライド可能に取り付けられ、前記パネルケース内には、前記有機ＥＬ素子に対して発光駆動電流を供給する蓄電池と、前記有機ＥＬ素子を点灯制御する制御回路を含む回路基板が配置された構成にされるので、この有機ＥＬ発光装置は単体で発光駆動が可能となる。

したがって、有機ＥＬ素子による面発光体の特質を生かすことができると共に、有機ＥＬ素子を点灯駆動するための別の電源装置や、当該電源装置と有機ＥＬ発光装置とを接続する電源線などの付帯設備は不要となる。
したがって、有機ＥＬ発光装置を単体で、もしくは組み合わせて用いることにより、様々な形態に利用することが可能な有機ＥＬ発光装置を提供することができる。

この発明に係る有機ＥＬ発光装置の分解斜視図である。 パネルケースから発光パネルを引き出した状態を示した斜視図である。 同じくパネルケースから発光パネルを引き出した状態を視点を変えて示した斜視図である。 パネルケースを構成する１つの側面部材を拡大して示した外観図である。 発光パネル単体を発光面側から見た正面図である。 発光パネル単体の背面図である。 図５におけるＡ−Ａ線より矢印方向に見た状態のパネル端部の拡大断面図である。 有機ＥＬ発光装置を発光面側から見た正面図である。 図８におけるＢ−Ｂ線より矢印方向に見た状態の断面図である。 図９における領域Ｃで示した部分の拡大断面図である。 この発明に係る有機ＥＬ発光装置の回路構成の一例を示したブロック図である。 有機ＥＬ発光装置の利用形態の例を示した斜視図である。 同じく連結した状態を示す斜視図である。 有機ＥＬ発光装置の利用形態の他の例を示した斜視図である。 図１４に示す利用形態からさらに展開した状態を示す斜視図である。 有機ＥＬ発光装置の利用形態のさらに他の例を示した斜視図である。

以下、この発明に係る有機ＥＬ発光装置について、図に示した実施の形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する各図においては同一部分をそれぞれ同一符号で示しているが、紙面の都合により一部の図面については代表的な部分に符号を付けて、その詳細な構成はその他の図面に付けた符号を引用して説明する場合もある。

図１〜図３は有機ＥＬ発光装置の全体構成を示したものであり、この有機ＥＬ発光装置１は縦横の寸法がほぼ同一の正方形になされると共に、厚さ寸法が例えば７ｍｍ前後の偏平状に形成されている。
この有機ＥＬ発光装置１の外郭は、偏平状に形成されたパネルケース１１と、このパネルケースの一方の面に、その発光面が表向きとなるようにして、前記パネルケースに対してスライド可能に取り付けられた有機ＥＬ素子を用いた発光パネル２１とにより構成されている。

そして、前記パネルケース１１は、ほぼ正方形に形成された底板部材１２と、この底板部材１２の前後左右の各四辺に沿って、前記底板部材１２にそれぞれ取り付けられた長尺状の側壁部材１３〜１６とにより構成されている。

図４は、底板部材１２に取り付けられた側壁部材の一つ、すなわち前記した発光パネル２１をスライド可能に支持する一方の側壁部材１６について示したものである。
この側壁部材１６には長手方向に沿って、前記発光パネル２１をスライド可能に支持する溝１６ａが形成されており、また側壁部材１６の長手方向の両端部には、長手方向に対してほぼ４５度の角度をもって傾斜面（カット面とも言う。）１６ｂが施されている。さらに、側壁部材１６における前記底板部材１２に接する面には長手方向に沿って複数個のビス止め用の開口１６ｃが施されている。

前記側壁部材１６に対向する他方の側壁部材１５においても前記側壁部材１６同様に、対向する位置にスライド用の溝、傾斜面（カット面）およびビス止め用の開口がそれぞれ形成されている。
また、前記した側壁部材１５，１６に直交するように配置される側壁部材１３，１４についても同様に発光パネル２１の支持溝、両端部にほぼ４５度の傾斜面（カット面）が形成されると共に、前記底板部材１２に接する面にビス止め用の開口がそれぞれ形成されている。

したがって、先ず三辺の各側壁部材１３，１５，１６の前記したカット面を付き合わせて、前記底板部材１２にビス止めし、続いて左右の側壁部材１５，１６に形成されたスライド用の溝を利用して発光パネル２１をスライドさせて装着し、最後に残りの側壁部材１４を底板部材１２にビス止めすることで、パネルケース１１と発光パネル２１とが一体となった偏平状の有機ＥＬ発光装置１を形成することができる。
また、有機ＥＬ発光装置１のメンテナンス等に際しては、前記した側壁部材１４を、底板部材１２から取り外すことにより、前記発光パネル２１をパネルケース１１からスライドさせて外すことができる。

前記したパネルケース１１の内底部には、発光パネル２１の有機ＥＬ素子に対して発光駆動電流を供給する蓄電池３１と、前記発光パネル２１の有機ＥＬ素子を点灯制御する制御回路を含む回路基板３２が配置されている。また前記発光パネル２１の後述するパネル給電部に接触して前記有機ＥＬ素子に対して駆動電流を供給するバネ接点３３ａ，３３ｂを備えたバネ接点基板３３等が配置されている。
さらに、前記した側壁部材１５には、制御用スイッチ３４が配置されると共に、パソコンや充電用ＡＣアダプタを接続可能なＵＳＢコネクタ３５も配置されている。
なお、前記した回路基板３２等を含む周辺回路の構成については改めて後述する。

図５〜図７は、発光パネル２１の単体構成を示したものであり、この発光パネル２１は、縦横が１００ｍｍ角程度に形成され、前記したとおり有機ＥＬ素子による発光面を一方の面に備えている。
この発光パネル２１は、図７に基本的な積層構成例で示したとおり、透明な基板ガラス２２の片面に前記した有機ＥＬ素子２３が複数の積層構造体により形成されている。この有機ＥＬ素子２３は、前記基板ガラス２２に対して第１電極となる例えばＩＴＯによる透明電極が成膜され、この透明電極の上に有機物質からなる発光機能層が成膜される。

この発光機能層は、有機発光層の単一層、あるいは有機正孔輸送層と有機発光層からなる二層構造、または有機正孔輸送層と有機発光層および有機電子輸送層からなる多層構造になされる場合もある。
そして、前記した発光機能層上には、金属製の背面電極が第２電極として形成されて有機ＥＬ素子が形成され、図７においてはこれらを一層の状態で符号２３で示している。

加えて、前記した有機ＥＬ素子２３は、封止ガラス２４によって前記基板ガラス２２との間で封止されており、図５〜図７に示す例においては、封止ガラス２４の裏面にさらにアルミ素材による放熱板２５が貼り付けられた状態で構成されている。
前記した発光パネル２１によると、有機ＥＬ素子２３による発光は、透明な基板ガラス２２を介して放射される。すなわち、基板ガラス２２の上面が発光面となる。
なお、前記基板ガラス２２の発光面には、必要に応じてカバー層２６が貼着され、このカバー層２６に描かれた模様や図形等を、有機ＥＬ素子２３からの光をバックライトにして透過させて表示するような形態も採用することができる。

前記した構成の発光パネル２１によると、図５に示されているように、正方形に形成された発光面を中央にして、アルミ素材による放熱板２５の四辺が僅かに外側に突出した状態に形成されており、この僅かに突出した放熱板２５の両側縁が、図１〜図３に示す側壁部材１５，１６に形成された支持溝に沿ってスライド可能に取り付けられている。

また、前記した発光パネル２１の裏面の一部には、図６に示したようにパネル給電部２７ａ，２７ｂが形成されている。これらのパネル給電部２７ａ，２７ｂは、前記したアルミ素材による放熱板２５の一部にコ字状の切り欠き部２５ａが形成され、この切り欠き部２５ａによって露出された前記基板ガラス２２の裏面に形成されている。
すなわち、一方のパネル給電部２７ａは、有機ＥＬ素子２３の第１電極となるＩＴＯによる透明電極に接続されており、他方のパネル給電部２７ｂは、有機ＥＬ素子２３の第２電極となる金属製の背面電極に接続されている。

したがって図１〜図３に示したように、前記発光パネル２１をパネルケース１１に取り付けて、発光パネル２１によってパネルケース１１を覆った場合には、発光パネル２１側の前記パネル給電部２７ａ，２７ｂが、パネルケース１１側に配置されたバネ接点３３ａ，３３ｂにそれぞれ当接し、このバネ接点３３ａ，３３ｂを介して発光パネル２１の前記した有機ＥＬ素子２３に発光駆動電流を供給することができる。

その構成が図８〜図１０に示されている。すなわち図１０に拡大断面図で示されたように、バネ接点３３ａ，３３ｂは、バネ接点基板３３の上面に搭載され、その接点部分は基板３３の上面に対して鋭角状に折り曲げられて構成されている。
したがって、発光パネル２１を前記したとおりスライドさせて、図１０に示すように発光パネル２１によってパネルケース１１を覆った場合には、前記バネ接点３３ａ，３３ｂは変形しつつ、前記した発光パネル２１側のパネル給電部２７ａ，２７ｂに、それぞれ当接する。これにより、バネ接点３３ａ，３３ｂを介して前記したとおり有機ＥＬ素子２３に発光駆動電流を供給することができる。

次に図１１は、前記パネルケース１１内に搭載された回路基板３２を中心にした周辺回路の構成例をブロック図によって示したものである。
前記した回路基板３２には、パネルケース１１に外付けされた制御用スイッチ３４が接続されており、この制御用スイッチ３４の操作により、有機ＥＬ発光装置１の電源のオン・オフやモード切替え等の操作がなされるように構成されている。

また、回路基板３２には充電回路４１が搭載されており、この充電回路４１はパネルケース１１に取り付けられたＵＳＢコネクタ３５に接続されている。すなわちＵＳＢコネクタ３５に接続される充電用ＡＣアダプタ５１またはパソコン５２より、ＤＣ５Ｖの供給電源を受けるようになされ、これを受ける前記充電回路４１はリチウムイオン電池に代表される充電可能な蓄電池３１に対して充電をするようになされる。

なお、図１１には示されていないが、前記パネルケース１１内には、電磁誘導を受けて電気エネルギーを生成する誘導コイルを搭載し、当該誘導コイルに生成される電気エネルギーを利用して、前記蓄電池３１に対して充電する構成も好適に採用することができる。

前記蓄電池３１には、これを電源として動作する有機ＥＬ素子の点灯制御回路（有機ＥＬドライバ回路）４２が接続されており、この点灯制御回路４２には、前記したバネ接点３３ａ，３３ｂを介して前記した発光パネル２１の有機ＥＬ素子が接続されている。
また、点灯制御回路４２には、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）４３が接続されており、このＭＰＵ４３からの指令により、点灯制御回路４２が制御され、これにより発光パネル２１のオン・オフや、発光駆動動作がなされるように構成されている。

前記ＭＰＵ４３には、パネルケース１１内に搭載された無線通信回路４４が接続されており、当該無線通信信回路により復調される復調信号が前記ＭＰＵ４３に供給され、発光パネル２１における有機ＥＬ素子に対する発光制御信号として利用されるように構成されている。この場合、無線通信回路４４として、通信手段に高周波通信手段を利用した構成を採用することができ、また通信手段に赤外線による通信手段を利用した構成も採用することができる。

また、前記パネルケース１１に配置されたＵＳＢコネクタ３５に、パソコン５２が接続される場合には、パソコン５２から送られる指令信号（発光制御信号）を受けて、発光パネル２１における有機ＥＬ素子のオン・オフ操作、発光光量や発光色などの制御を実行することもできる。

一方、前記パネルケース１１内には外部環境の状態を検出するセンサー４５が搭載され、このセンサー４５の出力が前記ＭＰＵ４３に供給され、発光パネル２１の有機ＥＬ素子に対する発光制御信号として利用されるように構成されている。
この場合、前記センサー４５としては、照度センサー、温度センサー、加速度センサー、環境音センサー（マイクロホン）などを利用することができ、それぞれのセンサーの出力に応じて、発光パネル２１の発光光量や発光色などに変調を加えることができる。

前記した構成の有機ＥＬ発光装置１によれば、これを単体で利用して、例えばグラスなどの下に敷くコースターなどに利用することができ、発光パネル２１からの光量や発光色が様々に変化する斬新な商品として提供することができる。
また、図７に基づいて説明したように、発光パネル２１の発光面に、絵画や模様もしくは図形等を施したカバー層２６を貼着することで、前記絵画等をバックライトで透過させて表示するような形態にも採用することができる。

また、図１２に示すように有機ＥＬ発光装置１のパネルケースを構成する側壁部材に、取り付け孔６１を形成し、これにジョイント（ボールジョイント）６３を把持するホルダ部材６２を取り付けることで、図１３に示すように複数の有機ＥＬ発光装置１を連結させることができる。これにより、嗜好に合わせた組み合わせによる発光装置を提供することができ、例えばすべての発光面が表を向くようにした六面体（キュービック）を構成することもできる。

また、図１４に示したように有機ＥＬ発光装置１の全体を収容することができる偏平状のケース６４と、このケース６４にヒンジ６６によって枢着された蓋体６５とを組み合わせると共に、前記蓋体６５の内面に例えば鏡を取り付けることで、照明灯付きの手鏡として利用することができる。

さらに、図１５に示すように前記蓋体６５を後ろに折り返して机上等に設置することで、前記した有機ＥＬ発光装置１を卓上スタンドとして利用することができる。
さらにまた、図１６に示すように前記した偏平状のケース６４にフック６７を取り付けて壁掛け可能に構成することで、照明灯付きの壁掛け鏡として利用することができる。

１ 有機ＥＬ発光装置
１１ パネルケース
１２ 底板部材
１３〜１６ 側壁部材
２１ 発光パネル
２２ 基板ガラス
２３ 有機ＥＬ素子
２４ 封止ガラス
２５ 放熱板
２５ａ 切り欠き部
２６ カバー層
２７ａ，２７ｂ パネル給電部
３１ 蓄電池（リチウムイオン電池）
３２ 回路基板
３３ バネ接点基板
３３ａ，３３ｂ バネ接点
３４ 制御用スイッチ
３５ ＵＳＢコネクタ
４１ 充電回路
４２ 制御回路（有機ＥＬドライバ回路）
４３ マイクロプロセッサユニット
４４ 通信回路
４５ センサー
５１ 充電用ＡＣアダプタ
５２ パソコン
６１ 取り付け孔
６２ ホルダ部材
６３ ジョイント
６４ 偏平状ケース
６５ 蓋体
６６ ヒンジ
６７ フック

Claims (9)

1. 偏平状のパネルケースの一方の面に、有機ＥＬ素子を用いた発光パネルがその発光面が表向きとなるようにしてスライド可能に取り付けられて、前記パネルケースに対して前記発光パネルが取り外し可能に構成され、
   前記パネルケース内には、前記発光パネルの有機ＥＬ素子に対して発光駆動電流を供給する蓄電池と、前記有機ＥＬ素子を点灯制御する制御回路を含む回路基板が配置されていることを特徴とする有機ＥＬ発光装置。
2. 前記発光パネルにおけるパネルケースに対向する面には、前記有機ＥＬ素子に対して駆動電流が給電可能なパネル給電部が形成され、前記パネルケース内には、前記発光パネルがパネルケースを閉塞した状態において、前記パネル給電部に接触して前記有機ＥＬ素子に対して駆動電流を供給するバネ接点が配置されていることを特徴とする請求項１に記載された有機ＥＬ発光装置。
3. 前記パネルケースの一部には、外部電源の入力端子が配置され、前記入力端子に供給される外部電源より、前記パネルケース内に配置された前記蓄電池に対して充電可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された有機ＥＬ発光装置。
4. 前記パネルケースにおける偏平状の面に直交して対向する内側面には、互いに向き合うようにしてスライド用の溝がそれぞれ形成され、前記発光パネルが前記各スライド用の溝に沿ってスライド可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された有機ＥＬ発光装置。
5. 前記発光パネルは、その発光面を表にして裏面に金属素材により平面状に形成された放熱板に貼着されて構成され、前記放熱板の両側縁が前記スライド用の溝に沿ってスライド可能に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載された有機ＥＬ発光装置。
6. 前記パネルケースの一部には、前記発光パネルの有機ＥＬ素子に対する発光制御信号を受けるコネクタが取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載された有機ＥＬ発光装置。
7. 前記パネルケース内には、電磁誘導を受けて電気エネルギーを生成する誘導コイルが搭載され、当該誘導コイルに生成される電気エネルギーを利用して、前記蓄電池に対して充電可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された有機ＥＬ発光装置。
8. 前記パネルケース内には、通信回路が搭載され、当該通信回路により復調される復調信号が、前記発光パネルの有機ＥＬ素子に対する発光制御信号として利用可能に構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載された有機ＥＬ発光装置。
9. 前記パネルケース内には、外部環境の状態を検出するセンサーが搭載され、前記センサー出力を前記発光パネルの有機ＥＬ素子に対する発光制御信号として利用可能に構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載された有機ＥＬ発光装置。

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