JP2015011928A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色が異なる複数の発光素子を有していて、これら複数の発光素子の発光条件を制御することにより色温度が可変である発光装置において、これらの発光素子の交換タイミングを判断できるようにする。【解決手段】第１発光領域１１０は、互いに異なる色を発光する複数の第１発光素子１１２、１１４、１１６を有しており、発光装置１０の外部に光を放射する。制御部２００は、第１発光領域１１０が有する複数の第１発光素子それぞれの発光条件を制御することにより、第１発光領域１１０が放出する光の色温度を制御する。判断部２１０は、制御部２００が制御した後の発光条件に基づいて、第１発光領域１１０の交換タイミングを判断する。【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年は、新たな発光素子として有機ＥＬ（Organic Electroluminescence）素子が注目されている。有機ＥＬ素子は、ディスプレイや照明装置として利用されている。一方、有機ＥＬ素子は、発光時間が長くなるにつれて、同一の発光条件では輝度が低下してしまう。

これに対して特許文献１には、有機ＥＬパネルの寿命を判定する回路を組み込むことが記載されている。この回路は、分割回路とツェナーダイオードによって構成されている。

特開２００７−１７３０８８号公報

自発光型の発光素子を発光装置の光源として使用する場合、所望の色の光を発光させるために、互いに色が異なる複数の発光素子を、所定の発光強度比で同時に発光させることがある。このような制御を行う場合、発光素子の発光条件は様々に変化する。このような使用条件の場合、特許文献１に記載の回路では、これら発光素子の寿命、すなわち交換タイミングを判断することができない。

本発明が解決しようとする課題としては、色が異なる複数の発光素子を有していて、これら複数の発光素子の発光条件を制御することにより色温度が可変である発光装置において、これらの発光素子の交換タイミングを判断する技術を提供することが一例として挙げられる。

請求項１に記載の発明は、発光装置であって、
互いに異なる色を発光する複数の第１発光素子を有し、前記発光装置の外部に光を放射する第１発光領域と、
前記複数の第１発光素子それぞれの発光条件を制御することにより、前記第１発光領域が放出する光の色温度を制御する制御部と、
前記発光条件に基づいて、前記第１発光領域の交換タイミングを判断する判断部と、
を備える発光装置である。

実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。 判断部が行う判断の論理の一例を説明するための図である。 制御部及び判断部が行う制御の一例を示すフローチャートである。 実施例１に係る発光装置の構成を示す断面図である。 第１発光領域の配置の一例を示す平面図である。 本実施例における制御部、判断部、及び検出部が行う処理の一例を示すフローチャートである。 図６のステップＳ１０の詳細例を示すフローチャートである。 実施例２に係る発光装置の構成を示す断面図である。 第１発光素子及び第２発光素子の構成を示す平面図である。 図９に示した第１発光素子及び第２発光素子の等価回路図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

なお、以下に示す説明において、制御部２００及び判断部２１０は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。制御部２００及び判断部２１０は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。

図１は、実施形態に係る発光装置１０の構成を示す図である。発光装置１０は、第１発光領域１１０、制御部２００、及び判断部２１０を備えている。第１発光領域１１０は、互いに異なる色を発光する複数の第１発光素子を有しており、発光装置１０の外部に光を放射する。制御部２００は、第１発光領域１１０が有する複数の第１発光素子それぞれの発光条件を制御することにより、第１発光領域１１０が放出する光の色温度を制御する。判断部２１０は、制御部２００が制御した後の発光条件に基づいて、第１発光領域１１０の交換タイミングを判断する。以下、詳細に説明する。

第１発光領域１１０は、複数の第１発光素子を有している。本図に示す例において、第１発光領域１１０は、第１発光素子１１２，１１４，１１６を有している。これら第１発光素子１１２，１１４，１１６は、例えば有機ＥＬ素子である。第１発光素子１１２が発光する光の色は、例えば青色であり、第１発光素子１１４が発光する光の色は、例えば緑色であり、第１発光素子１１６が発光する光の色は、例えば赤色である。ただし、第１発光素子１１２，１１４，１１６が発光する光の色は、これに限定されない。第１発光素子１１２，１１４，１１６は、第１発光領域１１０に、複数繰り返し配置されていてもよい。また、第１発光領域１１０は、４種類以上の第１発光素子を有していても良い。以下、第１発光領域１１０が第１発光素子１１２，１１４，１１６を有するものとして、説明を行う。

制御部２００は、第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件を制御することにより、第１発光領域１１０からの発光を、所望された色温度の範囲に入るように調光する。この色温度は、例えば白色となる色温度であるが、他の色となる色温度であってもよい。この所望された色温度の範囲は、予め設定されていても良いし、ユーザからの入力に従って設定されても良い。

また、自発光型の発光素子である第１発光素子１１２，１１４，１１６は、累積発光時間が長くなるにつれて、同一の発光条件における輝度が低下する。この輝度の低下速度は、第１発光素子１１２，１１４，１１６の間で異なる。そこで、制御部２００は、第１発光領域１１０から所望の色温度の光を発光させ続けるために、第１発光素子１１２，１１４，１１６に入力する電力の比を補正する。

判断部２１０は、制御部２００によって制御された後の第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件に基づいて、第１発光領域１１０の交換タイミングを判断する。例えば判断部２１０は、制御部２００によって制御された後の第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件が、予め定められた基準範囲から外れたときに、第１発光領域１１０の交換タイミングと判断する。ここで基準範囲は、第１発光素子１１２，１１４，１１６のそれぞれに対して設定されているのが好ましい。この場合、制御部２００は、第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件のいずれかが基準範囲から外れたときに、第１発光領域１１０の交換タイミングと判断する。ここでの発光条件は、例えば、電流、電圧、及び単位時間当たりの発光時間の少なくとも一つが含まれる。

図２は、判断部２１０が行う判断の論理の一例を説明するための図である。本図において、制御部２００は、第１発光素子１１２，１１４，１１６を、ＰＷＭ（pulse width modulation）制御している。そして、長方形の短辺は、各第１発光素子の輝度を示しており、長方形の長辺は、各第１発光素子の単位時間当たりの発光時間を示している。そして、第１発光領域１１０からの発光の色温度は、各長方形の面積比で定まる。

上記したように、輝度の低下速度は、第１発光素子１１２，１１４，１１６の間で異なる。このため、第１発光素子１１２，１１４，１１６の見かけ上の輝度（すなわち図２の長方形の面積比）をそろえるために、制御部２００は、第１発光素子１１２，１１４，１１６の単位時間当たりの発光時間を変更する。具体的には、第１発光素子１１２の輝度の低下速度は、第１発光素子１１４の輝度の低下速度、及び第１発光素子１１６の輝度の低下速度よりも大きい。このため、制御部２００は、第１発光素子１１４，１１６の単位時間当たりの発光時間を、初期値と比較して短くする。

一方、第１発光素子１１４，１１６の単位時間当たりの発光時間を短くしすぎると、第１発光領域１１０全体の輝度が低下しすぎてしまう。このため、第１発光素子１１４，１１６の単位時間当たりの発光時間には、下限値（基準範囲）が設定されている。そして判断部２１０は、制御部２００によって制御された後の単位時間当たりの発光時間が、この下限値を下回った場合に、第１発光領域１１０の交換タイミングが来たと判断する。

図３は、制御部２００及び判断部２１０が行う制御の一例を示すフローチャートである。まず、制御部２００は、第１発光領域１１０の第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件を制御して、第１発光領域１１０からの発光の色温度を制御する（ステップＳ２０）。すると判断部２１０は、制御部２００によって制御された後の第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件に基づいて、第１発光領域１１０の交換タイミングを判断する（ステップＳ４０）。ここで第１発光領域１１０の交換タイミングになっていると判断したとき、判断部２１０は、警告処理を行う（ステップＳ６０）。この警告処理は、例えば、制御部２００に、第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件を変更させる処理である。発光条件が変化すると、第１発光領域１１０の明るさ、色、および点灯間隔の少なくとも一つが変化するため、発光装置１０のユーザは、第１発光領域１１０の交換タイミングが来たことを認識できる。

以上、実施形態によれば、制御部２００は、第１発光領域１１０が有する複数の第１発光素子それぞれの発光条件を制御することにより、第１発光領域１１０が発光する光の色温度を制御する。そして判断部２１０は、制御部２００が制御した後の発光条件に基づいて、第１発光領域１１０の交換タイミングを判断する。このため、高い精度で第１発光領域１１０の交換タイミングを判断することができる。

また本実施形態では、判断部２１０は、制御部２００によって制御された後の第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件が、予め定められた基準範囲から外れたときに、第１発光領域１１０の交換タイミングと判断する。従って、判断部２１０の構成は簡単になる。

また、基準範囲が、第１発光素子１１２，１１４，１１６のそれぞれに対して設定されている場合、制御部２００は、第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件のいずれかが基準範囲から外れたときに、第１発光領域１１０の交換タイミングと判断する。このようにすると、ユーザが第１発光領域１１０の色温度の変化を感じる前に、ユーザに、第１発光領域１１０を交換させることができる。

また、図２に示した例では、制御部２００は、第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件を制御することにより、第１発光領域１１０からの発光を、所望された色温度の範囲に入るように調光する。このとき、上記した基準範囲を適切な値に設定することにより、ユーザが第１発光領域１１０の色温度の変化や輝度の低下を感じる前に、ユーザに、第１発光領域１１０を交換させることができる。

また、判断部２１０は、第１発光領域１１０の交換タイミングに成ったと判断した場合、制御部２００に、第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件を変更させる。このため、特別な報知手段を設けなくても、発光装置１０のユーザに、第１発光領域１１０の交換タイミングが来たことを認識させることができる。

（実施例１）
図４は、実施例１に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本実施例に係る発光装置１０において、第１発光領域１１０は基板１００の第１面上に形成されている。基板１００は、第１発光領域１１０が発光する光に対して透光性を有している。基板１００は、例えばガラスや樹脂材料で形成されているが、他の材料によって形成されていても良い。基板１００は、可撓性を有していても良い。そして、基板１００のうち第１面とは逆側の面は、光射出面となっている。

基板１００の第１面及び第１発光領域１１０は、封止部材１３０によって封止されている。封止部材１３０は、例えばガラスや樹脂材料によって形成されている。封止部材１３０は他の材料によって構成されていても良い。本図に示す例において、封止部材１３０は、縁の全周を基板１００に向けて折り曲げた形状を有しており、この縁の端部が、固定層１４０（例えば粘着層又は接着層）を介して基板１００の第１面に固定されている。

また、発光装置１０は、検出部２２０を有している。検出部２２０は、光電変換素子を有しており、第１発光領域１１０が発光した光の光電変換することにより、第１発光素子１１２，１１４，１１６が発光した光の強度を示す信号を生成する。このとき、検出部２２０は、複数の色別に、第１発光領域１１０が発光した光を光電変換する。

また、検出部２２０は、第１発光素子１１２，１１４，１１６のそれぞれに対して設けられていてもよい。この場合、検出部２２０は、第１発光素子１１２，１１４，１１６が発光した光の一部を個別に光電変換することにより、第１発光素子１１２，１１４，１１６のそれぞれが発光した光の強度を示す信号を生成する。

なお、検出部２２０が生成した複数の信号は、判断部２１０に入力される。判断部２１０は、検出部２２０が生成した複数の信号に基づいて、第１発光領域１１０が発光した光の色温度を判断する。

なお、本図に示す例において、検出部２２０は、基板１００の側面に対向している。そして検出部２２０によって検出される光は、基板１００の中を、基板１００の面方向に伝播する。ただし、検出部２２０の位置は本図に示す例に限定されない。

また、発光装置１０は、記憶部２１５を有している。記憶部２１５は、判断部２１０が用いる基準範囲（例えば実施形態において図２に示した下限値）を記憶している。記憶部２１５は、書き換え可能であっても良いし、書き換え不可であっても良い。

図５は、第１発光領域１１０の配置の一例を示す平面図である。本図に示す例において、第１発光素子１１２，１１４，１１６は、ストライプ状になっている。そして第１発光素子１１２，１１４，１１６は、基板１００の第１面の第１発光領域１１０に、繰り返し設けられている。

図６は、本実施例における制御部２００、判断部２１０、及び検出部２２０が行う処理の一例を示すフローチャートである。まず、検出部２２０は、第１発光領域１１０が発光する光を光電変換して信号を生成する。判断部２１０は、検出部２２０が生成した信号を処理して、第１発光領域１１０が発光した光の色温度を算出する（ステップＳ１０）。

次いで制御部２００は、判断部２１０が算出した色温度に基づいて、第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件を補正し、補正後の発光条件に基づいて、第１発光領域１１０からの発光の色温度を制御する（ステップＳ２０）。

そして判断部２１０は、制御部２００から、補正した後の第１発光素子１１２，１１４，１１６の発光条件を取得し、これらの発行条件のいずれかが、記憶部２１５に記憶されている基準範囲の外になっているか否かを判断する（ステップＳ４２）。基準範囲外になっている場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、判断部２１０は、警告処理を行う（ステップＳ６０）。

図７は、図６のステップＳ１０の詳細例を示すフローチャートである。本図に示す処理の前に、発光装置１０の第１発光領域１１０は、一定時間発光している。この一定時間は、１秒であっても良いし、１分であっても良いし、１時間であっても良いし、１００時間であっても良い。

そして、前回補正を行ったときからの第１発光領域１１０の累積発光時間が基準時間に達すると、検出部２２０は、第１発光領域１１０の発光強度を示す信号を判断部２１０に出力する（ステップＳ１２）。

次いで、制御部２００は、第１発光領域１１０が発光していない状態にする。次いで検出部２２０は、光の強度を示す信号を判断部２１０に出力する。この信号は、外光に起因したノイズの大きさを示している（ステップＳ１４）。

なお、ステップＳ１４に示した処理に必要な時間は非常に短い。このため、発光装置１０が使用されている間（例えば照明装置としての発光装置１０が動作している間）に、ステップ１４に示した処理が行われても、ユーザに発光装置１０の発光が中断したことを気付かせなくて済む。

判断部２１０は、ステップＳ１２で受信した信号からステップＳ１４で受信した信号を減算することにより、ステップＳ１０で受信した信号からノイズを除去する（ステップＳ１６）。そして判断部２１０は、ノイズ除去後の各信号に基づいて、第１発光領域１１０が発光する光の色温度を算出する（ステップＳ１８）。このようにすると、判断部２１０は、高い精度で第１発光領域１１０が発光する光の色温度を算出できる。

なお、上記した説明の他、発光装置１０は、実施形態と同様の構成を有しており、また、実施形態と同様の動作を行う。

以上、本実施例によっても、制御部２００は、第１発光領域１１０が有する複数の第１発光素子それぞれの発光条件を制御することにより、第１発光領域１１０が発光する光の色温度を制御する。そして判断部２１０は、制御部２００が制御した後の発光条件に基づいて、第１発光領域１１０の交換タイミングを判断する。このため、高い精度で第１発光領域１１０の交換タイミングを判断することができる。

また、記憶部２１５は、判断部２１０が用いる基準範囲を記憶している。記憶部２１５が書き換え可能な場合、使用者の好みに応じてこの基準範囲を書き換えることができる。また記憶部２１５が書き換え不可な場合、発光装置１０の設計者が最適と考えた基準範囲を使用者に使用させることができる。

（実施例２）
図８は、実施例２に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本実施例に係る発光装置１０は、以下の点を除いて、実施例１に係る発光装置１０と同様の構成である。

まず、基板１００の上には第２発光領域１２０が設けられている。第２発光領域１２０は、複数の第２発光素子（例えば後述する第２発光素子１２２，１２４，１２６）を有している。複数の第２発光素子は、それぞれ複数の第１発光素子と同様の構成を有しており、複数の第１発光素子が発光しているときにこれら第１発光素子の発光時間の９０％以上１１０％以下の長さで発光する。別の言い方をすれば、第２発光素子は、モニタ用の発光素子である。第２発光領域１２０は、発光装置１０の発光面の縁に位置しているのが好ましい。このようにすると、第２発光領域１２０からの光が発光装置１０の外部に漏れることを抑制できる。また、第２発光領域１２０の面積は、第１発光領域１１０の面積の２０％以下であるのが好ましい。このようにすると、発光装置１０の発光面に対して第１発光領域１１０が占める割合を増やすことができる。

そして検出部２２０は、基板１００に垂直な方向で見た場合に、基板１００の側面のうち第２発光領域１２０の近くに位置している領域に対向している。すなわち検出部２２０は、第２発光領域１２０からの光を光電変換した信号を、第１発光領域１１０の発光強度を示す信号として判断部２１０に出力する。

図９は、第１発光領域１１０及び第２発光領域１２０の構成を示す平面図である。本図に示す例において、第１発光素子１１２の延長上には第２発光素子１２２が設けられており、第１発光素子１１４の延長上には第２発光素子１２４が設けられており、第１発光素子１１６の延長上には第２発光素子１２６が設けられている。厚さ方向で見た場合、第２発光素子１２２は第１発光素子１１２と同一の構造を有しており、第２発光素子１２４は第１発光素子１１４と同一の構造を有しており、第２発光素子１２６は第１発光素子１１６と同一の構造を有している。ただし、第２発光素子１２２，１２４，１２６の配置は、本図に示した例に限定されない。

なお、第２発光領域１２０は制御部２００によって制御されている。そして制御部２００は、判断部２１０が判断を行うとき、第１発光素子１１２，１１４，１１６の代わりに第２発光素子１２２，１２４，１２６のそれぞれを動作させる。これらの制御方法は、実施例１における第１発光素子１１２，１１４，１１６の制御方法と同様である。また、発光装置１０を発光させているとき、第１発光素子１１２が発光している間は第２発光素子１２２も発光し、第１発光素子１１４が発光している間は第２発光素子１２４も発光し、第１発光素子１１６が発光している間は第２発光素子１２６も発光する。

図１０は、図９に示した第１発光領域１１０及び第２発光領域１２０の等価回路図である。本図に示すように、第２発光素子１２２は第１発光素子１１２に並列に接続されており、第２発光素子１２４は第１発光素子１１４に並列に接続されており、第２発光素子１２６は第１発光素子１１６に並列に接続されている。

本実施例によっても、判断部２１０は、制御部２００が制御した後の発光条件に基づいて、第１発光領域１１０の交換タイミングを判断する。このため、高い精度で第１発光領域１１０の交換タイミングを判断することができる。

また、発光装置１０は第２発光領域１２０を有している。第２発光領域１２０はモニタ用の第２発光素子１２２，１２４，１２６を有している。第２発光素子１２２，１２４，１２６は、発光装置１０の光源としては機能しないため、ユーザが認識しにくい場所に配置して構わない。そして、検出部２２０は、第１発光領域１１０の発光強度の代わりに第２発光領域１２０の発光強度を測定する。このため、検出部２２０を、ユーザが認識しにくい場所に配置することができる。

以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

１０ 発光装置
１００ 基板
１１０ 第１発光領域
１１２ 第１発光素子
１１４ 第１発光素子
１１６ 第１発光素子
１２０ 第２発光領域
１２２ 第２発光素子
１２４ 第２発光素子
１２６ 第２発光素子
１３０ 封止部材
１４０ 固定層
２００ 制御部
２１０ 判断部
２１５ 記憶部
２２０ 検出部

Claims (7)

1. 発光装置であって、
   互いに異なる色を発光する複数の第１発光素子を有し、前記発光装置の外部に光を放射する第１発光領域と、
   前記複数の第１発光素子それぞれの発光条件を制御することにより、前記第１発光領域が放出する光の色温度を制御する制御部と、
   前記発光条件に基づいて、前記第１発光領域の交換タイミングを判断する判断部と、
   を備える発光装置。
2. 請求項１に記載の発光装置において、
   前記判断部は、前記制御部によって制御された後の前記第１発光素子の発光条件が、予め定められた基準範囲から外れたときに、前記第１発光領域の交換タイミングと判断する発光装置。
3. 請求項２に記載の発光装置において、
   前記制御部は、前記第１発光領域が放出する光の色温度が予め定められた範囲に入るように制御する発光装置。
4. 請求項３に記載の発光装置において、
   前記複数の第１発光素子ごとに、前記基準範囲が設定されており、
   前記判断部は、いずれかの前記第１発光素子の発光条件が前記基準範囲から外れたときに、前記第１発光領域の交換タイミングと判断する発光装置。
5. 請求項４に記載の発光装置において、
   前記基準範囲を記憶する記憶部をさらに備える発光装置。
6. 請求項５に記載の発光装置において、
   第２発光素子を有しており、前記第１発光素子が発光しているときに前記第１発光素子の発光時間の９０％以上１１０％以下の長さで発光する第２発光領域と、
   前記第２発光領域からの発光を検出する検出部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記複数の第１発光素子の発光条件を制御する発光装置。
7. 請求項６に記載の発光装置において、
   前記制御部は、前記判断部が前記第１発光領域の交換タイミングが来たと判断したときに、前記複数の第１発光素子の発光条件を変更する発光装置。

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