JP2016021402A

JP2016021402A - 発光装置

Info

Publication number: JP2016021402A
Application number: JP2015156086A
Authority: JP
Inventors: 泰裕高橋; Yasuhiro Takahashi
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2016-02-04

Abstract

【課題】屋外の電源設備のない場所で用いることができる可搬型の移設自在な発光装置を提供する。【解決手段】発光部１１と、光を受光して起電力を生じる発電部１３と、前記発光部と前記発電部とを封止する透光性を有する封止シート１７と、前記封止シート内に封止されており、前記発光部及び前記発電部に電気的に接続されており、前記発電部で発電された電力を蓄電しかつ前記発光部に電力を供給する充電装置２３と、前記封止シート内に封止されており、前記発電部及び前記充電装置に接続され、前記発電部から前記充電部への入力電圧を調整する充放電制御回路２１と、を有する発光装置。【選択図】図３

Description

本発明は、発光装置に関し、特に有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を搭載した発光装置に関する。

昼間の気温が高い夏の間は、花火大会、お祭り、夜間の野外コンサート等、夜間に行われる野外イベントが多い。このような、夜間の野外イベントの会場においては、多数の人が集まり混雑が発生し、また夜間であるため、人々を安全に目的地に誘導するために路上の照明や発光標識が必要となる。

従来の路面に設置される道路発光装置として、特許文献１には、薄膜発光体と、保護シートと、を備える道路標識表示装置が開示されている。

また、引用文献２には、太陽電池、電気二重層コンデンサ、ＬＥＤ素子からなる回路を有する道路標識が開示されている。

特開２００４−２７０４４３号公報特開２００６−２７４６８５号公報

特許文献１に示されている標識表示装置では、予め設置された別個の電源ユニットから、埋設されたケーブルを介して発光体に電源を供給しなければならない。従って、この標識表示装置は、例えば、移設自在ではなく、また設置場所には制限が生ずるという問題がある。

また、特許文献２に示されている表示装置は、厚みを有している形状のため、人や車両の通行の妨げにならないようにするために、道路に埋設しなければならず、例えば、移設自在ではないというような問題が生ずる。

本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、例えば、屋外の電源設備のない場所で用いることができる可搬型の移設自在な発光装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、発光部と、光を受光して起電力を生じる発電部と、前記発光部と前記発電部とを封止する透光性を有する封止シートと、前記封止シート内に封止されており、前記発光部及び前記発電部に電気的に接続されており、前記発電部で発電された電力を蓄電しかつ前記発光部に電力を供給する充電装置と、前記封止シート内に封止されており、前記発電部及び前記充電装置に接続され、前記発電部から前記充電部への入力電圧を調整する充放電制御回路と、を有することを特徴とする発光装置である。

本発明の実施例１に係る発光装置の平面図である。本発明の実施例１に係る発光装置の断面図である。本発明の実施例１に係る発光装置の断面図である。本発明の実施例１に係る発光装置の等価回路図である。本発明の発光装置に用いられる発光素子の層構造を示す図である。本発明の発光装置に用いられる太陽電池の層構造を示す図である。本発明の発光装置の設置態様を示す図である。本発明の実施例２に係る発光装置用ブロックを示す図である。本発明の実施例２に係る発光装置用ブロックの等価回路図である。本発明の実施例２に係る発光装置用ブロックによって形成されている発光装置を示す図である。本発明の実施例２に係る発光装置用ブロックによって形成されている発光装置の等価回路図である。本発明の変形例を示す図である。

以下に、本発明の実施例１に係る発光装置１０について、図１Ａ−Ｄを参照しつつ説明する。図１Ａは、本発明の実施例１に係る発光装置１０の発光面側からみた平面図である。図１Ｂは、図１Ａにおける１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。図１Ｃは、図１Ａにおける１Ｃ−１Ｃ線に沿った断面図である。図１Ｄは、発光装置１０の等価回路図である。

発光部１１は、給電下で発光する可撓性の有機ＥＬ発光素子からなり、矩形の平面形状を有する扁平な発光パネルである。発光部１１は、一定の間隔を空けて一列に並置されており、各々の発光部１１の間に発電部１３が配されている。

発電部１３は、太陽光等の光の照射の下で起電力を生じる可撓性の薄膜アモルファスシリコン太陽電池パネルからなり、矩形の平面形状を有する扁平な発電パネルである。発光装置１０においては、各々４つの発光部１１及び発電部１３が同一平面内で１つずつ交互に一列に並置されている。また、発光部１１の発光面及び発電部１３の受光面は、発光装置１０の同一面側に形成されている。

発光部への給電のための第１の導電路である導線１５及び発電部において生成された電力を取り出すための第２の導電路である導線１６は、可撓性を有し、導線１５は、発光部１１の各々を並列に接続しており、導線１６は、発電部１３の各々を並列に接続している。導線１５、１６の各々の端部には外部装置との接続のためのコネクタ１５Ａ及び１６Ａがそれぞれ形成されている。

発光部１１、発電部１３及び導線１５及び１６は、可撓性を有する帯状の透光性封止シート１７によって全体として封止されている。封止シート１７は、例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等からなり、表裏２枚の封止シートの周辺端部を、各々接着剤による接着または熱圧着によって接合することによって形成されている。尚、周辺端部の一部が開いている袋状のシートを用いて、開いている周辺端部を接合して、発光部１１、発電部１３並びに導線１５及び１６を封止することとしてもよい。尚、コネクタ１５Ａ及び１６Ａは、外部との接続のために封止シート１７から露出している。

上述のように、本発明による発光装置は、扁平な発光部１１及び扁平な発電部１３を封止シート１７内に並置して封止した、全体として扁平な形状を有しているので、人や車両の通行を妨げることなく路面上等に設置可能である。

図１Ｄに示すように、導線１５及び１６は、これらのコネクタ１５Ａ及び１６Ａによって電源装置１９に接続することができる。電源装置１９は、充放電制御回路２１及び充電装置２３（例えば、リチウムイオン電池等の充電池、または電気二重層コンデンサ等のコンデンサ）を有し、発光装置１０は充放電制御回路２１を介して充電装置２３に接続されている。

充放電制御回路２１は、発光部１１への給電電流をオンオフする第１のスイッチＳＷ１、発電部１３からの発電電流をオンオフするスイッチＳＷ２、発光部１１への給電電流を調節する可変抵抗器ＶＲ、及び発電部１３から出力され充電装置２３に入力される電圧を調節する電圧レギュレータ２５を有する。可変抵抗器ＶＲは、装置外部にあるつまみ等によって抵抗値を調節可能であるので、充電装置２３からの給電によって発光部１１を駆動する際の発光部１１の光量が調節自在である。電圧レギュレータ２５は、発電部１３を用いて充電装置２３を充電する際に、太陽光の強弱の変化によって太陽電池の起電力等に変化があっても充電装置２３を効率良く充電しかつ過充電が発生しないように、充電装置２３に入力される電圧を調整するように構成されている。

図２Ａは本発明の発光装置１０の発光部１１に用いられている有機ＥＬ素子の層構造を示し、図２Ｂは本発明の発光装置１０の発電部１３に用いられている太陽電池の層構造を示している。

発光部１１に使用される有機ＥＬ素子は、基部として、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の可撓なプラスチックフィルム層３１を有する。フィルム層３１の上には、アルミニウム、銀、マグネシウム等の金属電極３３が形成されている。金属電極３３の上には、有機発光層３５が積層されており、その上にＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）等の透明電極３７が形成されている。

発電部１３に使用される太陽電池は、基部として、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の可撓なフィルム４１を有する。フィルム層４１の上には、アルミニウム、銀、マグネシウム等の金属電極４３、ｎ型アモルファスシリコン層４５、ｉ型アモルファスシリコン層４７、ｐ型アモルファスシリコン層４８が積層されており、最上層にはＩＴＯ等の透明電極４９が形成されている。

図３は、本発明の実施例１に係る発光装置１０の使用形態を示す図である。

図３に示すように、発光装置１０は、丸められている（または折り畳まれている）状態から伸展させられて、発光部１１の発光面及び発電部１３の受光面が上方を向くように路上に敷設される。導線１５及び１６は、その端部コネクタ１５Ａ及び１６Ａを介して電源装置１９に接続される。

昼間において、発光装置１０に太陽光が照射されて発電部１３のアモルファスシリコン太陽電池が太陽光を受光することで、発電部１３において発電が行われる。発電部１３において発電された電力は、導線１６及びコネクタ１６Ａに接続されている充放電制御回路２１を介して充電装置２３に充電される（充電モード）。

夜間において、発光部１１は、充放電制御回路２１及び導線１５を介して充電装置２３から電力の供給を得て発光する（発光モード）。

本発明による発光装置は、給電下において発光する少なくとも１つの可撓性の発光部と、光の照射を受けて起電力を生じる少なくとも１つの可撓性の発電部と、発光部へ給電するために発光部に接続されている第１の導電路と、発電部において生成された電力を取り出すために発電部に接続されている第２の導電路と、発光部、発電部、第１の導電路及び第２の導電路を封止する可撓性の封止シートと、を有している。
かかる構成により、例えば、昼間は発電部によって発電された電力を蓄電しておき、夜間は蓄えられた電力を用いて発光部を発光させることで、電源設備の無い場所においても動作可能である。また、全体として可撓性を有しているので、例えば、凹凸のある路面等に自由に設置でき、折り曲げたり巻き取ったりすることで容易に持ち運んで移設を行うことが可能である。
従って、例えば、夜間の野外イベントの会場等の暗い場所に本発明の発光装置を順路に沿って配置して発光させることによって、電源設備の無い場所においても人々を安全に誘導することが可能である。

以下に、本発明の実施例２に係る発光装置用ブロック５０について、図４Ａ及び図４Ｂを参照しつつ説明する。図４Ａは、本発明の実施例１に係る発光装置用ブロック５０の発光面側からみた平面図である。図４Ｂは、発光装置用ブロック５０の等価回路である。

発光装置用ブロック５０は、図１Ａに示している発光装置１０の破線に挟まれている部分に相当する単位ブロックである。具体的には、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、発光装置用ブロック５０は、実施例１に係る発光装置１０に用いられているのと同じ発光部１１及び発電部１３を各々１つずつ有している。第１の一対の導線５５は、発光部１１の一対の入力端子に各々接続されている。第２の一対の導線５６は、発電部１３の一対の出力端子に各々接続されている。

発光部１１、発電部１３及び導線５５、５６は、発光装置１０に用いられているのと同様の透光性を有する可撓性の封止シート５７によって封止されている。

導線５５及び５６の端部には、封止シート５７の一端において、第１の一対の導線５５に接続されている第１の一対の入力コネクタ５５Ａ及び第２の一対の導線５６に接続されている第１の一対の出力コネクタ５６Ａが形成され、他端において、第１の一対の導線５５に接続されている第２の一対の入力コネクタ５５Ｂ及び第２の一対の導線５６に接続されている第２の一対の出力コネクタ５６Ｂが形成されている。コネクタ５５Ａ及び５６Ａは、発光装置用ブロック５０の外部に突出している、いわゆるオスコネクタである。コネクタ５５Ｂ及び５６Ｂは、発光装置用ブロック５０の内部に向けて凹状に形成されている、いわゆるメスコネクタである。導線５５及び５６は、一方の発光装置用ブロック５０のコネクタ５５Ａ及びコネクタ５６Ａと他方の発光装置用ブロック５０のコネクタ５５Ｂ及びコネクタ５６Ｂとが接続された際に、発光部１１同士及び発電部１３同士が並列接続になるように構成されている。

コネクタ５５Ａ、５５Ｂ、５６Ａ及び５６Ｂは、外部機器及び他の発光装置５０との接続のために封止シート５７から露出している。

図５Ａは、発光装置用ブロック５０を連結して形成した発光装置を示している。図５Ｂは、当該発光装置の等価回路を示している。このように、コネクタ５５Ａ及び５６Ａをコネクタ５５Ｂ及び５６Ｂに挿入して接続し、発光装置用ブロック５０を間隙無く接合配列することによって所望の数のブロックからなる発光装置を形成可能である。充放電制御回路及び充電装置を備える装置（図示せず）は、コネクタ５５Ａ及び５６Ａまたは５５Ｂ及び５６Ｂに接続される。

尚、発光装置用ブロック５０は、各々１つずつの発光部と発電部とから構成されているが、例えば、発光部２つと発電部１つまたは発光部２つと発電部２つ等様々な構成が可能である。

本発明の発光装置用ブロックは、一対の入力端子を有し、当該一対の入力端子間への駆動電圧の供給により発光する少なくとも１つの可撓性の発光部と、一対の出力端子を有し、光の照射を受けて当該一対の出力端子間に起電力を生じる少なくとも１つの可撓性の発電部と、発光部と発電部とを互いに並置状態に保持しかつ封止する透光性を有する可撓性の封止シートと、封止シートの一端に設けられた、一対の入力端子に接続された第１の一対の入力コネクタ及び一対の出力端子に接続された第１の一対の出力コネクタと、封止シートの他端に設けられた、一対の入力端子に接続された第２の一対の入力コネクタ及び一対の出力端子に接続された第２の一対の出力コネクタと、を有している。
かかる構成により、例えば、昼間は発電部によって発電された電力を蓄電しておき、夜間は蓄えられた電力を用いて発光部を発光させることで、電源設備の無い場所においても動作可能である。また、全体として可撓性を有しているので、例えば、凹凸のある路面等に自由に設置でき、折り曲げたり巻き取ったりすることで容易に持ち運んで移設を行うことが可能である。また、例えば、所望の数のブロックからなる発光装置を形成可能である。

上記した実施例においては、発光部１１及び発電部１３は、各々並列接続することとしているが、必要に応じて直列接続としてもよい。

また、充放電制御回路２１及び充電装置２３を発光装置の封止シート１７内に封止して、発光装置内に一体化させてもよい。充放電制御回路及び充電装置を発光装置と一体化することによって、例えば、全く外付けの装置への接続を必要とせずに発光装置を敷設することが可能となり、設置容易性及び搬送容易性がさらに高まることになる。

また、発光部１１の形状を矩形以外の他の形状にするかまたは発光部１１の発光面の一部を遮光性フィルムで覆う等して、矩形以外の発光表示を行うことも可能である。例えば、図６に示す発光部１１Ａのように、発光部を矢印形状にするかまたは数字形状等にすることによって、または矢印や数字等を表示するように発光部を遮光シートで被覆することによって多様な標識を構成することも可能である。

さらに、上記実施例においては、発光部１１を有機ＥＬ素子、発電部１３をアモルファスシリコン太陽電池としたが、発光部１１には可撓性を有する任意の発光体、例えば無機ＥＬ素子が使用可能であり、発電部１３には可撓性を有する任意の発電体が使用可能である。発電部１３に使用可能な発電体としては、例えば、微結晶シリコン型太陽電池、ＣＩＳ系・ＣＩＧＳ系太陽電池もしくはＣｄＴｅ型太陽電池等の化合物系太陽電池、または有機薄膜太陽電池等の有機系太陽電池がある。

上述した実施例における種々の材料、構成、形状等は、例示に過ぎず、用途等に応じて、適宜選択することができる。

１０発光装置
１１、１１Ａ発光部
１３発電部
１５、１６導線
１５Ａ、１６Ａコネクタ
１７封止シート
１９電源装置
２１充放電制御回路
２３充電装置
２５電圧レギュレータ
５０発光装置用ブロック
５５、５６導線
５５Ａ、５５Ｂ、５６Ａ、５６Ｂコネクタ
ＳＷ１、ＳＷ２スイッチ
ＶＲ可変抵抗

Claims

発光部と、
光を受光して起電力を生じる発電部と、
前記発光部と前記発電部とを封止する透光性を有する封止シートと、
前記封止シート内に封止されており、前記発光部及び前記発電部に電気的に接続されており、前記発電部で発電された電力を蓄電しかつ前記発光部に電力を供給する充電装置と、
前記封止シート内に封止されており、前記発電部及び前記充電装置に接続され、前記発電部から前記充電部への入力電圧を調整する充放電制御回路と、
を有することを特徴とする発光装置。
前記発光部の発光面は前記発電部の受光面と同一面側に配されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記発光部の発光面の一部は遮光されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
前記発電部は有機系太陽電池であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発光装置。