JP5556594B2

JP5556594B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP5556594B2
Application number: JP2010243297A
Authority: JP
Inventors: 栄二神田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: JP2012099519A

Description

本発明は、照明装置に関するものである。

従来、陽極及び陰極で挟んだ有機ＥＬ（Electro Luminescence）発光層に電圧を印加することで発光する有機ＥＬ素子がある。近年、有機ＥＬ素子は照明装置や表示装置等に使用されてきている。

特開２００７−１７７２０号公報

しかしながら、従来の有機ＥＬ素子を備えた照明装置は、製造中に発光素子内に異物が存在したときには、その異物により電界集中が発生することで、ショートすることがあった。また、製品になった後でも、衝撃や折り曲げ等の要因で発光素子にショートすることがあった。ショートが発生すると、輝度が下がったり点灯しなかったりし、歩留まりや耐久性低下の原因になっていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る照明装置は、互いに対向する第１電極及び第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた複数の発光素子と、前記発光素子の各々に接続された抵抗と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、複数の発光素子が並列に接続されており、さらに発光素子の各々に抵抗が接続されているため、もし発光素子がショートしても過大な電流が流れず、これによって、輝度が大きく下がったり発光しなくなったりすることを防ぐことが可能となる。その結果、残った複数の発光素子によって引き続き発光を継続することができる。

［適用例２］上記適用例に記載の照明装置において、前記発光素子と前記抵抗との間に第３電極とを備えることを特徴とする。

本適用例によれば、発光素子と抵抗との間に第３電極を備えるため、発光素子との接続抵抗が大きい抵抗を使用する場合でも、発光素子との接続抵抗が低い第３電極を介在することで発光に必要な電流を発光素子に流すことが可能となり、これによって、発光素子を発光させることが可能となる。

第１実施形態の照明装置の構造の一部を示す模式断面図。第１実施形態の照明装置の構造の一部を示す平面模式図。第１実施形態の照明装置の電気的な構成を示す等価回路図。従来の照明装置の発光素子にショートが発生した時の状態を示す等価回路図。本願の照明装置の発光素子にショートが発生した時の状態を示す等価回路図。第１実施形態の変形例１の照明装置の構造を示す模式断面図。第１実施形態の変形例２の照明装置の構造を示す模式断面図。第２実施形態の照明装置の構造を示す模式断面図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

（第１実施形態）
図１は、照明装置の構造の一部を示す模式断面図である。照明装置１０は、基板１の一面に陽極２、抵抗３、絶縁膜４、発光層５、陰極６を積層して構成されている。基板１の陽極２、抵抗３、絶縁膜４、発光層５、陰極６を積層した面の反対側の面には拡散板８が設けられている。封止構造等の図示は省略する。

照明装置１０は、陽極２と陰極６の間に電圧を加えることで発光層５が発光し、基板１側に光が出射される。抵抗３と陰極６とで直接挟まれ、発光する発光層５の領域が発光素子７である。基板１と陽極２と抵抗３は光を透過する。陰極６は発光素子７の内部で発生した光を基板１側に反射する。

発光層５の発光材料としては有機ＥＬ素子が適するが、これに限らずとも良い。

また、これはひとつの例であり、陰極６が透明、基板１及び陽極２、抵抗３が不透明であって、光の出射方向が陰極側であってもよい。その場合、拡散板８は基板１の積層面側に設けられる。

図２は、照明装置の構造の一部を示す平面模式図である。照明装置１０は、基板１上に形成された陽極２と陰極６は電力を供給するための端子として基板１の端部に引き出される。発光素子７はマトリクス状に配置されている。

図３は、照明装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図４は、従来の発光素子にショートが発生した時の状態を示す等価回路図である。図５は、本実施形態の発光素子にショートが発生した時の状態を示す等価回路図である。以下、照明装置の構成及び動作を図３〜図５を参照しながら説明する。

図３の照明装置１０は、直流電力を供給する直流電源１５を電源とする。また、照明装置１０は、直流電源１５の陽極と接続された陽極配線１３と、直流電源１５の陰極と接続された陰極配線１４とを有する。

陽極配線１３と陰極配線１４との間に、順方向電流により発光する複数の発光素子１１が設けられている。言い換えれば、複数の発光素子１１は、共通の陽極配線１３と陰極配線１４との間に並列接続されている。なお、発光素子１１は等価的に発光ダイオードとみなすことができる。図１に示す発光素子７の等価回路が図３の発光素子１１である。並列に接続された複数の発光素子１１は陽極１１ａが陽極配線１３と電気的に接続され、陰極１１ｂが陰極配線１４と電気的に接続されている。

陽極配線１３と発光素子１１との間には抵抗１２が設けられている。具体的には抵抗１２の一方が陽極配線１３と接続され、抵抗１２の他方が陽極１１ａと接続されている。

抵抗１２の材料としては、例えば、アモルファスシリコンが用いられる。形成方法としては、例えば、公知の成膜技術及びエッチング技術を用いる。

次に図４を参照しながら、照明装置１０の動作について説明する。まず、直流電源１５がオン状態になると、直流電源１５から陽極配線１３に電力が供給され、発光素子１１が発光する。発光素子１１は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。

ここで陽極配線１３の抵抗値が発光素子１１の抵抗値よりも十分小さく、複数の発光素子１１の抵抗値のばらつきが無い場合、各発光素子１１には同じ値の電流が流れ、同じ輝度で発光する。

次に図４を参照しながら、陽極配線１１３と陰極配線１１４との間に接続された複数の発光素子１１１のうち、A部の発光素子１１１がショートした場合の従来の照明装置１１０の状態を説明する。

まず、直流電源１１５がオン状態になると発光素子１１１が発光する。そして、例えば、複数の発光素子１１１のうちA部の発光素子１１１がショートしたとする。その場合、A部の発光素子１１１は単なる配線の状態となる。A部の発光素子１１１の抵抗がほとんど無くなるので、A部に電流が集中して流れる。それによって、他の部分に電流が流れにくくなることで、他の部分の発光素子１１１の輝度が下がったり、点灯しなかったりする。

一方、図５を参照しながら、発光素子１１がショートした場合の本実施形態の照明装置１０の状態を説明する。抵抗１２の抵抗値は、例えば、発光素子１１の発光時の抵抗値とほぼ同じに設定されている。

直流電源１５がオン状態になると発光素子１１が発光する。そして、例えば、複数の発光素子１１のうちB部の発光素子１１がショートしたとする。ここで、B部の発光素子１１が単なる配線の状態となってもB部と直列に接続された抵抗１２がある。抵抗１２は発光素子１１の抵抗値とほぼ同じに設定されているのでB部に電流の集中は起こらない。これによって照明装置１０全体が発光しなくなることを防ぎ、ショートした部分を除くその他の複数の発光素子１１によって発光させることができる。また、少数の発光素子１１がショートして発光しなくても、拡散板８が取り付けられていることで欠陥が目立ちにくい。その結果、照明装置１０は引き続き発光を継続することができる。

（変形例１）
図６は、第１実施形態の変形例１の照明装置の構造を示す模式断面図である。図１と同様に照明装置１０は基板１の上に陽極２、抵抗３、絶縁膜４、発光層５、陰極６を積層して構成されている。抵抗３と陰極６とで直接挟まれ、発光する発光層５の領域が発光素子７である。基板１に積層した面の反対側には拡散板８が設けられている。この変形例では抵抗３は複数の発光素子７に跨って接続されている。封止構造等の図示は省略する。

（変形例２）
図７は、第１実施形態の変形例２の照明装置の構造を示す模式断面図である。照明装置１０は基板１の上に陽極２、発光層５、絶縁膜４、抵抗３、陰極６を積層して構成されている。この変形例では抵抗３が陰極側に形成されている。抵抗３と陽極２とで直接挟まれた発光層５が発光素子７である。封止構造等の図示は省略する。基板１に積層した面の反対側には拡散板８が設けられている。

これらの変形例のような構成であっても上記した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の照明装置の構造を示す模式断面図である。照明装置１０は基板１の上に陽極２、抵抗３、絶縁膜４、電極層９、発光層５、陰極６を積層して構成されている。封止構造等の図示は省略する。

第１実施形態では抵抗３と発光層５とが直接接続されているため、材料によっては抵抗３と発光層５との間の接続抵抗が極めて大きくなり、高電圧をかけないと発光しない場合がある。接続抵抗を小さくすることのできる材料を電極層９として用いることにより発光に必要な電流を供給できるので、発光素子を発光させることができる。電極層９の材料としては、例えばＩＴＯなどが用いられる。

１…基板、２…陽極、３…抵抗、４…絶縁膜、５…発光層、６…陰極、７…発光素子、８…拡散板、９…電極層、１０…照明装置、１１…発光素子、１１a…陽極、１１b…陰極、１２…抵抗、１３…陽極配線、１４…陰極配線、１５…直流電源。

Claims

互いに対向する第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた複数の発光素子と、
前記発光素子の各々に接続された抵抗と、を備え
前記抵抗の側部の絶縁膜と前記抵抗により発光素子を画成し、
前記第１電極及び前記第２電極が前記複数の発光素子の共通電極となっていることを特徴とする照明装置。
前記発光素子と前記抵抗との間に接続抵抗を小さくすることのできる材料からなる第３電極とを備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。