JP6019045B2 - エレクトロルミネセント装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレクトロルミネセント装置及び、より具体的には、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置の分野に関する。

エレクトロルミネセント装置は、電流がこれを通過する場合に光を発することができるエレクトロルミネセント材料を有する。エレクトロルミネセント装置に使用される材料は、発光ポリマ又は小さな有機分子であることができる。有機装置は、例えば当技術分野において既知である有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）であることができる。エレクトロルミネセント装置を作動するために、電流が、電極を用いて前記エレクトロルミネセント材料に印加される。

ＯＬＥＤのようなエレクトロルミネセント装置は、電極間に配置されたエレクトロルミネセント材料を有する。適切な電圧を印加すると、電流が、前記エレクトロルミネセント材料を通って陽極から陰極まで流れる。光が、前記エレクトロルミネセント材料内のホール及び電子の放射再結合により生成される。

本発明は、容量性無線電源を持つエレクトロルミネセント装置を提供することを目的とする。

このために、本発明によるエレクトロルミネセント装置は、エレクトロルミネセントスタックの対を有する。各スタックは、第１の電極層、第２の電極層及び２つの前記電極層の間に配置されたエレクトロルミネセント層を有する。前記エレクトロルミネセント装置は、２つの前記スタックの間の電気接続をも有する。前記第２の電極層の各々は、導電板を有し、２つの前記導電板が、容量性電力伝達に対する受信器電極の対を形成する。

本発明は、互いに電気的に接続されたエレクトロルミネセントスタックの対の使用のおかげで容量性無線電源を持つエレクトロルミネセント装置の使用を可能にし、前記スタックの第２の電極層が、容量性電力受信器として使用される。前記スタックのエレクトロルミネセント層は、前記第１の電極層と第２の電極層との間に配置される。本発明の実施例によると、前記エレクトロルミネセント装置は、第１の絶縁基板を有し、前記エレクトロルミネセントスタックの対は、前記第１の基板上に配置される。前記第２の電極層は、前記第１の絶縁基板上に配置されることができる。

本発明の実施例によると、前記第１の絶縁基板は、ガラス、プラスチック又はホイルであることができる。

本発明の実施例によると、前記エレクトロルミネセント装置は、前記スタックの対を覆う第２の基板を有することができる。

本発明の実施例によると、前記エレクトロルミネセント装置は、少なくとも第１及び第２の絶縁基板を有する絶縁ハウジングを有することができる。

本発明の実施例によると、前記電気接続は、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の電気接続からなることができる。

本発明の実施例によると、交流電圧が、容量性結合により前記電極層内に伝達される。前記伝達される電圧は、前記２つの電極層の間に配置された前記エレクトロルミネセント層に印加される。この結果、前記第１及び第２の電極層は、前記エレクトロルミネセント層に電圧を印加するように構成される。前記エレクトロルミネセント装置は、ダイオードとして機能し、逆方向の電流をブロックするので、一方の半波の間だけ、電流が流れる。この結果、ＡＣ周波数は、ちらつきを避けるのに十分に高くなくてはならず、例えば１００Ｈｚより大きい。前記周波数が、等価電気回路の共振周波数と等しくてもよいことに注意すべきである。

本発明の実施例によると、前記エレクトロルミネセント層は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である。

本発明の実施例によると、相互接続は、前記共振周波数を変更するコンポーネントを有する。前記共振周波数は、前記容量性電力伝達の電力伝達が最高値である周波数である。前記共振周波数を適合することにより、例えば干渉が最小化されることができる。この結果、前記共振周波数を変更するコンポーネントを加えることにより、電力伝達の度合は、最適化されることができる。前記コンポーネントは、例えばインダクタ素子であることができる。

前記エレクトロルミネセント層の片側は透明である。一部の応用例に対して、前記装置全体が透明であることは必要でなくてもよい。この場合、片側は不透明であることができる。この側の電極も不透明であることができる。

他の態様において、本発明は、エレクトロルミネセント装置の複数の実施例を有する照明器具に関する。

他の態様において、本発明は、前記エレクトロルミネセント装置及び容量性電力送信器を有するシステムに関する。前記容量性電力送信器は、交流電流ＡＣ信号を発生する電源及び前記電源に電気的に接続された２つの導電板を有する。前記エレクトロルミネセント装置の前記第２の電極及び前記導電板は、容量性電力伝達に対する容量性結合を形成するように互いに面するように構成される。この場合、前記容量性電力送信器は、前記エレクトロルミネセント装置に対して無線電源を提供する。

前記システムは、例えば、窓又は他の面を照射するのに使用されることができる。窓において、前記エレクトロルミネセント装置は、好ましくは、透明である。したがって、前記電極は、透明材料、例えばインジウムスズ酸化物で作成されなければならない。前記エレクトロルミネセント装置が、容量性無線電力を供給される場合、前記エレクトロルミネセント層は、光を発する。前記容量性送信器電極は、例えば、窓枠又はユーザの目に触れない他の場所に配置されることができる。

本発明は、添付の図面を参照して、例として、より詳細に説明される。

容量性結合による無線電力伝達に対する容量性送信器及び受信器の概略図を示す。 ２つの電極を持つエレクトロルミネセント装置の概略図を示す。 図２のエレクトロルミネセント装置の等価電気回路の概略図を示す。 第１の実施例による容量性送信器及び受信器の等価電気回路の概略図を示す。 図４の第１の実施例によるエレクトロルミネセント装置の抵抗素子の電流の図を示す。 第２の実施例による容量性送信器及び受信器の等価電気回路の概略図を示す。 図６の第２の実施例によるＯＬＥＤ装置の抵抗素子の電流の図を示す。 第３の実施例の第１の例による容量性送信器及び受信器の等価電気回路の概略図を示す。 第３の実施例の第２の例による容量性送信器及び受信器の等価電気回路の概略図を示す。

図１は、容量性送電システムの概略図を示す。容量性無線送電は、容量性送信器及び容量性受信器を必要とする。参照符号２００の下で描かれる容量性送信器は、電源２０１並びに２つの送信器電極２０２及び２０３を有する。電源２０１は、電圧発生器を有する。２つの送信器電極２０２及び２０３は、電源２０１に電気的に接続される。

参照符号１００の下で描かれる容量性受信器は、負荷Ｒ、並びに負荷Ｒに電気的に接続された２つの受信器電極１０５及び１０６を有する。受信器電極１０５及び１０６が、送信器電極２０２及び２０３の非常に近くに配置され、これらが電気的接触なしで互いに面する場合、これらは、それぞれ、２つの等価キャパシタＣ１及びＣ２を形成する。この場合、適切な交流電流ＡＣが、容量性受信器１００内の負荷Ｒに電力供給するように電源２０１により発生されることができる。

図２は、本発明による構造的概略的エレクトロルミネセント装置１００を示す。エレクトロルミネセント装置１００は、容量性受信器の役割を担う。エレクトロルミネセント装置１００は、一対のエレクトロルミネセントスタック１０１及び１０２を有する。第１のスタック１０１は、第１の電極層１０３、第２の電極層１０５及び第１の電極層１０３と第２の電極層１０５との間に配置されたエレクトロルミネセント層１０７を有する。同様に、第２のスタック１０２は、第１の電極層１０４、第２の電極層１０６及び第１の電極層１０４と第２の電極層１０６との間に配置されたエレクトロルミネセント層１０８を有する。前記エレクトロルミネセント層は、例えば、有機発光ダイオードＯＬＥＤからなる。

第２の電極層１０５及び１０６の各々は、導電板を有する。２つの前記導電板は、容量性電力伝達に対する一対の受信器電極を形成する。

前記板の一方の側は、前記エレクトロルミネセント層を受けるのに対し、他方の側は、図２にも概略的に示される容量性送信器２００の送信器電極２０１又は２０３に面することを意図される。エレクトロルミネセント装置１００は、２つのスタック１０１と１０２との間の電気接続をも有する。前記電気接続は、以下に、より詳細に記載される。

一実施例によると、第１の電極層１０３、１０４及び第２の電極層１０５、１０６の材料は、炭素、アルミニウム、ポリ(３，４−エチレンジオキシチオフェン)ＰＥＤＯＴのような有機材料、銅、銀であることができる。透明導体材料、例えばインジウムスズ酸化物ＩＴＯも使用されることができる。

本発明の一実施例によると、エレクトロルミネセント装置１００は、第１の絶縁基板１５０、例えば厚さが１００μｍないし１ｃｍであることができる薄いガラス板を有する。第１の絶縁基板１５０は、エレクトロルミネセントスタックの対１０１、１０２を受ける。より具体的には、スタックの対１０１、１０２の第２の電極層１０５、１０６は、第１の絶縁基板１５０上に配置される。製造プロセスの一例によると、第２の電極１０５、１０６の薄い導電層は、ガラス板１５０上に堆積される。次いで、いくつかの能動有機層が、前記ＯＬＥＤの能動部分としてこれの上に形成される。次いで、前記ＯＬＥＤの前記能動部分は、第１の電極１０１、１０２の導電層で覆われる。第１の絶縁基板１５０の材料は、ガラス、プラスチック又はホイルであることができる。

エレクトロルミネセント装置１００が、送信器電極２０１、２０３上に配置される場合、２つの等価キャパシタンスが構成され、第１のキャパシタンスＣ１は、第２の電極１０５、第１の絶縁基板１５０及び送信器電極２０１を有し、第２のキャパシタンスＣ２は、第２の電極１０６、第１の絶縁基板１５０及び送信器電極２０３を有する。エレクトロルミネセント装置１００は、容量性送電に対する平面非接触インタフェースを持つことができ、第２の電極１０５、１０６は同一平面上に配置される。

本発明の一実施例によると、エレクトロルミネセント装置１００は、第２の絶縁基板１６０を有する。第２の絶縁基板１６０は、第１の絶縁基板１５０の反対側に配置され、スタックの対１０１及び１０２の第１の電極１０３、１０４を覆うように意図される。第２の絶縁基板１６０の材料は、ガラス、プラスチック又はホイルであることができる。

本発明の一実施例によると、エレクトロルミネセント装置１００は、絶縁ハウジング（図示されない）を有することができる。前記絶縁ハウジングは、少なくとも前記第１の絶縁基板１５０及び第２の絶縁基板１６０を有し、密閉されたエレクトロルミネセント装置１００を提供する。図３は、図２のエレクトロルミネセント装置１００の等価電気回路を示す。前の図の場合のように、同じ参照番号が、図３に表される同様の構成要素に対して使用される。図３において、エレクトロルミネセント層１０７は、抵抗素子１０９及びダイオード１１１を有する。抵抗素子１０９は、発光機能を表し、ダイオード１１１は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のダイオード機能を表す。抵抗素子１０９及びダイオード１１１と並列なキャパシタ素子１１３は、寄生キャパシタと見なされる。点１０３は、エレクトロルミネセントスタック１０１の第１の電極を表す。

抵抗素子１０９、ダイオード１１１及びオプションとして寄生キャパシタ素子１１３は、キャパシタＣ１と直列であるＯＬＥＤ構造を形成する。キャパシタＣ１は、容量性無線電力伝達の送電キャパシタを表す。このキャパシタＣ１の一方の電極は、エレクトロルミネセントスタック１０１の第２の電極１０５である。キャパシタＣ１の他方の電極は、送信器電極２０２、２０３の一方である。図２の実施例において、第１の絶縁基板１５０は、第２の電極１０５と送信器電極２０２との間に配置される。図３において、エレクトロルミネセント層１０８は、抵抗素子１１０及びダイオード１１２を有する。抵抗素子１１０は、発光機能を表し、ダイオード１１２は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のダイオード機能を表す。抵抗素子１１０及びダイオード１１２と並列のキャパシタ素子１１４は、寄生キャパシタと見なされる。点１０４は、エレクトロルミネセントスタック１０２の第１の電極を表す。

抵抗素子１１０、ダイオード１１２及びオプションとして寄生キャパシタ素子１１４は、キャパシタＣ２と直列であるＯＬＥＤ構造を形成する。キャパシタＣ２は、容量性無線電力伝達の送電キャパシタを表す。このキャパシタＣ２の一方の電極は、エレクトロルミネセントスタック１０２の第２の電極１０６である。キャパシタＣ２の他方の電極は、送信器電極２０２、２０３の一方である。図２の実施例において、第１の絶縁基板１５０は、第２の電極１０６と送信器電極２０３との間に配置される。

図４は、前の図と比較して時計回りに９０度回転した第１の容量性無線電力システムの概略的な電気回路を示す。この図において、寄生キャパシタンス１１３及び１１４は、例えば低い動作周波数を使用する場合に無視される。低い動作周波数は、前記規制キャパシタのカットオフ周波数より低い周波数を意味する。図４は、図２の２つのスタック１０１と１０２との間の上述の電気接続の一実施例を示す。前記電気接続は、前記スタックの電極間で発生する。第１の電気接続１１５は、一方のスタック１０１の第１の電極１０３と他方のスタック１０２の第２の電極１０６との間でなされる。第２の電気接続１１６は、他方のスタック１０２の第１の電極１０４と一方のスタック１０１の第２の電極１０５との間でなされる。

図５は、図４の前記抵抗素子を流れる電流を示す。電流曲線の参照番号は、図４の前記抵抗素子の参照番号に対応する。前記ダイオードが逆方向の電流をブロックするので、半波の一方の間にのみ、電流が流れることができる。図６は、エレクトロルミネセント装置１００が寄生キャパシタンス１１３及び１１４を有する第１の容量性無線電力システムの概略的な電気回路を示す。エレクトロルミネセント装置１００は、前記寄生キャパシタンスを考慮に入れるように追加のダイオードをも有する。前記ＯＬＥＤにより形成されるダイオード１１１（又は１１２）は、前記ＯＬＥＤに関連して寄生キャパシタ１１３（又は１１４）により短絡されるので、ＡＣ電圧で使用される場合には、このダイオード１１１（又は１１２）を頼りにすることができない。この実施例は、寄生キャパシタンス１１３（又は１１４）の代わりに前記ＯＬＥＤ（ダイオード１１１及び抵抗１０９、又はダイオード１１２及び抵抗１１０）を流れる電流を改良する。追加のダイオード１１７及び１１８は、ＡＣ電圧を整流するのに使用される。第１の追加のダイオード１１７は、好ましくは、第１の電極１０３と第２の電極１０６との間の第１の電気接続１１５内に配置される。第２の追加のダイオード１１８は、好ましくは、第１の電極１０４と第２の電極１０５との間の第２の電気接続１１６内に配置される。抵抗素子１０９及び１１０内の対応する電流曲線は、関連する参照番号とともに図７に示される。前記電流曲線は、寄生キャパシタンス１１３及び１１４が、前記抵抗素子における電流信号を平滑化し、より少ないリップルを誘導することを示す。

本発明の他の実施例によると、エレクトロルミネセント装置１００は、装置１００の共振周波数を変更する構成要素を有することができる。図８及び９を参照すると、装置１００の共振周波数を変更する構成要素は、インダクタ素子である。図８は、インダクタ素子が第１の巻線１１９及び第２の巻線１２０に分かれる第１の例を概略的に示す。第１の巻線１１９は、第１の電気接続１１５内に配置され、すなわち、第１の巻線１１９は、第１の電極１０３と第２の電極１０５との間に接続される。第１の巻線１１９及び第２の巻線１２０は、強力に結合され、巻線方向（winding sense）は、図８においてドットで示されるように反対である。インダクタンスの値は、所定の周波数における共振ＲＬＣ電気回路を形成するように計算される。これは、前記容量性無線電力システムの電力伝達を増加する利点を持つ。

図９は、第２の例を概略的に示す。ここで、前記インダクタ素子は、１つの巻線１２１からなる。インダクタ素子１２１は、それぞれ、ダイオード１１７及び１１８の出力部１２５と１２４との間に電気的に接続される。加えて、第１の電気接続１２３は、点１２５と第２の電極１０５との間でなされる。第１の電気接続１２３は、ダイオード１２７を有する。対称的に、第２の電気接続１２２は、点１２４と第２の電極１０６との間でなされる。第２の電気接続１２２は、ダイオード１２６を有する。この第２の例は、製造するのが容易であり、より小さなサイズのエレクトロルミネセント装置１００を可能にすることができる。

本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び説明されているが、このような図示及び説明は、限定的ではなく、説明的又は典型的であると見なされるべきであり、本発明は、開示された実施例に限定されない。

開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。請求項において、単語"有する"は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞"１つの"は、複数を除外しない。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。請求項内の参照符号は、範囲を限定するように解釈されるべきではない。

Claims (14)

1. 第１及び第２のエレクトロルミネセントスタックから成る、エレクトロルミネセントスタックの対を有するエレクトロルミネセント装置において、
   前記エレクトロルミネセントスタックの対のそれぞれが、第１の電極層、第２の電極層及び前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に配置されたエレクトロルミネセント層を有し、
   前記第１のエレクトロルミネセントスタックの第１の電極層と、前記第２のエレクトロルミネセントスタックの第２の電極層との間に第１の電気接続を有し、前記第２のエレクトロルミネセントスタックの第１の電極層と、前記第１のエレクトロルミネセントスタックの第２の電極層との間に第２の電気接続を有し、
   前記第２の電極層の各々が、導電板を有し、２つの前記導電板が、容量性電力伝達に対する受信器電極の対を形成し、
   前記第１及び第２の電気接続の各々が、前記容量性電力伝達の電力伝達が最大容量性電力伝達の値になるように、当該装置の共振周波数を変更するためのコンポーネントと、少なくとも一つのダイオードを有する、
   エレクトロルミネセント装置。
2. 前記エレクトロルミネセント装置が、第１の絶縁基板を有し、前記エレクトロルミネセントスタックの対が、前記第１の絶縁基板上に配置される、請求項１に記載のエレクトロルミネセント装置。
3. 前記第２の電極層が、前記第１の絶縁基板と前記エレクトロルミネセント装置との間に配置される、請求項２に記載のエレクトロルミネセント装置。
4. 前記第１の絶縁基板が、ガラス、プラスチック又はホイルである、請求項２に記載のエレクトロルミネセント装置。
5. 前記スタックの対を覆う第２の絶縁基板を有する、請求項２に記載のエレクトロルミネセント装置。
6. 前記エレクトロルミネセントスタックの対をカプセル化し、少なくとも前記第１及び第２の絶縁基板を有する絶縁ハウジングを有する、請求項５に記載のエレクトロルミネセント装置。
7. 前記エレクトロルミネセント層が、有機発光ダイオードである、請求項１に記載のエレクトロルミネセント装置。
8. 前記第1及び第２の電気接続の各々において、前記少なくとも一つのダイオードが、各第１の電極層と前記コンポーネントとの間に位置する、請求項１に記載のエレクトロルミネセント装置。
9. 前記第１及び第２の電気接続の各々が、各第２の電極層と前記コンポーネントとの間に少なくとも一つの追加ダイオードをさらに有する、請求項８に記載のエレクトロルミネセント装置。
10. 前記コンポーネントが、少なくとも一つの巻線から成るインダクタ素子である、請求項１に記載のエレクトロルミネセント装置。
11. 前記コンポーネントが、前記第１の電気接続における第１の素子と、前記第２の電気接続における第２の素子として構成される、請求項１に記載のエレクトロルミネセント装置。
12. 前記第1の電気接続と前記第２の電気接続が、単一の素子として構成される前記コンポーネントを共有する、請求項１に記載のエレクトロルミネセント装置。
13. 複数の請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のエレクトロルミネセント装置を有する照明器具。
14. 請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のエレクトロルミネセント装置と容量性電力送信器とを有するシステムにおいて、前記送信器が、交流電流信号を発生する電源と、前記電源に電気的に接続された２つの導電板とを有し、前記エレクトロルミネセント装置の前記第２の電極及び前記導電板が、容量性電力伝達に対する容量性結合を形成するように互いに面するように構成される、システム。

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