JPWO2011158786A1 - 有機ｅｌ素子用駆動装置および有機ｅｌ照明装置 - Google Patents

Abstract

有機ＥＬ素子（２）を定電流で駆動するとともに、輝度制御に応じて定電流の値を変更可能な有機ＥＬ素子用駆動装置（２０，４０）が提供される。有機ＥＬ素子用駆動装置は、有機ＥＬ素子と直列に接続された電源（３）と、有機ＥＬ素子と直列に接続された電流制御部（４，１０）とを含む。電流制御部は、有機ＥＬ素子に流れる電流の値を検出するための抵抗を有する電流検出回路（９）を含む。電流制御部は、有機ＥＬ素子に流すべき電流を輝度制御に応じた所定値に設定するとともに、電流検出回路の出力に応じて有機ＥＬ素子に流れる電流が所定値となるように制御する。電流検出回路の抵抗の値は、輝度制御に応じて変更される。

Description

本発明は、有機ＥＬ素子を駆動するための有機ＥＬ素子用駆動装置、および有機ＥＬ照明装置に関する。

近年、照明の省エネルギー性に優れた電球型蛍光灯や、電球型ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）照明の開発が加速している。それらと同様に省エネルギー性に優れた有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）照明は、面発光光源であるとともに、薄い、軽い、曲がるといった優れた特徴を持つ。このような特徴により、有機ＥＬは、従来にはない新しい照明デザイン、ショーケース、ショールームを提供するとともに、店舗などでの新しい演出を可能にする。また、有機ＥＬは、水銀レス、という対環境性に優れた特徴を持つことから、開発が進められている。

図６は、一般的な有機ＥＬ素子１００の断面構造を示す概略図である。
図６に示すように、有機ＥＬ素子１００は、基材１０４の上に積層配置された、ＩＴＯ１０１と、有機ＥＬ層１０２と、アルミ層１０３とを含む。有機ＥＬ素子１００では、アルミ層１０３とＩＴＯ１０１との間に直流電圧が印加される構造となっている。

有機ＥＬ素子の発光原理としては、基板の上に透明導電膜（アノード）、有機ＥＬ材料、および金属電極（カソード）の、極めて薄い薄膜を積層させたものに電流を流すことにより、有機ＥＬ材料中で電子−正孔の再結合を起こさせ、これにより光を発生させる、というものである。

図７は、有機ＥＬ素子１００の温度毎の電圧と電流密度との関係である電流−電圧特性の一例を示すグラフである。図８は、有機ＥＬ素子１００の温度毎の電流密度と輝度との関係の一例を示すグラフである。

図７に示すように、有機ＥＬ素子１００の電流−電圧特性は、ダイオードの電流−電圧特性に似ており、電圧が低い時はほとんど電流が流れないが、ある閾値電圧を境に急激に電流が流れる特性を示す。さらに図７からわかるように、室温２６．０度から８１．０度まで温度を変化させて電流密度を測定すると、温度が高くなるにつれ、閾値電圧が低下方向にシフトし、電圧一定の場合、温度が変わると急激に電流が増加する。しかし、図８に示すように、電流密度と輝度とは、ほぼリニアな関係にある上に、温度に対しても比較的安定な挙動を示す。

このような挙動を示す有機ＥＬ素子１００を、電圧制御で駆動すると仮定すると、非常に高精度に電圧値をコントロールする必要がある上に、温度に対する補償も同じく高精度に行う必要がある。また、電圧制御で駆動するとなると、電光変換効率が、有機ＥＬ素子１００の製造による閾値電圧のばらつきの影響を大きく受けることになる。したがって、有機ＥＬ素子１００を駆動する場合は、電流制御で駆動する方が、温度変動等に対してより安定な輝度を得られる。

図９は、有機ＥＬ素子１００を駆動する一般的な電流駆動装置のブロック図である。駆動対象である有機ＥＬ素子１００と、電源２０２と、電流制御部２０３とが直列に接続される。電流制御部２０３は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２０５と、電流制御回路２０４と、電流検出用抵抗２０１とを含む。

電流制御部２０３は、電流制御回路２０４を用いて有機ＥＬ素子１００に一定の電流Ｉｏｌｅｄを流すために、抵抗値Ｒｓを有する電流検出用抵抗２０１の両端の電圧Ｖｓを測定する。電流制御部２０３は、測定された電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して、電圧Ｖｓ＝基準電圧Ｖｒｅｆとなるように、電流制御回路からの信号によりＭＯＳＦＥＴ２０５のゲート電圧をコントロールすることで、ＭＯＳＦＥＴ２０５に流れる電流を変化させる。有機ＥＬ素子１００に流れる電流Ｉｏｌｅｄは、Ｖｒｅｆ＝Ｖｓの場合には次式で求められる。

Ｉｏｌｅｄ＝Ｖｒｅｆ／Ｒｓ
この式からわかるように、電流Ｉｏｌｅｄを変えたい時は、Ｖｒｅｆの値を変えればよい。

電源２０２から有機ＥＬ素子１００へ供給される電圧Ｖｏは、有機ＥＬ素子１００での電圧降下Ｖｏｌｅｄと、ＭＯＳＦＥＴ２０５での電圧降下Ｖｍｏｓと、電流検出用抵抗２０１での電圧降下Ｖｓとの合計となる。しかし、実際には、有機ＥＬ素子１００の輝度の調整、有機ＥＬ素子１００の製造段階でのばらつき、温度特性、経時変化など、に対応するためのマージンを考慮して、電圧Ｖｏに余裕を持たせて十分大きい値に設定する必要がある。

しかしながら、この余裕を持たせて十分に大きい値に設定した電圧分は、ＭＯＳＦＥＴ２０５および／または電流検出用抵抗２０１で熱になることで消費される。すなわち、この余分な電圧に基づく電力は、発光に寄与することなく、無駄に消費されることになる。

特に、有機ＥＬ素子１００の輝度の調整、すなわち調光を必要とする場合、その調光範囲は２桁程度必要となるので、電流の範囲も２桁必要となる。したがって、調光に際して、電流検出用抵抗２０１で検出する電圧も２桁変動することになる。すると、消費電力は電圧の２乗に比例するため、電圧が２桁変動すると、電力は４桁変動することになり、特に低輝度領域での電力の無駄が多い。

特許文献１は、複数の発光素子（発光ダイオード）群が複数の定電流源にそれぞれ直列接続された駆動装置において、定電流源の降下電圧のうちの最も低い電圧が一定となるように電源回路のスイッチング制御を行う技術を開示する。この技術によれば、定電流源の降下電圧が一定値に制御されるから、発光ダイオードに流れる電流が大きくなった場合でも抵抗検出での電圧検出における損失の増加はないとされている。

また、特開２００８−１３４２８８号公報（特許文献２）は、ＬＥＤに電力を供給するＬＥＤドライバであって、ＬＥＤに直列に接続され、自己に流れる電流を所定値に調整する定電流回路部と、該定電流回路部に直列に接続され、スイッチングレギュレータにより電圧を調整する電圧調整部と、を備えたＬＥＤドライバを開示する。このＬＥＤドライバによれば、スイッチングレギュレータにより電圧を調整するから、降圧処理に伴う無駄な電力の消費を極力抑えることが可能であるとされている。

特開２００５−０３３８５３号公報 特開２００８−１３４２８８号公報

しかしながら、特許文献１および２に記載の技術においては、上述した電流制御部における抵抗等の回路定数が可変でなく一定の値に設定されていると考えられるので、低輝度領域に対応できる電流検出用抵抗を用いた場合には、高輝度領域において電流制御部で無駄な電力が消費される。

したがって、本発明は、従来の技術に比べてさらに省電力化を達成することが可能な有機ＥＬ素子用駆動装置および有機ＥＬ照明装置を提供する。

本発明のある局面に従えば、有機ＥＬ素子を定電流で駆動するとともに、輝度制御に応じて定電流の値を変更可能な有機ＥＬ素子用駆動装置を提供する。有機ＥＬ素子用駆動装置は、有機ＥＬ素子と直列に接続された電源と、有機ＥＬ素子と直列に接続された電流制御部とを含む。電流制御部は、有機ＥＬ素子に流れる電流の値を検出するための抵抗を有する電流検出回路を含む。電流制御部は、有機ＥＬ素子に流すべき電流を輝度制御に応じた所定値に設定するとともに、電流検出回路の出力に応じて有機ＥＬ素子に流れる電流が所定値となるように制御する。電流検出回路の抵抗の値は、輝度制御に応じて変更される。

本発明の別の局面に従う有機ＥＬ照明装置は、有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子を定電流で駆動するとともに、輝度制御に応じて定電流の値を変更可能な有機ＥＬ素子用駆動装置とを含む。有機ＥＬ素子用駆動装置は、有機ＥＬ素子と直列に接続された電源と、有機ＥＬ素子と直列に接続された電流制御部とを含む。電流制御部は、有機ＥＬ素子に流れる電流の値を検出するための抵抗を有する電流検出回路を含む。電流制御部は、有機ＥＬ素子に流すべき電流を輝度制御に応じた所定値に設定するとともに、電流検出回路の出力に応じて有機ＥＬ素子に流れる電流が所定値となるように制御する。電流検出回路の抵抗の値は、輝度制御に応じて変更される。

本発明によれば、従来の技術に比べてさらに省電力化を達成することが可能な有機ＥＬ素子用駆動装置および有機ＥＬ照明装置を提供できる。

第１の実施形態に係る有機ＥＬ照明装置の構成を示す図である。 ＭＯＳＦＥＴのドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓをパラメータとしたゲート電圧Ｖｇｓとドレイン−ソース間電流Ｉｄｓとの電流−電圧特性を示すグラフである。 電流検出回路の構成を示す回路図である。 第２の実施形態に係る有機ＥＬ照明装置の構成を示す図である。 電流検出回路の別の構成を示す回路図である。 一般的な有機ＥＬ素子の断面構造を示す概要図である。 有機ＥＬ素子の温度毎の電圧と電流密度との関係である電流−電圧特性の一例を示すグラフである。 有機ＥＬ素子の温度毎の電流密度と輝度との関係の一例を示すグラフである。 有機ＥＬ素子を駆動する一般的な電流駆動装置のブロック図である。

［第１の実施形態］
以下に本発明の第１の実施形態を図面により説明する。但し、本発明は、以下に説明する実施形態に限られるものではない。

図１は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ照明装置Ｍ１の構成を示す図である。同図において、一点鎖線に囲まれた部分が有機ＥＬ素子用駆動装置２０である。

有機ＥＬ照明装置Ｍ１は、有機ＥＬ素子２と、有機ＥＬ素子２と直列に接続された電源３および電流制御部４と、電圧制御部６とを含む。有機ＥＬ素子用駆動装置２０は、有機ＥＬ照明装置Ｍ１から有機ＥＬ素子２を除いた部分、すなわち、電源３と、電流制御部４と、電圧制御部６とで構成される。有機ＥＬ素子用駆動装置２０は、有機ＥＬ素子２を定電流で駆動する。

電源３は、出力電圧を電圧制御部６からの電圧制御信号Ｓ４により可変することができる可変電圧源である。すなわち、電源３は、有機ＥＬ素子２への印加電圧を変更可能な可変電圧源である。電圧制御部６は、電流制御部４のＭＯＳＦＥＴ８のドレインＤ−ソースＳ間の電圧を検出し、電源３の出力電圧を制御する機能を有する。すなわち、電圧制御部６は、電源３による印加電圧を輝度制御に応じて変更する。

有機ＥＬ素子２は、図６で説明した構成と同様の構成である。図１では、１つのダイオードとして示しているが、複数の有機ＥＬ素子を直列に接続したものであってもよい。有機ＥＬ素子２は、電源３の電圧出力端子と、電流制御部４との間に直列に接続される。

電流制御部４は、電流制御回路５と、差動アンプ７と、ＭＯＳＦＥＴ８と、電流検出回路９とを含み、有機ＥＬ素子２に流れる電流を後述のように所定の一定値に制御する機能を有する。

電流検出回路９は、有機ＥＬ素子２に流れる電流の値を検出するための抵抗を有しており、この抵抗に生じる電圧降下に基づいて電流の値を検出する。具体的には、電流検出回路９は、有機ＥＬ素子２に流れる電流を導く複数の電流検出用抵抗Ｒを並列に有している。これら複数の電流検出用抵抗Ｒのうち選択された１つに生じる電圧降下が検出され、電流検出用抵抗Ｒの抵抗値と電圧降下とから電流検出用抵抗Ｒに流れる電流値を検出できる。

電流制御回路５は、電流検出回路９を用いて検出した有機ＥＬ素子２に流れる電流値に基づいて、差動アンプ７を介してＭＯＳＦＥＴ８を制御し、有機ＥＬ素子２に流れる電流を制御する。すなわち、ＭＯＳＦＥＴ８は、有機ＥＬ素子２と電流検出回路９との間に配置され、有機ＥＬ素子２に流れる電流を制御する。

有機ＥＬ素子２の輝度は、外部からの信号である輝度制御信号Ｓ０により指示される。この輝度制御信号Ｓ０は、電流制御回路５に入力される。なお、外部とは、例えばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）であり、輝度制御信号Ｓ０は、ＰＣに備え付けたＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）端子からのアナログ出力である。輝度を制御する信号を出力する機器であればＰＣに限られない。

電流制御回路５は、この輝度制御信号Ｓ０に基づいて、最適な抵抗値を有する電流検出用抵抗Ｒを決定し、抵抗切替信号Ｓ３を電流検出回路９に出力する。この抵抗切替信号Ｓ３に基づいて、電流検出回路９は、電流制御回路５で決定された電流検出用抵抗Ｒを選択し、選択された電流検出用抵抗Ｒに有機ＥＬ素子２からの電流を導く。

本実施形態においては、有機ＥＬ素子２に流れる電流値を制御するにあたって、電流検出回路９が、電流検出用抵抗Ｒに生じる電圧降下を検出することで電流値を検出する。電流検出用抵抗Ｒでの電圧降下の検出を行う場合、検出できる限界の電圧値、すなわち検出限界が存在する。

一方、本実施形態においては、有機ＥＬ素子２の輝度の調整（調光）を行う結果、有機ＥＬ素子２に流れる電流値が大きく変化することになる。特に、有機ＥＬ素子２に流れる電流値を大きくした場合、電流検出回路９の消費電力は、有機ＥＬ素子２の輝度に貢献しない無駄な消費電力であるため、できるだけ小さい方が望ましい。

したがって、検出限界の電圧値に比べて、有機ＥＬ素子２の電流が流れる電流検出用抵抗Ｒにおける電圧降下が大きい場合には、電流検出用抵抗Ｒにおける電圧降下の電圧の検出を充分行えるので、電流検出用抵抗Ｒの抵抗値は、より小さい方が望ましい。

そこで、本実施形態では、有機ＥＬ素子２に流れる電流値が小さい場合には、より大きな抵抗値を有する電流検出用抵抗Ｒを選択して、有機ＥＬ素子２を流れる電流を電流検出用抵抗Ｒに導き、有機ＥＬ素子２に流れる電流が大きい場合には、より小さな抵抗値を有する電流検出用抵抗Ｒを選択して、有機ＥＬ素子２を流れる電流を電流検出用抵抗Ｒに導くことで、検出限界の電圧値よりも大きい電圧降下を確保しつつ、電流検出用抵抗Ｒにおいて消費される電力を小さくするものとする。

有機ＥＬ素子２の輝度の調整を行う際には、電流制御回路５が、電源３によって電圧を印加される、有機ＥＬ素子２、ＭＯＳＦＥＴ８、および電流検出回路９の全ての動作を考慮して、有機ＥＬ素子２に流れる電流を決定する。

有機ＥＬ素子２に流れる電流は、ＭＯＳＦＥＴ８を制御することで決められる。図２は、ＭＯＳＦＥＴ８のドレインＤ−ソースＳ間電圧Ｖｄｓをパラメータとしたゲート電圧ＶｇｓとドレインＤ−ソースＳ間電流Ｉｄｓとの電流−電圧特性を示すグラフである。

ＭＯＳＦＥＴ８には、ゲート電圧Ｖｇｓに閾値電圧Ｖｔｈという電圧があり、Ｖｄｓ＜Ｖｇｓ−Ｖｔｈのときを線形領域、Ｖｄｓ＞＝Ｖｇｓ−Ｖｔｈのときを飽和領域という。Ｉｄｓは、各領域に応じて下記式で変化する。

Ｖｄｓ＜Ｖｇｓ−Ｖｔｈ：線形領域 Ｉｄｓ＝Ｋ×（（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）×Ｖｄｓ−１／２×Ｖｄｓ^２
Ｖｄｓ＞＝Ｖｇｓ−Ｖｔｈ：飽和領域 Ｉｄｓ＝１／２×Ｋ×（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）^２×（１＋Ｖｄｓ）
ここで、Ｋは、ＭＯＳＦＥＴ毎の定数を表す。ＭＯＳＦＥＴ８における消費電力を最小化するには、ＶｄｓおよびＩｄｓの各々を小さくする必要があるが、Ｉｄｓは、Ｉｏｌｅｄと等しいので、図２に示す電流−電圧特性を有するＭＯＳＦＥＴ８の場合には、Ｖｄｓを必要最小限の値、例えば、０．１Ｖに設定し、Ｖｇｓを制御することで、有機ＥＬ素子２が所望の輝度になるようなドレイン−ソース間電流Ｉｄｓ＝Ｉｏｌｅｄを流すことができる。なお、本実施形態では、Ｖｄｓを０．１Ｖとしたが、使用するトランジスタに応じて最適な値を設定すればよい。

ＭＯＳＦＥＴ８のＶｇｓを上記のように決定した値にするには、電源３から有機ＥＬ素子２へ供給される電圧Ｖｏが、有機ＥＬ素子２における電圧降下Ｖｏｌｅｄ、ＭＯＳＦＥＴ８における電圧降下Ｖｍｏｓ、電流検出用抵抗Ｒにおける電圧降下Ｖｓの各々に、どう配分されるかを考慮して全体が制御される。

具体的には、電流制御回路５は、電圧値である輝度制御信号Ｓ０に応じた有機ＥＬ素子２の電流値を決定し、そのときの電流検出用抵抗Ｒにおける電圧降下Ｖｓを、有機ＥＬ素子２の電流値と電流検出用抵抗Ｒの抵抗値との積で決定し、その電圧降下Ｖｓを電圧値である輝度制御信号Ｓ１として出力する。

差動アンプ７は、輝度制御信号Ｓ１と、電流検出用抵抗Ｒにおける降下電圧である電流検出信号Ｓ２とを比較し、輝度制御信号Ｓ１と電流検出信号Ｓ２との電圧が同じになるようＭＯＳＦＥＴ８のゲート電圧Ｖｇｓを制御する。このようにして、電流検出用抵抗Ｒの両端の電圧をＳ１と同じにすることにより、有機ＥＬ素子２に流れる電流を所定の値とする。この輝度制御信号Ｓ１は、予め有機ＥＬ素子２の輝度−電流特性と、電流検出用抵抗Ｒの値とを基に決定し、図示しない記憶部に記憶させておき、電流制御部４が輝度制御信号Ｓ０に基づいて該記憶部から取り出せばよい。

差動アンプ７は、輝度制御信号Ｓ１に対して電流検出信号Ｓ２の電圧が低いときは、ＭＯＳＦＥＴ８のゲート電圧Ｖｇｓを上昇させ、逆に高いときは、下降させることで、輝度制御信号Ｓ１と電流検出信号Ｓ２とが一致するゲート電圧Ｖｇｓに調整する。また、これと並行し、電圧制御部６は、ＭＯＳＦＥＴ８のドレインＤ−ソースＳ間電圧を検出し、このドレインＤ−ソースＳ間電圧が予めＭＯＳＦＥＴ８の特性に応じて定められた値（例えば０．１Ｖや１Ｖ）となるように電源３に対して電圧制御信号Ｓ４を出力する。この電圧制御部６の具体的な構成としては、前述した特開２００５−０３３８５３号公報や特開２００８−１３４２８８号公報に開示されたような公知の構成を用いることができる。

すなわち、有機ＥＬ素子用駆動装置２０では、輝度制御信号Ｓ０による輝度制御に応じて定電流の値を変更可能になっている。そして、電流制御部４は、有機ＥＬ素子２に流すべき電流を輝度制御信号Ｓ０による輝度制御に応じた所定値に設定するとともに、電流検出回路９の出力に応じて有機ＥＬ素子２に流れる電流が所定値となるように制御する。さらに、電流検出回路９の抵抗の値は、輝度制御信号Ｓ０による輝度制御に応じて変更される。

以上のように制御することにより、電流検出用抵抗における電流検出の精度を維持しつつ、電流制御部４で消費される電力を最小にすることが可能となる。

次に、電流制御回路５および電流検出回路９について詳細に説明する。電流制御回路５は、例えば、メモリ内蔵マイクロコントローラを有しており、入力された輝度制御信号Ｓ０の値に応じて電流検出用抵抗Ｒを選択するためのテーブルを記憶している。表１は、かかるテーブルの一例である。

図３は、電流検出回路９の構成を示す回路図である。電流検出回路９は、並列に配置された複数の抵抗と、当該複数の抵抗のいずれに電流を流すかを制御するためのスイッチング素子とを含む。具体的には、電流検出回路９は、並列に並べられた２つの電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２と、有機ＥＬ素子２と電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２との間にそれぞれ直列に設けられたＭＯＳＦＥＴ３１および３２とを含む。ＭＯＳＦＥＴ３１および３２は、電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２のうちの１つを選択する。抵抗選択回路３３は、電流制御回路５からの抵抗切替信号Ｓ３に応じて、ＭＯＳＦＥＴ３１および３２のゲート電圧を変更し、電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２のうちの１つに電流が流れるように制御を行う。有機ＥＬ素子２からの電流Ｉｏｌｅｄは、ＭＯＳＦＥＴ３１または３２のドレインＤ−ソースＳ間電流として流れる。抵抗選択回路３３は、ＭＯＳＦＥＴ３１および３２のゲート電圧を変更し、出力選択（スイッチング）を行う回路であり、公知の出力選択回路を採用することができる。

なお、本実施形態の電流検出回路９としては、２つの電流検出用抵抗を切り替えて用いるものとしたが、３つ以上の電流検出用抵抗を切り替えて用いるものとすればより高い省電力性を図ることができる。また、前述の構成では、２つの電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２のいずれか一方を選択するようにしたが、抵抗値を変更するための方法としては、電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２の両方を選択してその合成抵抗を用いるようにすることも可能である。

本実施形態において、例えば、電流値を変化させる範囲を１０〜１０００ｍＡ、電流検出信号Ｓ２の最小精度を１０ｍＶとすると、電流検出用抵抗を変更しない場合には１Ω固定となり、検出電圧は、１０ｍＶから１Ｖまで変動することになる。この場合、最大時に電流検出用抵抗で約１Ｗもの電力を消費することとなる。これは、有機ＥＬ素子２が約３．５Ｗ消費するのに対し非常に大きい値となる。一方、本実施形態では、電流値を変化させる範囲が１０〜１００と１００〜１０００とで、Ｒ１＝１ΩとＲ２＝０．１Ωとに切り替え、電流検出信号Ｓ２を１０〜１００ｍＶで使用することで、最大でも消費電力は０．１Ｗとなり、低い消費電力が達成できる。

［第２の実施形態］
以下に第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の説明にあたっては、特に第１の実施形態と相違する部分についての説明を行う。

図４は、第２の実施形態に係る有機ＥＬ照明装置Ｍ２の構成を示す図である。同図において、一点鎖線に囲まれた部分が有機ＥＬ素子用駆動装置４０である。

第２の実施形態の有機ＥＬ照明装置Ｍ２は、電流制御部１０によって制御される２つの電流制御回路１１および１２を有する点で、第１の実施形態とは異なっている。

電流制御回路１１は、差動アンプ４１と、ＭＯＳＦＥＴ４３と、電流検出用抵抗Ｒ１とを有し、電流制御回路１２は、差動アンプ４２と、ＭＯＳＦＥＴ４４と、電流検出用抵抗Ｒ２とを有する。電流制御回路の数は、本実施形態では２つであるが、より高い省電力性をねらう場合は、３つ以上設けてもよい。

第１の実施形態においては、電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２を、抵抗選択回路３３で切り替えたが、第２の実施形態においては、差動アンプ、ＭＯＳＦＥＴおよび電流検出用抵抗を一体として切り替えるものとする。この場合、抵抗選択回路３３を省略し、その代わりに電流制御部１０で差動アンプ４１および４２のうちの１つを選択することで、有機ＥＬ素子２からの電流が流れる電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２のうちの１つを選択する。すなわち、輝度制御信号Ｓ０を受けた電流制御部１０は、この輝度制御信号Ｓ０から最適な電流検出用抵抗を決め、最適な電流検出用抵抗を有する電流制御回路の方へ電圧を出力する。選択された電流制御回路には有機ＥＬ素子２から電流が流れ、選択されない電流制御回路には電圧が出力されないので、有機ＥＬ素子２から電流は流れないことになる。

また、電圧制御部６は、その電位差が小さい方の電圧を採用することで、電源３を制御するものとする。

このようにして、第２の実施形態は、電流制御回路を選択することで、電流検出用抵抗を選択するものである。抵抗が選択された後の動作は第１の実施形態と同様であるので、説明は繰り返さない。なお、この第２の実施形態においては、電流検出用抵抗自体が電流検出回路を構成している。

このように、電流制御部１０は、並列接続された複数の電流制御回路１１および１２を含み、複数の電流制御回路１１および１２の各々は、有機ＥＬ素子２に流れる電流を制御するためのＭＯＳＦＥＴ４３および４４と、ＭＯＳＦＥＴ４３および４４とそれぞれ直列に配置された電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２とを含む。ここで、複数の回路の電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値は互いに異なるように構成されており、複数の電流制御回路１１および１２のうちいずれに電流を流すかが制御される。

［その他の実施形態］
電流検出回路については、図３に示した回路の他、図５に示すような、直列に配置された複数の抵抗と、当該複数の抵抗のいずれに電流を流すかを制御するための、複数の抵抗とそれぞれ並列に設けられた複数のスイッチング素子とを含む構成を採用することもできる。具体的には、電流検出回路９＃は、直列に接続された電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２と、これらの電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２にそれぞれ並列に接続されたＭＯＳＦＥＴ３１および３２とを含む。電流検出回路９＃では、ＭＯＳＦＥＴ３１および／または３２のゲート電圧を変更し、電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２のうちの一方を選択的にバイパスすることにより、他方の抵抗のみに電流が流れるようにすることができる。また、抵抗値を変更するための方法としては、２つの電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２のいずれか一方を選択することと、電流検出用抵抗Ｒ１およびＲ２の両方を選択することとを切り替えるようにしてもよい。

図３および図５に示した電気検出回路は、必要に応じて電流検出用抵抗の抵抗値を変化させる可変抵抗を構成する。

［利点］
以上のように、上述した実施形態によれば、有機ＥＬ素子に流れる電流を制御する際に、電流検出用抵抗等の回路定数を電流の値に応じて可変とするため、電流検出の制度を維持しつつ、さらに省電力化を達成する有機ＥＬ素子用駆動装置を提供できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２，１００ 有機ＥＬ素子、３，２０２ 電源、４，１０，２０３ 電流制御部、５，１１，１２，２０４ 電流制御回路、６ 電圧制御部、７，４１，４２ 差動アンプ、８，３１，４３，４４，２０５ ＭＯＳＦＥＴ、９，９＃ 電流検出回路、２０，４０ 有機ＥＬ素子用駆動装置、３３ 抵抗選択回路、１０１ ＩＴＯ、１０２ 有機ＥＬ層、１０３ アルミ層、１０４ 基材、２０１，Ｒ，Ｒ２ 電流検出用抵抗、Ｍ１，Ｍ２ 有機ＥＬ照明装置。

本発明のある局面に従えば、有機ＥＬ素子を定電流で駆動するとともに、輝度制御に応じて定電流の値を変更可能な有機ＥＬ素子用駆動装置を提供する。有機ＥＬ素子用駆動装置は、有機ＥＬ素子と直列に接続された電源と、有機ＥＬ素子と直列に接続された電流制御部とを含む。電流制御部は、並列接続された複数の電流制御回路を含む。複数の電流制御回路の各々は、有機ＥＬ素子に流れる電流を制御するためのＭＯＳＦＥＴと、当該ＭＯＳＦＥＴと直列に配置されて有機ＥＬ素子に流れる電流の値を検出するための抵抗を有する電流検出回路とを含む。電流制御部は、有機ＥＬ素子に流すべき電流を輝度制御に応じた所定値に設定するとともに、選択された電流検出回路の出力に応じて有機ＥＬ素子に流れる電流が所定値となるように制御する。複数の電流制御回路の抵抗の抵抗値は互いに異なるように構成されている。複数の電流制御回路のうちいずれに電流を流すかが制御されることで、電流検出回路の抵抗の値は、輝度制御に応じて変更される。

本発明の別の局面に従う有機ＥＬ照明装置は、上記の有機ＥＬ素子用駆動装置と、有機ＥＬ素子用駆動装置によって駆動される有機ＥＬ素子とを含む。

Claims (7)

1. 有機ＥＬ素子（２）を定電流で駆動するとともに、輝度制御に応じて定電流の値を変更可能な有機ＥＬ素子用駆動装置（２０，４０）であって、
   前記有機ＥＬ素子と直列に接続された電源（３）と、
   前記有機ＥＬ素子と直列に接続された電流制御部（４，１０）とを備え、
   前記電流制御部は、前記有機ＥＬ素子に流れる電流の値を検出するための抵抗を有する電流検出回路（９）を含み、
   前記電流制御部は、前記有機ＥＬ素子に流すべき電流を前記輝度制御に応じた所定値に設定するとともに、前記電流検出回路の出力に応じて前記有機ＥＬ素子に流れる電流が前記所定値となるように制御し、
   前記電流検出回路の抵抗の値は、前記輝度制御に応じて変更される、有機ＥＬ素子用駆動装置。
2. 前記電源は、印加電圧を変更可能な可変電圧源であり、
   前記電圧源による印加電圧を前記輝度制御に応じて変更するための電圧制御部をさらに備える、請求項１に記載の有機ＥＬ素子用駆動装置。
3. 前記電流制御部は、前記有機ＥＬ素子と前記電流検出回路との間に配置された、前記有機ＥＬ素子に流れる電流を制御するためのＭＯＳＦＥＴを含む、請求項１に記載の有機ＥＬ素子用駆動装置。
4. 前記電流検出回路は、並列に配置された複数の抵抗と、当該複数の抵抗のいずれに電流を流すかを制御するためのスイッチング素子とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子用駆動装置。
5. 前記電流検出回路は、直列に配置された複数の抵抗と、当該複数の抵抗のいずれに電流を流すかを制御するための、前記複数の抵抗とそれぞれ並列に設けられた複数のスイッチング素子とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子用駆動装置。
6. 前記電流制御部は、並列接続された複数の電流制御回路を含み、
   前記複数の電流制御回路の各々は、前記有機ＥＬ素子に流れる電流を制御するためのＭＯＳＦＥＴと、当該ＭＯＳＦＥＴと直列に配置された抵抗とを含み、
   前記複数の電流制御回路の抵抗の抵抗値は互いに異なるように構成されており、
   前記複数の電流制御回路のうちいずれに電流を流すかが制御される、請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子用駆動装置。
7. 有機ＥＬ照明装置（Ｍ１，Ｍ２）であって、
   有機ＥＬ素子（２）と、
   前記有機ＥＬ素子を定電流で駆動するとともに、輝度制御に応じて定電流の値を変更可能な有機ＥＬ素子用駆動装置（２０，４０）とを備え、
   前記有機ＥＬ素子用駆動装置は、
   前記有機ＥＬ素子と直列に接続された電源（３）と、
   前記有機ＥＬ素子と直列に接続された電流制御部（４，１０）とを含み、
   前記電流制御部は、前記有機ＥＬ素子に流れる電流の値を検出するための抵抗を有する電流検出回路（９）を含み、
   前記電流制御部は、前記有機ＥＬ素子に流すべき電流を前記輝度制御に応じた所定値に設定するとともに、前記電流検出回路の出力に応じて前記有機ＥＬ素子に流れる電流が前記所定値となるように制御し、
   前記電流検出回路の抵抗の値は、前記輝度制御に応じて変更される、有機ＥＬ照明装置。

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