KR101121302B1 - 조광 장치 및 그것을 이용한 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

조광시의 발광 효율을 향상시킴과 동시에, 광원의 장기 수명화가 가능한 조광 장치 및 그것을 이용한 조명 장치를 제공한다. 조영 장치는 광원(1)과, 조광 장치(2)를 구비한다. 조광 장치(2)는 유기 전계 발광소자로 구성된 광원(1)에 점등용의 정전류를 출력하는 전류 출력회로(5)와, 전류 출력회로(5)로부터 출력되는 정전류를 간헐적으로 광원(1)에 공급하는 것에 의해, 광원의 조광을 행하는 조광회로(6)와, 유기 전계 발광소자의 용량 성분에 충전된 전하의 방전을 방지하는 방전 방지회로(다이오드)(70)를 구비한다.

Description

조광 장치 및 그것을 이용한 조명 장치{LIGHT CONTROL APPARATUS AND LIGHTING APPLIANCE USING THE SAME}
본 발명은, 유기 전계 발광소자를 점등시키는 조광 장치 및 그것을 이용한 조명 장치에 관한 것이다.
근년, 발광소자로서 유기 전계 발광(Organic Electro-Luminescence, 유기 EL라고도 한다) 소자가 주목을 끌고 있다. 유기 전계 발광소자(이하, 「유기 EL소자」라고 약칭한다)는, 통전 개시부터 발광까지의 시간이 매우 짧고, 전류를 변화시키면 순간에 휘도가 변화하기 때문에, 응답성이 뛰어나다는 특성을 가지고 있다. 또한, 유기 EL소자는, 응답성이 온도에 의해서 거의 변화하지 않고, 시야각이 180도에 가깝다고 하는 특성도 가지고 있다. 이러한 특성에 의해, 유기 EL소자는 면(面) 발광에 적절하고 근래에는, 예를 들면 액정표시장치의 백 라이트 등의 조명 장치에 이용되고 있다.
유기 EL소자의 조광 장치로서 예를 들면, 일본특개 2006-210848호 또는 일본특개 2004-245904호 등에 기재되어 있는 바와 같이, 유기 EL소자의 휘도(밝기)를 조정할 수 있는 조광 기능을 가지는 것이 제안되고 있다. 도 11은, 유기 EL소자로 이루어지는 광원(1)과 광원(1)을 점등시키는 조광 장치(2)를 구비한 조명 장치의 회로도를 나타낸다. 조광 장치(2)는, 유기 EL소자로 이루어지는 광원(1)에 소정의 크기의 정전류를 공급하는 것이고, 상용 전원 등의 교류 전원(AC)의 교류 출력을 전파 정류하는 다이오드 브릿지 등으로 이루어지는 정류회로(3)와 정류회로(3)에 의해 전파 정류된 교류 출력을 직류 출력으로 변환하는 역률 개선(Power-Factor Correction) 회로부(이하, 「PFC 회로」라고 칭한다)(4)와 PFC 회로(4)의 직류 출력을 바탕으로 하여 광원(1)의 점등용의 정전류를 출력하는 전류 출력회로(5)와 전류 출력회로(5)로부터 출력되는 정전류를 간헐적으로 광원(1)에 공급하는 것으로써 광원(1)의 조광을 실시하는 조광회로(6)를 구비하고 있다.
PFC 회로(4)는, 정류회로(3)의 고전위측의 출력단에 일단이 접속된 코일(초크 코일)(L1)를 가지고 있다. 코일 L1의 타단과 정류회로(3)의 저전위측의 출력단과의 사이에는, n채널형의 MOSFET 등의 스위칭 소자 Q1과 저항 R1의 직렬 회로가 삽입되고 있다. 코일 L1과 스위칭 소자 Q1과의 접속점에는, 역류 저지용의 다이오드 D1의 애노드(anode)가 접속되고 있다. 다이오드 D1의 캐소드(cathode)와 정류회로(3)의 저전위측의 출력단의 사이에는, 전해 콘덴서 등의 평활용 콘덴서 C1가 접속되고 있다.
이러한 PFC 회로(4)에 있어서, 스위칭 소자 Q1를 온(on)시키면, 정류회로(3)의 고전위측의 출력단으로부터 코일 L1과 스위칭 소자 Q1를 통해 전류가 흘러 코일 L1에 에너지를 축적할 수 있다. 그 후, 스위칭 소자 Q1를 오프(off) 하면, 코일 L1에 축적할 수 있었던 에너지는, 다이오드 D1를 통해 평활용 콘덴서 C1에 공급된다. 스위칭 소자 Q1의 온과 오프를 반복하는 것으로, 콘덴서 C1로의 전류 공급과 차단이 반복하게 된다. 이 스위칭 소자 Q1의 온?오프 제어를 고주파로 실시하는 것으로, 콘덴서 C1의 양단 전압을 소망한 값으로 설정할 수 있다.
스위칭 소자 Q1은, PFC 제어부(4a)에 의해 온?오프 제어된다. PFC 제어부(4a)는, 코일 L2에 의해 코일 L1에 흐르는 전류의 유무를 검출함과 동시에, 스위칭 소자 Q1의 소스 전압을 검출해, 검출한 전류치에 근거하여, 콘덴서 C1의 양단 전압을 일정하게 유지하도록, 스위칭 소자 Q1의 온?오프 제어를 실시한다. 또한, PFC 제어부(4a)는, 교류 전원(AC)으로부터 얻을 수 있는 전류의 고조파 왜곡을 개선하는 역률 개선 기능을 구비하고 있어 예를 들면, 교류 전원(AC)의 입력 역률을 개선하도록 스위칭 소자 Q1의 온 기간을 설정한다.
전류 출력회로(5)는, PFC 회로(4)의 직류 출력의 전압을 강압하는 강압 초퍼 회로이며, 광원(1)에 정전류를 출력하는 정전류원으로서 기능한다. 전류 출력회로(5)는, PFC 회로(4)의 평활용 콘덴서 C1의 고전위 측에 드레인이 접속된 n채널형의 MOSFET 등의 스위칭 소자 Q2와 스위칭 소자 Q2의 소스에 일단이 접속된 코일 L3와 스위칭 소자 Q2의 소스에 캐소드가 접속되고, 애노드가 평활용 콘덴서 C1의 저전위 측에 접속된 환류용의 다이오드 D2와 코일 L3의 타단(他端)에 접속된 전해 콘덴서 등의 평활용의 콘덴서 C2와 콘덴서 C2의 저전위측과 다이오드 D2의 애노드와의 사이에 삽입된 저항 R2와 스위칭 소자 Q2의 온?오프 제어를 실시하는 전류제어부(5a)를 구비하고 있다. 스위칭 소자 Q2의 온?오프 제어하는 것으로써, 콘덴서 C2의 양단 전압, 즉, 광원(1)의 양단에 인가되는 전압을 소망한 값으로 설정할 수 있다. 전류제어부(5a)는, 저항 R2의 양단 전압에 근거해 스위칭 소자 Q2의 온?오프 제어를 실시해, 평활용 콘덴서 C2의 양단 전압을 일정하게 하고, 그것에 의해, 전류 출력회로(5)는, 광원(1)에 정전류를 출력한다.
조광회로(6)은, 전류 출력회로(5)의 콘덴서 C2의 고전위 측에 드레인이 접속된 n채널형의 MOSFET 등의 스위칭 소자 Q3와 스위칭 소자 Q3의 온?오프 제어를 실시하는 조광제어부(6a)로 구성되어 있다. 조광제어부(6a)는, 주어진 듀티 비(duty ratio) (duty ratio)에 근거하여, 도 12A에 나타내는 바와 같이 스위칭 소자 Q3의 게이트에 전압을 인가해, 스위칭 소자 Q3를 고주파로 온?오프 제어한다. 그 결과, 도 12B에 나타내는 바와 같이, 광원(1)에 간헐적으로 전류가 출력되어 광원(1)의 조광이 실시된다.
그런데, 광원(1)인 유기 EL소자의 등화(等化) 회로는, 다이오드와 콘덴서와의 병렬 회로로 나타내진다. 즉, 유기 EL소자는 용량 성분을 가지는 용량성 부하이다. 그 때문에, 종래예의 조광 장치(2)에서는, 스위칭 소자 Q3를 온(on)해 광원(1)에 급전(給電)이 개시되면, 유기 EL소자의 용량 성분을 충전하기 위해서, 유기 EL소자에 서지 전류(surge Current, 충전 전류)가 흘러 유기 EL소자에 스트레스를 가해 버린다(도 12B에 있어서 P1으로 나타낸 빗금친 영역). 또한, 용량 성분이 충전될 때까지 유기 EL소자는 발광하지 않기 때문에, 광원(1)으로부터 출력되는 광속의 시작(rising-up of light flux)이 지연된다. 한편, 스위칭 소자 Q3가 오프(off)가 되어, 광원(1)으로의 급전(給電)이 정지하면, 유기 EL소자의 용량 성분에 축적되어 있던 전하가 방전된다(도 12B에 있어서 P2로 나타낸 빗금친 영역). 그 때문에, 다음에 스위칭 소자 Q3가 온(on)될 때, 다시 유기 EL소자의 용량 성분을 충전하기 위해서 서지 전류(surge Current)가 흐른다.
이와 같이, 종래예의 조광 장치(2)에서는, 스위칭 소자 Q3가 온?오프 될 때마다, 광원(1)인 유기 EL소자의 용량 성분이 충방전하므로, 광원(1)에 공급하는 전력이 쓸데없이 소비되어 발광 효율이 나빠진다. 이러한 문제는, 스위칭 소자 Q3를 고주파로 온?오프 제어할 경우에, 특히 현저하다.
본 발명은 상기 종래예의 문제점을 해결하기 위해서 된 것으로, 그 목적은, 조광 시의 발광 효율을 향상시킴과 동시에, 광원의 장기 수명화가 가능한 조광 장치 및 그것을 이용한 조명 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일실시예와 관련되는 조광 장치는, 유기 전계 발광소자로 구성된 광원에 점등용의 정전류를 출력하는 전류 출력회로와 상기 전류 출력회로로부터 출력되는 정전류를 간헐적으로 상기 광원에 공급하는 것으로써, 상기 광원의 조광을 실시하는 조광회로와, 상기 유기 전계 발광소자의 용량 성분에 충전된 전하의 방전을 방지하는 방전 방지회로를 구비하고 있다.
또한, 본 발명의 일실시예와 관련되는 조명 장치는, 상기 조광 장치와 유기 전계 발광소자로 구성된 광원을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 구성에 의하면, 조광시에 있어서 유기 EL소자의 용량 성분이 한번 충전되면, 방전 방지회로에 의해 방전이 방지되므로, 조광회로의 스위칭 소자가 반복하여 온?오프 제어되어도, 광원에 공급되는 전력의 손실이 적어 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 스위칭 소자의 온(on)에 따라, 유기 EL소자는 곧바로 발광하므로, 광원의 구속(拘束)의 시작(rising-up of light flux)을 앞당길 수 있어 이 조광 장치를 이용한 조명 장치의 발광 휘도를 높게 할 수 있다. 또한, 유기 EL소자에는, 용량 성분의 충방전에 수반하는 서지 전류가 반복하여 흐르는 일이 없고, 유기 EL소자에 가해지는 스트레스가 저감되어 광원의 장기 수명화를 도모할 수 있다.
[도 1] 도 1A는, 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 조명 장치의 외관을 나타내는 사시도이다. 도 1B는, 상기 조명 장치의 내부 구성을 나타내는 단면도이다.
[도 2] 제1 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)의 구성을 나타내는 회로도이다.
[도 3] 상기 조광 장치의 전류제어부(5a)의 구체적 구성을 나타내는 회로도이다.
[도 4] 도 4A는, 도 3의 회로에 있어서의 스위칭 소자 Q3의 게이트에 입력되는 신호(전압)의 파형을 나타내는 타임 차트이다. 도 4B는, 도 3의 회로에 있어서의 스위칭 소자 Q2의 게이트에 입력되는 신호(전압)의 파형을 나타내는 타임 차트이다. 도 4C는, 상기 조광 장치의 전류 출력회로(5)의 출력전압을 나타내는 타임 차트이다.
[도 5] 도 5A는, 상기 스위칭 소자 Q3의 온?오프 제어를 나타내는 타임 차트이다. 도 5B는, 도 3의 회로에 있어서의 저항 R2의 양단의 전압의 변화를 나타내는 타임 차트이다. 도 5C는, 도 3의 회로에 있어서의 스위칭 소자 Q2의 소스 전압의 변화를 나타내는 타임 차트이다. 도 5D는, 도 3의 회로에 있어서의 제1의 콤퍼레이터(comparator)(50a)의 신호 레벨의 변화를 나타내는 타임 차트이다. 도 5E는, 도 3의 회로에 있어서의 플립플롭(flip-flop) 회로(50g) 세트(set) 단자로의 입력 신호를 나타내는 타임 차트이다. 도 5F는, 상기 플립플롭 회로(50g)의 리셋트(reset) 단자로의 입력 신호를 나타내는 타임 차트이다. 도 5G는, 상기 스위칭 소자 Q2의 온?오프 제어를 나타내는 타임 차트이다.
[도 6] 도 6A는, 상기 스위칭 소자 Q3의 온?오프 제어를 나타내는 타임 차트이다. 도 6B는, 도 3의 회로에 있어서의 콘덴서 C2의 양단의 전압의 변화를 나타내는 타임 차트이다. 도 6C는, 상기 콘덴서 C2의 양단 전압을 저항 R6, R7 및 R8로 분압해 얻을 수 있는 전압(Vin)의 변화를 나타내는 타임 차트이다. 도 6D는, 상기 플립플롭 회로(50g) 세트 단자로의 입력 신호를 나타내는 타임 차트이다. 도 6E는, 도 3의 회로에 있어서의 제4의 콤퍼레이터(50d)의 반전 입력 단자의 전압의 변화를 나타내는 타임 차트이다. 도 6F는, 상기 저항 R2에 흐르는 전류의 변화를 나타내는 타임 차트이다. 도 6G는, 상기 플립플롭 회로(50g)의 리셋트 단자로의 입력 신호를 나타내는 타임 차트이다. 도 6H는, 상기 스위칭 소자 Q2의 온?오프 제어를 나타내는 타임 차트이다.
[도 7] 도 7A는, 도 2 또는 도 3의 조광제어부(6a)로부터 스위칭 소자 Q3의 게이트에 인가되는 전압의 변화를 나타내는 타임 차트이다. 도 7B는, 스위칭 소자 Q3의 온?오프 제어(PWM 제어)에 의해 광원(1)에 간헐적으로 흐르는 정전류를 나타내는 타임 차트이다.
[도 8] 도 8은, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)의 구성을 나타내는 회로도이다.
[도 9] 도 9A는, 도 8에 있어서의 스위칭 소자 Q3의 게이트에 인가되는 전압의 변화를 나타내는 타임 차트이다. 도 9B는, 도 8에 있어서의 사이리스터(thyristor)(71)의 게이트에 입력되는 신호(전압)의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
[도 10] 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 조광 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
[도 11] 도 11은, 종래예의 조광 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
[도 12] 도 12A는, 상기 종래의 조광 장치에 있어서, 조광제어부(6a)로부터 스위칭 소자 Q3의 게이트에 인가되는 전압의 변화를 나타내는 타임 차트이다. 도 12B는, 상기 종래의 조광 장치에 있어서, 스위칭 소자 Q3의 온?오프 제어에 의해 광원(1)에 간헐적으로 흐르는 정전류를 나타내는 타임 차트이다.
(제1 실시 형태)
본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 조광 장치 및 그것을 이용한 조명 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1A는, 조명 장치의 외관을 나타내는 사시도이며, 도 1B는, 그 내부 구성을 나타내는 단면도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 조명 장치는, 유기 EL소자로 구성된 광원(1)과 광원(1)을 점등 제어하는 조광 장치(2)와 광원(1) 및 조광 장치(2)를 수납하는 케이스(8)를 구비하고 있다.
광원(1)은, 지지 기판(10)과 지지 기판(10)의 제1면(도 가운데 하면) 측에 형성된 투명 전극(11)과 투명 전극(11)의 표면 중 지지 기판(10)과는 반대측의 면(하면)에 형성된 발광층(12)과 발광층(12)의 표면 중 투명 전극(11)과는 반대측의 면(하면)에 형성된 금속제의 반사 전극(13)과 지지 기판(10)의 제1면(하면)으로부터 투명 전극(11), 발광층(12) 및 반사 전극(13)을 덮도록 설치된 봉지(封止) 부재(14)를 구비하고 있다.
지지 기판(10)은, 발광층(12)을 지지하기 위한 평판상(平板狀)의 부재이며, 발광층(12)으로부터 방사되는 빛에 대해서 투광성을 가지는 재료에 의해 형성되고 있다. 지지 기판(10)으로서는, 예를 들면 유리 기판 등의 투명 기판이 이용된다. 투명 전극(11)은, 발광층(12)으로부터 방사되는 빛에 대해서 투광성을 가지는 재료에 의해 형성된 도전성의 박막이다. 이러한 투명 전극(11)의 재료로서는, ITO(Indium Tin Oxide) 등이 투명한 도전성 재료가 이용된다. 발광층(12)은, 예를 들면, 형광 물질의 유기 재료 또는 형광 물질을 포함한 유기 재료로 형성되어 필요에 따라서, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 등이 구비되어 있다. 반사 전극(13)은, 발광층(12)으로부터 방사되는 빛을 반사하는 재료로 형성된 도전성의 박막이다. 이러한 반사 전극(13)의 재료로서는, 예를 들면, 알루미늄이나, 알루미늄?리튬 합금, 마그네슘?은 합금 등이 이용된다.
그런데, 투명 전극(11) 및 반사 전극(13)에는, 각각 급전용(給電用)의 단자부(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 봉지 부재(14)는, 투명 전극(11) 및 반사 전극(13)의 단자부를 노출시키도록 하고, 지지 기판(10)의 제1면(하면) 측에 접착제 등에 의해 기밀(氣密)하게 설치되어 있다. 봉지 부재(14)는, 예를 들면 유리 등의 절연성을 가지는 재료에 의해, 일면이 개구(開口)가 되는 상자 모양으로 형성되고 있고, 유기 재료로 형성된 발광층(12)이, 산소나 습기의 영향에 의해 서서히 열화하는 것을 억제하기 위해서 이용된다.
이와 같이, 광원(1)은, 지지 기판(10)의 제1면(하면) 상에, 투명 전극(11), 발광층(12) 및 반사 전극(13)이 순차 적층되어 구성된 구형(矩形) 판상(板狀)의 유기 EL소자이며, 급전용의 단자부를 통해 투명 전극(11)과 반사 전극(13)의 사이에 소정의 전압을 인가하는(전위차를 발생시킨다) 것에 따라, 발광층(12)으로부터 빛이 방사된다.
발광층(12)으로부터 투명 전극(11) 측에 방사된 빛은, 투명 전극(11)을 투과 한 후에, 지지 기판(10)으로 입사하여, 지지 기판(10) 내를 통과하고, 지지 기판(10)의 제2면(표면) 측으로부터 지지 기판(10)의 밖으로 출사된다. 한편, 발광층(12)으로부터 반사 전극(13) 측에 방사된 빛은, 반사 전극(13)에 의해 투명 전극(11) 측에 반사된 후에, 지지 기판(10) 내를 통과하고, 지지 기판(10)의 표면측으로부터 지지 기판(10)의 밖으로 출사된다.
지지 기판(10)의 제1면상에, 투명 전극(11), 발광층(12) 및 반사 전극(13)을 순차 적층함과 동시에 봉지 부재(14)를 접착하는 제조 공정을 고려하면, 광원(1)은, 지지 기판(10)의 제2면(제조 공정에서는 저면) 측을 발광면으로 하고, 봉지 부재(14)의 표면 중 지지 기판(10)과는 반대측의 면(제조 공정에서는 상면)을 비 발광면으로 하는 편면 발광형, 특히, 지지 기판(10) 측의 저면 측으로 빛을 방사하는 바텀 에미션(bottom emission)형의 유기 EL소자이다.
케이스(8)는, 도 1B에 나타내는 바와 같이, 하면(下面)이 개구(開口)되는 상자 모양의 바디(80)와 바디(80)의 하면 개구를 막도록 바디(80)에 설치되는 커버(81)로 구성되어 있다. 이들 바디(80) 및 커버(81)는, 예를 들면 알루미늄 등으로 형성되어 있다. 바디(80)의 천정부에는, 광원(1)으로부터 방사되는 빛을 케이스(8)의 밖으로 출사하기 위한 창공(窓孔)(80a)이 형성되어 있다. 또한, 창공(80a)은, 광원(1)으로부터 방사되는 빛에 대해서 투광성을 가지는 재료(예를 들면 유리)로 형성된 투광커버(80b)에 의해 막혀 있다. 광원(1)은, 그 발광면(지지 기판(10)의 제2면)이, 창공(80a)에 끼워 넣어진 투광커버(80b)에 대향하도록, 상자 모양의 바디(80)의 안쪽으로부터 설치되어 있다. 따라서, 투광커버(80b)의 외면이 케이스(8)의 발광면이 된다. 조광 장치(2)의 프린트 기판(20)은, 커버(81)의 내면에 설치되어 바디(80)의 내부 공간에 있고, 광원(1)과 커버(81)와의 사이에 조광 장치(2)가 배치되도록, 커버(81)가 바디(80)에 설치된다. 또한, 조광 장치(2)와 광원(1)과는, 와이어 본드 등에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
제1 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)는, 광원(1)을 점등 제어하기 위한 점등 회로를 구성하는 전자 부품(21)을 프린트 기판(20) 상에 실장하는 것으로 구성되고, 예를 들면, 도 2에 나타내는 회로 구성을 가지고 있다. 이하, 도 2~도 7을 참조하면서 조광 장치(2)의 회로 구성에 대해 설명한다.
제1 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)는, 정류회로(3)와 PFC 회로(4)와 전류 출력회로(5)와 조광회로(6)를 가지고 있는 점은 상기 종래예와 같지만, 조광회로(6)의 출력단과 광원(1)과의 사이에 다이오드(70)로 구성된 방전 방지회로가 삽입되고 있는 점에서 다르다. 또한, 전류 출력회로(5)의 전류제어부(5a)의 구성이 상기 종래예와 다르다. 또한 정류회로(3) 및 PFC 회로(4)의 구성에 대해서는, 각각 상기 종래예와 동일하므로 그 설명을 생략한다. 또한 전류 출력회로(5)에 있어서의 전류제어부(5a) 이외의 구성에 대해서도 상기 종래예와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
제1 실시 형태에 있어서의 전류제어부(5a)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 강압 초퍼 제어회로(50)와 강압 초퍼 제어회로(50)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 스위칭 소자 Q2를 온?오프 시키는 구동 회로(구동 IC)(51)로 구성되어 있다. 전류제어부(5a)는, 도 4A~4C에 나타내는 바와 같이, 평활용 콘덴서 C2의 양단 전압(전류 출력회로(5)의 출력전압)이 소정의 전압 Vo1를 포함한 소정 범위내의 값이 되도록 스위칭 소자 Q2의 온?오프 제어를 실시하지만, 스위칭 소자 Q3가 온인 기간(Ton)과 스위칭 소자 Q3가 오프인 기간(Toff)에서, 그 제어 내용이 다르다. 또한 도 4A는 스위칭 소자 Q3의 게이트에 입력되는 신호(전압)의 파형을 나타내고, 도 4B는 스위칭 소자 Q2의 게이트에 입력되는 신호(전압)의 파형을 나타내며, 도 4C는 전류 출력회로(5)의 출력전압을 나타내고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 강압 초퍼 제어회로(50)는, 주로, 4개의 콤퍼레이터(50a~50d)와 논리적회로(AND 게이트)(50e)와 반전 회로(인버터, NOT 게이트)(50f)와 한 벌의 NOR 게이트로 구성된 SR형의 플립플롭 회로(50g)를 가지고 있다.
제1의 콤퍼레이터(50a)의 비반전 입력 단자는, 스위칭 소자 Q2의 소스와 그라운드와의 사이에 인가되는 전압(이하, 「소스 전압」이라고 칭한다)을 분압하는 저항 R3, R4 및 R5로 구성된 직렬 회로(분압 회로)에 있어서의 저항 R4와 저항 R5의 사이에 접속되고 있다. 또한, 제1의 콤퍼레이터(50a)의 반전 입력 단자에는, 소정의 기준 전압 Vref1이 입력되고 있다. 제1의 콤퍼레이터(50a)는, 스위칭 소자 Q2의 소스 전압이 문턱치 전압(Vth)(다만, 문턱치 전압(Vth)은 PFC 회로(4)의 출력전압인 평활용 콘덴서 C1의 양단 전압(Vout)보다는 작은 값이다)를 넘었을 때에, 하이 레벨의 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 따라서, 기준 전압 Vref1은, 문턱치 전압(Vth)에 대응하는 값으로 설정되어 있다. 또한, 제1의 콤퍼레이터(50a)의 출력 단자는, 저항 R13를 통해, 예를 들면 5V의 내부 전원(Vcc)에 접속되고 있음과 동시에, 논리적회로(50e)의 한쪽의 입력 단자에 접속되고 있다.
제2의 콤퍼레이터(50b)의 반전 입력 단자는, 평활용 콘덴서 C2의 양단 전압을 분압하는 저항 R6, R7 및 R8로 구성된 직렬 회로(분압 회로)에 있어서의 저항 R7과 저항 R8의 사이에 접속되고 있다. 또한, 제2의 콤퍼레이터(50b)의 비반전 입력 단자에는, 소정의 기준 전압 Vref2가 입력되고 있다. 제2의 콤퍼레이터(50b)는, 평활용 콘덴서 C2의 양단 전압이 소정의 전압 Vo2(단 Vo2<Vo1)를 밑돌았을 때에, 하이 레벨의 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 따라서, 기준 전압 Vref2은, 전압Vo2에 대응하는 값으로 설정되어 있다. 또한, 제2의 콤퍼레이터(50b)의 출력 단자는, 저항 R14를 통해 내부 전원(Vcc)에 접속되고 있음과 동시에, 콘덴서 C4를 통해 플립플롭 회로(50g) 세트(set) 단자(S단자)에 접속되고 있다. 또한, 콘덴서 C4와 플립플롭 회로(50g) 세트 단자와의 접속점은, 다이오드 D5를 통해 그라운드에 접속되고 있음과 동시에, 저항 R17을 통해 그라운드에 접속되고 있다.
제3의 콤퍼레이터(50c)의 비반전 입력 단자는, 저항 R7와 저항 R8의 사이에 접속되고 있다. 또한, 제3의 콤퍼레이터(50c)의 반전 입력 단자에는, 소정의 기준 전압 Vref3이 입력되고 있다. 제3의 콤퍼레이터(50c)는, 평활용 콘덴서 C2의 양단 전압이 소정의 전압 Vo3(단 Vo3>Vo1)를 웃돌았을 때에, 하이 레벨의 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 따라서, 기준 전압 Vref3는, 전압 Vo3에 대응하는 값으로 설정되어 있다. 또, 제3의 콤퍼레이터(50c)의 출력 단자는, 저항 R15를 통해 내부 전원(Vcc)에 접속되고 있음과 동시에, 콘덴서 C5를 통해 플립플롭 회로(50g)의 리셋트(reset) 단자(R단자)에 접속되고 있다. 또한 콘덴서 C5와 플립플롭 회로(50g)의 리셋트 단자와의 접속점은, 다이오드 D6를 통해 그라운드에 접속되고 있음과 동시에, 저항 R18를 통해 그라운드에 접속되고 있다.
제4의 콤퍼레이터(50d)의 비반전 입력 단자는, 저항 R2와 광원(1)의 사이에 접속되고 있다. 또한, 제4의 콤퍼레이터(50d)의 반전 입력 단자에는, 내부 전원(Vcc)을 분압하는 저항 R9, R10 및 R11로 구성된 직렬 회로(분압 회로)에 있어서의 저항 R9와 저항 R10의 사이에 접속되고 있다. 제4의 콤퍼레이터(50d)는, 저항 R2에 흐르는 전류가 소정치 이상이 되지 않도록 하기 위한 것이어서, 저항 R9와 저항 R10의 사이의 접속점에 있어서의 전압 VL은, 저항 R2의 양단 전압의 상한치로 되어 있다. 한편, 저항 R10와 저항 R11의 접속점은, n채널형의 MOSFET로 이루어지는 스위칭 소자 Q4의 드레인에 접속되어 스위칭 소자 Q4의 소스는 그라운드에 접속되고 있다. 스위칭 소자 Q4의 게이트는, 저항 R12를 통해 내부 전원(Vcc)에 접속되고 있음과 동시에, 반전 회로(50f)의 출력 단자에 접속되고 있다. 반전 회로(50f)의 입력 단자는 조광제어부(6a)에 접속되고 있고 해당 입력 단자에는, 스위칭 소자 Q3가 온이면 하이 레벨(high-level)의 신호가, 오프이면 로 레벨(low-level)의 신호가 입력된다. 또한, 제4의 콤퍼레이터(50d)의 출력 단자는, 저항 R16를 통해 내부 전원(Vcc)에 접속되고 있음과 동시에, 콘덴서 C6를 통해 플립플롭 회로(50g)의 리셋트 단자에 접속되고 있다. 또한 콘덴서 C6와 리셋트 단자와의 접속점은, 다이오드 D7를 통해 그라운드에 접속되고 있음과 동시에, 저항 R19를 통해 그라운드에 접속되고 있다.
논리적회로(50e)의 다른 쪽의 입력 단자는 조광제어부(6a)에 접속되고 있고, 해당 입력 단자에는, 스위칭 소자 Q3가 온이면 하이레벨의 신호가, 오프이면 로 레벨의 신호가 입력된다. 또한, 논리적회로(50e)의 출력 단자는, 저항 R20를 통해 내부 전원(Vcc)에 접속되고 있음과 동시에, 콘덴서 C3를 통해 플립플롭 회로(50g) 세트 단자에 접속되고 있다. 또한, 콘덴서 C3와 세트 단자와의 접속점은, 다이오드 D4를 통해 그라운드에 접속되고 있음과 동시에, 저항 R21를 통해 그라운드에 접속되고 있다.
플립플롭 회로(50g)의 출력 단자(Q단자)는, 구동 회로(51)에 접속되고 있다.따라서, 플립플롭 회로(50g)의 출력 단자로부터 출력되는 신호가, 구동 회로(51)의 제어 신호가 된다. 여기서, 구동 회로(51)는, 그 제어 신호가 하이 레벨이면, 스위칭 소자 Q2의 게이트에 소정치 이상의 전압을 인가하여, 스위칭 소자 Q2의 드레인-소스 사이를 도통(道通)시킨다(스위칭 소자 Q2를 온(on)시킨다). 한편, 상기 제어 신호가 로 레벨이면, 스위칭 소자 Q2의 게이트의 전압을 소정치 미만으로 하는 것으로써, 스위칭 소자 Q2의 드레인-소스간을 차단시킨다(스위칭 소자 Q2를 오프(off)시킨다).
이하에, 전류 출력회로(5)의 동작에 대해 도 5A~5G 및 도 6A~6H를 참조하면서 설명한다. 우선, 도 5A에 나타내는 바와 같이, 스위칭 소자 Q3가 온(즉, 기간 Ton)인 경우, 조광제어부(6a)는, 논리적회로(50e) 및 반전 회로(50f) 각각 하이레벨의 신호를 출력한다. 이 경우, 반전 회로(50f)는 로 레벨의 신호를 출력하므로, 스위칭 소자 Q4는 오프이며, 제4의 콤퍼레이터(50d)의 반전 입력 단자에는, 내부 전원(Vcc)을 저항 R9, R10 및 R11으로 분압한 전압이 입력된다.
그런데, 스위칭 소자 Q3가 온(on)이고, 또한 스위칭 소자 Q2가 오프(off)라고 하면, 도 5B에 나타내는 바와 같이 저항 R2의 양단 전압은 저하하여 0이 된다(시간 t1).그러면, 도 5C에 나타내는 바와 같이, 스위칭 소자 Q2의 소스 전압이 상승하기 시작해 이윽고 문턱치 전압(Vth)을 웃돈다(시간 t2). 그 때, 도 5D에 나타내는 바와 같이, 제1의 콤퍼레이터(50a)는 하이 레벨의 신호를 출력하고, 논리적회로(50e)의 양입력 단자 각각은 하이 레벨의 신호가 입력된다. 그 때문에, 논리적회로(50e)는 하이 레벨의 신호를 출력한다. 그러면, 도 5E에 나타내는 바와 같이, 플립플롭 회로(50g)세트 단자에는 하이 레벨의 신호가 입력되게 되어, 도 5G에 나타내는 바와 같이, 플립플롭 회로(50g)는 하이 레벨의 신호를 구동 회로(51)에 출력한다. 그 결과, 구동 회로(51)은 스위칭 소자 Q2를 온 한다.
스위칭 소자 Q2가 온(on)하면, 도 5B에 나타내는 바와 같이, 저항 R2의 양단 전압은 상승하고, 이윽고 전압 VL에 이르러(시간 t3), 제4의 콤퍼레이터(50d)는, 하이 레벨의 신호를 출력한다. 그러면, 도 5F에 나타내는 바와 같이, 플립플롭 회로(50g)의 리셋트 단자에는 하이 레벨의 신호가 입력되게 되어, 플립플롭 회로(50g)는 로 레벨의 신호를 구동 회로(51)에 출력한다. 그 결과, 도 5G에 나타내는 바와 같이, 구동 회로(51)는 스위칭 소자 Q2를 오프(off)로 한다. 이러한 동작을 반복하는 것으로, 전류제어부(5a)는, 전류 출력회로(5)의 출력전압을 전압 Vo1로 유지한다.
한편, 도 6A에 나타내는 바와 같이, 시간 t4에 있어서, 스위칭 소자 Q3가 온(on)으로부터 오프(off)에 바뀌었을 경우(즉, 기간 Toff가 될 경우), 조광제어부(6a)는, 논리적회로(50e) 및 반전 회로(50f)에, 각각 로 레벨의 신호를 출력한다. 그 경우, 논리적회로(50e)는, 제1의 콤퍼레이터(50a)의 출력에 관계없이, 로 레벨의 신호를 출력한다. 또한, 반전 회로(50f)는 하이 레벨의 신호를 출력하게 되므로, 스위칭 소자 Q4는 온이 되어, 제4의 콤퍼레이터(50d)의 반전 입력 단자에는, 내부 전원(Vcc)을 저항 R9 및 저항 R10으로 분압한 전압이 입력된다. 즉, 도 6E에 나타내는 바와 같이, 제4의 콤퍼레이터(50d)의 반전 입력 단자에 입력되는 전압 VL이 낮아진다. 따라서, 스위칭 소자 Q3가 오프일 때는, 도 6F에 나타내는 바와 같이, 스위칭 소자 Q3가 온일 때보다, 저항 R2에 흐르는 전류의 상한치를 낮게 하고 있다.
이 기간 Toff에 있어서, 스위칭 소자 Q2가 오프하면, 도 6B에 나타내는 바와 같이, 콘덴서 C2의 양단 전압은 저하하고, 이윽고 하한이 되는 전압 Vo2를 밑돈다.그리고, 도 6C에 나타내는 바와 같이, 콘덴서 C2의 양단 전압을 저항 R6, R7 및 R8로 분압하여 얻을 수 있는 전압 Vin도 저하하고, 이윽고 기준 전압 Vref2를 밑돈다(시간 t5). 그 때, 제2의 콤퍼레이터(50b)는, 하이 레벨의 신호를 출력하므로, 도 6D에 나타내는 바와 같이, 플립플롭 회로(50g)의 세트 단자에는 하이 레벨의 신호가 입력되고 그 결과, 플립플롭 회로(50g)는 하이 레벨의 신호를 구동 회로(51)로 출력하여, 구동 회로(51)는 스위칭 소자 Q2를 온(on)한다.
스위칭 소자 Q2가 온(on) 하면, 도 6B에 나타내는 바와 같이 콘덴서 C2의 양단 전압이 상승하고, 이윽고 상한이 되는 전압 Vo3에 이른다. 그리고, 도 6C에 나타내는 바와 같이, 전압 Vin도 상승해, 이윽고 기준 전압 Vref3에 이른다(시간 t6). 그 때, 제3의 콤퍼레이터(50c)는, 하이 레벨의 신호를 출력하므로, 도 6G에 나타내는 바와 같이, 플립플롭 회로(50g)의 리셋트 단자에는 하이 레벨의 신호가 입력되고 그 결과, 플립플롭 회로(50g)는 로 레벨의 신호를 구동 회로(51)로 출력하고, 구동 회로(51)는 스위칭 소자 Q2를 오프(off)한다. 이러한 동작을 반복하는 것으로, 전류제어부(5a)는, 전류 출력회로(5)의 출력전압을, 전압 Vo1을 포함하는 소정 범위내(전압 Vo2~전압 Vo3의 범위 내)의 값으로 유지한다.
이와 같이, 스위칭 소자 Q3가 오프인 경우에도, 콘덴서 C2의 양단 전압이 Vo1로부터 큰폭으로 변화해 버리는 일은 없고, 그것에 의해, 스위칭 소자 Q3가 온이 되었을 때에는, 최적인 전압이 광원(1)에 인가된다.
단일의 다이오드(70)로 구성된 방전 방지회로는, 다이오드(70)의 애노드가 조광회로(6)의 출력단(스위칭 소자 Q3의 소스)에, 캐소드가 광원(1)에 각각 접속되도록, 조광회로(6)의 출력단(스위칭 소자 Q3의 소스)과 광원(1)과의 사이에 삽입되고 있다. 그 때문에, 조광회로(6)의 출력단으로부터 광원(1)을 향해서 전류가 흐르지만, 광원(1)으로부터 조광회로(6)의 출력단을 향해서 전류는 흐르지 않는다.
다음으로, 제1 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)의 동작에 대해 설명한다.조광 장치(2)가 동작을 개시하면, 조광제어부(6a)는, 도 7A에 나타내는 바와 같이, 외부 장치로부터 주어진 듀티 비(duty ratio)로, 스위칭 소자 Q3의 게이트에 전압을 인가하고, 스위칭 소자 Q3를 온?오프 제어(PWM 제어)하여, 도 7B에 나타내는 바와 같이, 광원(1)에 간헐적으로 정전류를 흘린다. 그것에 의해, 광원(1)은, 상기 듀티 비(duty ratio)에 따른 밝기로 점등된다. 이러한 조광시에 있어서, 스위칭 소자 Q3가 오프가 되었을 때에는, 조광회로(6)의 출력단으로부터 광원(1)에는 전류가 흐르지 않기 때문에, 광원(1)은, 유기 EL소자의 용량 성분에 충전된 전하를 방전하려고 하지만, 조광회로(6)의 출력단과 광원(1)과의 사이에는 상술한 것처럼 다이오드(70)가 삽입되어 있으므로, 광원(1)으로부터의 방전은 방지된다.
이와 같이, 제1 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)에 의하면, 도 7A 및 7B와 종래예에 관한 도 12A 및 12B를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 조광시에 있어서, 유기 EL소자의 용량 성분이 한 번 충전되면, 방전 방지회로인 다이오드(70)에 의해 방전이 방지되므로, 조광 장치(2)의 스위칭 소자 Q3가 반복하여 온?오프 제어되어도, 광원(1)에 공급되는 전력의 손실이 적어, 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 스위칭 소자 Q3의 온(on)에 따라, 유기 EL소자는 곧바로 발광하므로, 광원의 구속(拘束)의 시작(rising-up of light flux)을 앞당길 수 있어 이 조광 장치를 이용한 조명 장치의 발광 휘도를 높게 할 수 있다. 또한 유기 EL소자에는, 용량 성분의 충방전에 수반하는 서지 전류가 반복하여 흐를 일은 없고, 유기 EL소자에 가해지는 스트레스가 저감되어 광원의 장기 수명화를 도모할 수 있다.
또한, 조광회로(6)의 출력단과 광원(1)의 사이에 삽입된 방전 방지회로로서 다이오드(70)를 예시했지만, 방전 방지회로는, 다이오드로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 조광회로(6)의 출력단으로부터 광원(1)으로 향하는 전류를 통하게 하고, 광원(1)으로부터 조광회로(6)의 출력단으로 향하는 전류를 통하게 하지 않도록 하는 정류회로이어도 좋다. 그러한 정류회로의 일례로서 통상은 애노드-캐소드 사이가 비도통이며, 게이트에 소정의 전압이 인가되었을 때에, 다이오드와 동일하게 애노드로부터 캐소드로는 전류를 흘리지만, 캐소드로부터 애노드로는 전류를 흘리지 않도록 하는 사이리스터(thyristor)나, 통상은 다이오드와 동일하게 애노드로부터 캐소드로는 전류를 흘리지만, 캐소드으로부터 애노드로는 전류를 흘리지 않고, 게이트에 소정의 전압이 인가되었을 때에 애노드-캐소드 사이가 비도통이 되는 게이트 턴 오프 사이리스터(Gate Turn-Off thyristor; GTO) 등을 들 수 있다.
이와 같이, 제1 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)에 의하면, 상기 효과에 더하여, 정류회로를 부가하기만 하는 간단한 구성으로 광원(1)으로부터의 방전 방지를 실현할 수 있으므로, 조광 장치(2)의 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다.
또한, 전류 출력회로(5)로서 강압 초퍼회로를 예시했지만, 전류 출력회로(5)는, 반드시 강압 초퍼회로로 한정되는 것이 아니고, 광원(1)에 소정의 크기의 전류를 흘릴 수 있는 직류 전원이어도 좋다. 또한, 도 1A 및 1 B에 나타내는 조명 장치는, 어디까지나 본 발명의 일실시 형태이며, 본 발명을 이 실시 형태로 한정하는 취지의 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 정도의 변형은 가능하다. 이 점은, 후술하는 제 2 및 제3 실시 형태에 대해서도 동일하다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 조광 장치 및 그것을 이용한 조명 장치에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 조광 장치(2)의 구성에 있어서, 방전 방지회로로서 다이오드(70) 대신에 사이리스터(71)를 이용하고, 사이리스터(71)의 온?오프 제어는 조광제어부(6a)가 실시하는 점이 다르다. 그 외의 구성은 제1 실시 형태의 경우와 동일하므로, 같은 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 교부하고, 그 설명을 생략한다.
사이리스터(71)는, 애노드가 조광회로(6)의 출력단에, 캐소드가 광원(1)에 각각 접속되도록, 조광회로(6)의 출력단과 광원(1)과의 사이에 삽입되고 있다. 또한, 사이리스터(71)의 게이트는 조광제어부(6a)에 접속되고 있다. 사이리스터(71)는, 게이트에 소정의 전압이 인가될 때까지는, 애노드-캐소드 사이가 비도통이며, 게이트에 소정의 전압이 인가되면(온(on) 되면), 다이오드와 동일하게, 애노드로부터 캐소드로 전류를 흘린다.
제2 실시 형태에 있어서의 조광제어부(6a)는, 스위칭 소자 Q3의 온?오프 제어를 실시함과 동시에, 사이리스터(71)의 온?오프 제어를 실시한다. 여기서, 조광제어부(6a)는, 도 9A 및 9B에 나타내는 바와 같이, 스위칭 소자 Q3의 게이트에 전압을 인가하는 타이밍과 사이리스터(71)의 게이트에 전압을 인가하는 타이밍을 겹치지 않도록 조금 옮기고 있다. 구체적으로는, 스위칭 소자 Q3를 온(on) 하고 나서(시간 t7) 소정 시간(예를 들면, 수μ~수십μ초)이 경과한 후(시간 t8)에 사이리스터(71)를 온 하고, 사이리스터(71)를 오프(off) 하고 나서(시간 t9) 소정 시간(예를 들면, 수μ~수십μ초)이 경과한 후에, 스위칭 소자 Q3를 오프한다(시간 t10). 또한, 도 9A는, 스위칭 소자 Q3의 게이트에 입력되는 신호(전압)의 파형을 나타내고, 도 9B는, 사이리스터(71)의 게이트에 입력되는 신호(전압)의 파형을 나타내고 있다.
다음으로, 제2 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)의 동작에 대해 설명한다.조광 장치(2)가 동작을 개시하면, 조광제어부(6a)는, 도 9A에 나타내는 바와 같이, 외부 장치로부터 주어진 듀티 비(duty ratio)로, 스위칭 소자 Q3의 게이트에 전압을 인가하고, 스위칭 소자 Q3를 온?오프 제어(PWM 제어)해, 광원(1)에 간헐적으로 정전류를 흘린다. 그것에 의해, 광원(1)은, 상기 듀티 비(duty ratio)에 따른 밝기로 점등된다. 이러한 조광시에 있어서, 스위칭 소자 Q3가 오프가 되었을 때에는, 조광회로(6)의 출력단으로부터 광원(1)으로는 전류가 흐르지 않기 때문에, 광원(1)은, 유기 EL소자의 용량 성분에 충전된 전하를 방전하려고 하지만, 스위칭 소자 Q3가 오프가 되는 것보다도 전에, 방전 방지회로로서 기능하는 사이리스터(71)가 오프가 되므로, 광원(1)으로부터의 방전은 방지된다.
이와 같이, 제2 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2) 및 그것을 이용한 조명 장치에 의하면, 상기 제1 실시 형태의 경우와 동일하게, 조광시에 있어서, 유기 EL소자의 용량 성분이 한 번 충전되면, 방전 방지회로인 사이리스터(71)의 오프에 의해 방전이 방지되므로, 조광 장치(2)의 스위칭 소자 Q3가 반복해 온?오프 제어되어도, 광원(1)에 공급되는 전력의 손실이 적어, 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 스위칭 소자 Q3의 온(on)에 따라, 유기 EL소자는 곧바로 발광하므로, 광원의 광속의 시작(rising-up of light flux)을 앞당길 수 있어 이 조광 장치를 이용한 조명 장치의 발광 휘도를 높게 할 수 있다. 또한, 유기 EL소자에는, 용량 성분의 충방전에 수반하는 서지 전류가 반복해 흐르는 일은 없고, 유기 EL소자에 가해지는 스트레스가 저감되어 광원의 장기 수명화를 도모할 수 있다.
또한, 먼저 스위칭 소자 Q3가 온(on)하고 나서 사이리스터(71)가 온이 되고, 사이리스터(71)가 먼저 오프(off)하고 나서 스위칭 소자 Q3가 오프하므로, 스위칭 소자 Q3의 온?오프가 바뀔 때에, 스위칭 소자 Q3의 드레인-소스 간에 전류가 흐르지 않고, 스위칭 소자 Q3를 소프트 스위칭할 수 있어 스위칭 손실 등을 한층 더 저감할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 사이리스터(71)와 사이리스터(71)를 제어하는 조광제어부(6a)로 구성된 방전 방지회로를 예시했지만, 사이리스터(71) 대신에, 오프시에 전류를 확실히 차단할 수 있는 스위치를 이용해도 좋다. 이러한 스위치의 일례로서는, 포토모스릴레이 등의 무접점 릴레이나, 메카 릴레이(기계식 릴레이, 유접점 릴레이라고도 한다)등을 들 수 있다. 또한, 사이리스터(71)의 제어는 반드시 조광제어부(6a)에서 실시할 필요는 없고, 스위칭 소자 Q3가 먼저 온(on) 하고 나서 사이리스터(71)가 온이 되어, 사이리스터(71)가 먼저 오프(off)하고 나서 스위칭 소자 Q3가 오프하도록 사이리스터(71)를 온?오프 제어할 수 있는 것이면 좋다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태와 관련되는 조광 장치 및 그것을 이용한 조명 장치에 대해 설명한다. 제3 실시 형태에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 조광 장치(2)의 구성에 있어서, 조광회로(6)의 구성이 상기 제 1 실시 형태의 경우와 다르다. 그 외의 구성은 제1 실시 형태의 경우와 동일하므로 동일 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 교부하고, 그 설명을 생략한다.
제3 실시 형태에 있어서의 조광회로(6)는, 전류 출력회로(5)의 콘덴서 C2의 고전위 측에 컬렉터가 접속되고 광원(1)에 이미터가 접속된 npn형의 바이폴라?트랜지스터(72)와 바이폴라?트랜지스터(72)의 온?오프 제어를 실시하는 조광제어부(6a)로 구성되어 있다. 조광제어부(6a)는, 주어진 듀티 비(duty ratio)에 근거하여, 바이폴라?트랜지스터(72)의 베이스-이미터 사이에 전압을 인가하고, 바이폴라?트랜지스터(72)를 고주파로 온?오프 제어해, 그것에 의해, 광원(1)에 간헐적으로 전류를 출력하여 광원(1)의 조광을 실시한다. 즉, 제3 실시 형태에 있어서의 조광회로(6)는, n채널형의 MOSFET인 스위칭 소자 Q3 대신에, 바이폴라?트랜지스터(72)를 이용하고 있는 점에서, 제1 실시 형태와 크게 다르다.
다음으로, 제3 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)의 동작에 대해 설명한다.조광 장치(2)가 동작을 개시하면, 조광제어부(6a)는, 외부 장치에 의해 주어진 듀티 비(duty ratio)로, 바이폴라?트랜지스터(72)의 베이스-이미터 사이에 전압을 인가하고, 바이폴라?트랜지스터(72)를 온?오프 제어(PWM 제어)해, 광원(1)에 간헐적으로 정전류를 흘린다. 그것에 의해, 광원(1)은, 상기 듀티 비(duty ratio)에 따른 밝기로 점등된다. 이러한 조광시에 있어서, 바이폴라?트랜지스터(72)가 오프가 되면, 조광회로(6)의 출력단(바이폴라?트랜지스터(72)의 이미터)으로부터 광원(1)에는 전류가 흐르지 않기 때문에, 광원(1)은, 유기 EL소자의 용량 성분에 충전된 전하를 방전하려고 한다.
여기서, 바이폴라?트랜지스터(72)는, 다이오드와 같은 PN접합을 가지고 있기 때문에, 제1 실시 형태에 있어서의 MOSFET 등의 전계 효과 트랜지스터(유니폴라?트랜지스터)와는 달리, 온(on)시에 전류가 흐르는 방향(npn형인 경우는 컬렉터로부터 이미터로 향하는 방향)과는 역방향(npn형인 경우는 이미터로부터 컬렉터로 향하는 방향)으로 전류가 흐르는 일은 없다.
그 때문에, 제3 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)에서는, 조광회로(6)를 구성하는 바이폴라?트랜지스터(72)(스위칭 소자 Q3에 상당)에 의해, 광원(1)의 방전이 방지된다. 즉, 제3 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)에서는, 바이폴라?트랜지스터(72)가 광원(1)의 방전을 방지하는 방전 방지회로로서 기능한다.
이와 같이, 제3 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2) 및 그것을 이용한 조명 장치에 의하면, 상기 제 1 실시 형태와 같은 효과를 나타낼 뿐만 아니라, 조광회로(6)를 구성하는 바이폴라?트랜지스터(72)가 방전 방지회로를 겸하고 있기 때문에, 조광 장치(2)의 소형화 및 저비용화를 한층 더 도모할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에 있어서의 조광 장치(2)에서는, 방전 방지회로로서 npn형의 바이폴라?트랜지스터(72)를 예시했지만, 본 발명은 이 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, pnp형의 바이폴라?트랜지스터나, 절연 게이트형 바이폴라?트랜지스터(IGBT)를 이용해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본원은 일본 특허출원 제2007-248161호에 근거하고 있고, 그 내용은 상기 특허출원의 명세서 및 도면을 참조하는 것에 의해서 결과적으로 본원 발명에 합체되어야 하는 것이다.
또한, 본원 발명은, 첨부한 도면을 참조한 실시의 형태에 의해 충분히 기재되어 있지만, 다양한 변경이나 변형이 가능하다는 것은, 이 분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 있어서 분명하다. 그러므로, 그러한 변경 및 변형은, 본원 발명의 범위를 일탈하는 것이 아니고, 본원 발명의 범위에 포함된다고 해석되는 것이 당연하다.
1 광원 2 조광 장치
3 정류회로 4 역률 개선 회로부
5 전류 출력회로 5a 전류제어부
6 조광회로 6a 조광제어부
8 케이스
10 지지 기판 11 투명 전극
12 발광층 13 반사 전극
14 봉지 부재
50 강압 초퍼 회로 51 구동 회로
70 다이오드 71 사이리스터

Claims (14)

  1. 유기 전계 발광소자로 구성된 광원에 점등용의 정전류를 출력하는 전류 출력회로와, 상기 전류 출력회로와 광원의 사이에 구비된 스위칭소자를 이용하여 상기 전류 출력회로로부터 출력되는 정전류를 간헐적으로 상기 광원에 공급하는 것으로서 상기 광원의 조광을 실시하는 조광회로와, 상기 유기 전계 발광소자의 용량 성분에 충전된 전하의 방전을 방지하는 방전 방지회로를 포함하여 이루어지는 조광장치에 있어서,
    상기 방전 방지회로는 상기 조광회로의 출력단과 상기 광원과의 사이에 삽입되어, 상기 조광회로의 출력단으로부터 상기 광원으로 향하는 전류를 통하게 하고, 상기 광원으로부터 상기 조광회로의 출력단으로 향하는 전류를 통하지 않도록 접속된 사이리스터(thyristor)에 의해 구성되고,
    상기 조광회로는 상기 스위칭소자를 온(on)하고 나서 소정시간이 경과한 후에 상기 사이리스터를 온(on) 하거나, 상기 사이리스터를 오프(off)하고 나서 소정시간이 경과한 후에 상기 스위칭소자를 오프(off)하는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 유기 전계 발광소자로 구성된 광원에 점등용의 정전류를 출력하는 전류 출력회로와;
    상기 전류 출력회로와 광원의 사이에 구비된 스위칭소자를 이용하여 상기 전류 출력회로로부터 출력되는 정전류를 간헐적으로 상기 광원에 공급하는 것으로써, 상기 광원의 조광을 실시하는 조광회로와,
    상기 유기 전계 발광소자의 용량 성분에 충전된 전하의 방전을 방지하는 방전 방지회로를 포함하여 이루어지는 조광장치에 있어서,
    상기 조광회로의 상기 스위칭 소자는 상기 전류 출력회로와 상기 광원과의 사이에 삽입된 바이폴라?트랜지스터이고,
    상기 조광회로는 상기 바이폴라?트랜지스터를 온?오프제어하는 것으로써, 상기 광원의 조광을 실시하고,
    상기 바이폴라?트랜지스터가 상기 방전 방지회로를 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
  7. 삭제
  8. 유기 전계 발광소자로 구성된 광원과 제1항에 따른 조광 장치 및 상기 광원을 수납하는 케이스를 구비하여 이루어지는 조명 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 유기 전계 발광소자로 구성된 광원과 제6항에 따른 조광 장치 및 상기 광원을 수납하는 케이스를 구비하여 이루어지는 조명 장치.
  14. 삭제
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