TWI504128B - 具有無機ｅｌ元件之發光裝置 - Google Patents

具有無機ｅｌ元件之發光裝置 Download PDF

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Description

具有無機EL元件之發光裝置
本發明係關於一種具有無機EL元件之發光裝置。
無機電致發光(EL：Electroluminescent)元件由於壽命長、省電、且效率高，故而作為顯示裝置或下一代面發光裝置而受到關注。
為了使無機EL元件發光，一般採用將電感器串聯連接於為電容性負載之無機EL元件而構成電感/電容(LC，Inductance and Capacitance)共振電路之方法(參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4845399號公報
無機EL元件係電壓驅動型之器件，通常由有效值為100~200V之交流驅動。使如有效值超過100V般之較高之電壓產生之電路必須由高耐壓之零件構成，而容易成為昂貴且大型者。因此，藉由將電感器(電感L)串聯連接於無機EL元件，利用無機EL元件之電容C 及電感器構成共振電路，而將較驅動電路之輸出電壓高之電壓施加至無機EL元件。此時，藉由使驅動頻率與上述LC共振電路之共振頻率一致，而驅動電路之輸出電壓保持得較低，且使對無機EL元件施加之電壓最大。
LC共振電路之共振頻率(f)係利用負載(C)及電感(L)，由f=1/(2π√(LC))而獲得。若頻率(f)過高，則不僅流於為電容性負載之無機EL元件之電流增加，消耗電力變大，而且產生壽命縮短等不良影響。為了使頻率(f)為一定值以下，由於負載(C)固定，故而需要某程度之大小之電感(L)。
電感器中通常使用肥粒鐵等磁芯，但肥粒鐵磁芯較重且較大。因此，將電感器組裝至自無機EL元件物理地分離之箱狀之驅動部。其結果，有驅動部大型重量化而導致操作不便之問題。
本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於藉由將與為電容性負載之無機EL元件串聯連接之電感器自驅動部物理地分離而與無機EL元件組裝為一體以構成LC共振電路，而使驅動部小型輕量化。
發光裝置係包括有無機EL元件、電感器及電流源。無機EL元件係於主面側形成發光面。無機EL元件之背面側係成為非發光面。電感器以串聯之方式連接於無機EL元件。電感器係由與無機EL元件1之外形尺寸呈同等程度之空芯線圈所構成。電流源係對以串聯之方式所連接之無機EL元件與電感器供給電流。無機EL元件為電容性負載。因此，以如上述方式所連接之無機EL元件、電感器、及電流源係構成為LC共振電路。
電感器係由於為空芯線圈，故而卷線本身變大，但不會 超過無機EL元件之尺寸。又，由於空芯線圈未使用磁芯，故而可實現電感器之輕量化。因此，藉由將電感器(空芯線圈)配置於無機EL元件之非發光面，不會妨礙發光，且能夠以自驅動部(未圖式)物理地加以切離之形態，而將電感器以節省空間之方式加以配置。因此，可以實現驅動部之小型輕量化。
亦可與電容性負載即無機EL元件以並聯之方式插入虛設的電容。藉此，於共振電路中賦予相同頻率之電感(L)之值為減小，可以使電感器進一步小型化。
作為電流源之構成例子，可舉出具備有直流電源、及兩個場效應電晶體(FET，Field-Effect Transistor)之構成。兩個FET連接於直流電源，並且以串聯之方式相互地連接。以對各FET交替地切換而輸入閘極驅動信號之方式所構成。該電流源係自一FET之源極與另一FET之汲極之間而輸出供給電流。
共振電路之頻率(FET之開關週期)係藉由利用閘極驅動信號控制部檢測負載(無機EL元件)之電壓，並以電壓成為最大之方式輸出閘極驅動信號而加以決定。藉此，於電流共振型電路所需之電感器之二次卷線或返馳用扼流圈亦可成為不需要，而可以將驅動部進一步加以簡化。
根據本發明，藉由將與電容性負載即無機EL元件以串聯之方式所連接之電感器自驅動部物理地加以切離並與無機EL元件組裝呈一體而構成LC共振電路，可以將驅動部加以小型輕量化。
1‧‧‧無機EL元件
1A‧‧‧發光面
1B‧‧‧非發光面
2‧‧‧電感器
3‧‧‧電流源
4‧‧‧閘極驅動信號控制部
5A、5B‧‧‧電阻
6‧‧‧電容器
31‧‧‧第一FET
32‧‧‧第二FET
33‧‧‧直流電源
101、102‧‧‧發光裝置
圖1係表示本發明之第一實施形態之具有無機EL元件之發光裝置之一例之電路方塊圖。
圖2係說明連接於無機EL元件之電感器之配置例之立體圖。
圖3係表示圖1中之LC共振電路之等效電路之圖。
圖4係表示本發明之第二實施形態之具有無機EL元件之發光裝置之一例之電路方塊圖。
圖5係表示圖4中之LC共振電路之等效電路之圖。
以下，參照圖式說明本發明之實施形態。
<第一實施形態>
如圖1所示，第一實施形態之發光裝置101包括無機EL元件1、電感器2、電流源3及閘極驅動信號控制部4。
無機EL元件1例如係使用分散型之無機EL元件。此種無機EL元件之構造眾所周知，因此省略其說明。如圖2所示，無機EL元件1呈矩形之外形，且於主面側形成有發光面1A。無機EL元件1之背面側成為非發光面1B。再者，無機EL元件1之外形並不限於矩形。可根據發光裝置之用途而適當利用不同外形者。
如圖1所示，電感器2串聯連接於無機EL元件1。如圖2所示，電感器2包括與無機EL元件1之外形尺寸同等程度之空芯線圈。
電感器2由於為空芯線圈，故而卷線本身變大，但不會超過無機EL元件1之尺寸。又，由於空芯線圈未使用磁芯，故而可實現電感器之輕量化。因此，可藉由將電感器(空芯線圈)2配置於無機EL 元件1之非發光面1B，而以自驅動部(未圖示)物理地分離之形式省空間地配置電感器2，且不會妨礙發光。因此，實現驅動部之小型輕量化。
電流源3係對串聯連接之無機EL元件1與電感器2供給電流者。如圖1所示，本實施形態中，電流源3包括直流電源33、及連接於直流電源33之兩個FET(第一FET31、第二FET32)。第一FET31與第二FET32係串聯連接，且以如下述般被交替地切換而輸入閘極驅動信號之方式構成。圖1中例示之FET係增強型n通道絕緣閘極場效應電晶體(IGFET，Insulated-Gate Field Effect Transistor)，但FET並不限定於此。
如圖1所示，串聯連接之無機EL元件1與電感器2係以自第一FET31之源極與第二FET32之汲極之間獲取輸出之方式連接於電流源3。無機EL元件1為電容性負載。因此，如圖3所示，以此方式連接之無機EL元件1、電感器2及電流源3構成LC共振電路。
閘極驅動信號控制部4檢測為電容性負載之無機EL元件1之電壓，且以該電壓成為最大之方式將閘極驅動信號交替地輸出至第一FET31、第二FET32。本實施形態中，為了檢測負載(無機EL元件1)之電壓，而如圖1所示般插入電阻5A、5B，且測量無機EL元件1之兩端電壓之分壓。
共振電路之頻率取決於閘極驅動信號之輸出週期(即FET之開關週期)。藉此，亦無需電流共振型電路中所需之電感器之二次卷線或返馳用扼流圈。
<第二實施形態>
第二實施形態之發光裝置102之基本構成與第一實施形態相同。 本實施形態中，如圖4、圖5所示，與為電容性負載之無機EL元件1並聯地插入有虛設的電容(電容器)6。藉此，賦予相同頻率之電感(L)之值減小，可使電感器2進一步小型化。
其次，列舉具體之實施例證實本發明之效果(電感器2之小型化)。
[實施例1]
將電感9mH之電感器2串聯連接於發光部之面積570mm×400mm、點燈時之電容300nF之分散型無機EL元件1(參照圖1)。電感器2係沿分散型無機EL元件1之外形將線徑0.315mm之瓷漆線捲繞69次而成之空芯線圈。
若自直流電源33產生100V之電壓，且使兩個FET(31、32)以3kHz之頻率交替地接通、斷開，則對分散型無機EL元件1之兩端施加約330Vp-p之正弦波電壓，分散型無機EL元件以95cd/m2 之發光亮度點燈。此時，電感器2之重量為100g。
[實施例2]
將電感4.5mH之電感器2串聯連接於發光部之面積570mm×400mm、點燈時之電容300nF之分散型無機EL元件1(參照圖4)。又，將電容470nF之薄膜電容器6並聯連接於分散型無機EL元件1。電感器2係沿分散型無機EL元件1之外形將線徑0.315mm之瓷漆線捲繞48次而成之空芯線圈。
若自直流電源33產生100V之電壓，且使兩個FET(31、32)以2.4kHz之頻率交替地接通、斷開，則對分散型無機EL元件1之兩端施加約310Vp-p之正弦波電壓，分散型無機EL元件以75cd/m2 之發光亮度點燈。此時，電感器2之重量為70g，電容器6之重量為3g，共73g。
[比較例]
以肥粒鐵為磁芯來製作與實施例1相同之電感9mH之電感器，以與實施例相同之電壓驅動分散型無機EL元件1。此時之電感器(有磁芯)之重量高達300g，與上述實施例1、2相比，重量變得非常大。
應認為上述實施形態之說明係於所有方面均為例示，而非限制性者。本發明之範圍係由申請專利範圍表示，而非由上述實施形態表示。進而，旨在本發明之範圍中包含與申請專利範圍同等之意義及範圍內之所有變更。
1‧‧‧無機EL元件
1A‧‧‧發光面
1B‧‧‧非發光面
2‧‧‧電感器

Claims (4)

  1. 一種發光裝置，其包括有：無機EL元件，其於主面側形成發光面；電感器，其以串聯之方式連接於上述無機EL元件；及電流源，其對以串聯之方式所連接之上述無機EL元件與上述電感器供給電流，而該發光裝置之特徵在於：上述電感器係由與上述無機EL元件之外形尺寸呈同等程度之空芯線圈所構成，且該空芯線圈配置於上述無機EL元件之背面側之非發光面。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，並且包括有與上述無機EL元件以並聯之方式所連接之虛設的電容。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之發光裝置，其中，上述電流源包括有：直流電源；及兩個FET，其等連接於上述直流電源，並且以串聯之方式相互地連接，且以交替地被切換而輸入閘極驅動信號之方式所構成。
  4. 如申請專利範圍第3項之發光裝置，其中，並且包括有閘極驅動信號控制部，該閘極驅動信號控制部係檢測上述無機EL元件之電壓，並以上述電壓成為最大之方式，將上述閘極驅動信號交替地輸出至上述兩個FET。
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