WO2024142938A1 - 発光モジュール - Google Patents
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Abstract
簡便に発光強度を上げることのできる発光モジュールを提供する。発光モジュール（１）は、有機ＥＬ発光部（２１）を有する発光部と、外部から無線で電力を受けるアンテナコイル（１１）と、アンテナコイル（１１）に接続されてアンテナコイル（１１）が受けた電力で動作する集積回路（１４）と、アンテナコイル（１１）が受けた電力を整流して発光部へ出力する整流回路（１３）と、集積回路（１４）に対して直列かつアンテナコイル（１１）に対して並列に位置する抵抗素子（Ｒ１、Ｒ２）と、を備える。
Description
本開示は、発光モジュールに関する。
従来、無線給電により電力を受けて近接場通信（Near-Field Communication；ＮＦＣ）などを用いて情報などを送受信するＩＣカードやタグといった技術がある。また、コイルの電磁誘導を利用して無線給電により受けた電力により有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などの発光素子を発光させる技術がある（特許文献１）。
しかしながら、ＯＬＥＤは、容量が大きいことから、通常の無線給電では十分な発光強度が得られにくいという課題がある。
本開示の目的は、簡便に発光強度を上げることのできる発光モジュールを提供することにある。
上記目的を達成するため、本開示の発光モジュールは、
有機ＥＬ素子を有する発光部と、
外部から無線で電力を受ける無線受電部と、
前記無線受電部に接続されて前記無線受電部が受けた電力で動作する集積回路と、
前記無線受電部が受けた電力を整流して前記発光部へ出力する整流回路と、
前記集積回路に対して直列かつ前記無線受電部に対して並列に位置するインピーダンス素子と、
を備える。
有機ＥＬ素子を有する発光部と、
外部から無線で電力を受ける無線受電部と、
前記無線受電部に接続されて前記無線受電部が受けた電力で動作する集積回路と、
前記無線受電部が受けた電力を整流して前記発光部へ出力する整流回路と、
前記集積回路に対して直列かつ前記無線受電部に対して並列に位置するインピーダンス素子と、
を備える。
本開示によれば、発光モジュールの発光強度を簡便に上げることができるという効果がある。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。しかしながら、本発明の範囲は、開示される実施の形態の範囲に限られない。
図１Ａ～図１Ｃは、本実施形態の発光モジュール１の構成を説明する図である。
図１Ａは、発光モジュール１を上方から見た平面図である。この図１Ａでは、回路や各部品が全て可視状態であるとされている。しかしながら実際には、回路や各部品は、カバーなどにより被覆されて不可視状態であってもよい。図１Ｂは、発光モジュール１の回路図である。図１Ｃは、図１Ａの断面線ＡＡにおける断面図である。なお、この断面図における縦横比は、説明のために調整されており、実際の比率を反映していなくてもよい。
図１Ａ～図１Ｃは、本実施形態の発光モジュール１の構成を説明する図である。
図１Ａは、発光モジュール１を上方から見た平面図である。この図１Ａでは、回路や各部品が全て可視状態であるとされている。しかしながら実際には、回路や各部品は、カバーなどにより被覆されて不可視状態であってもよい。図１Ｂは、発光モジュール１の回路図である。図１Ｃは、図１Ａの断面線ＡＡにおける断面図である。なお、この断面図における縦横比は、説明のために調整されており、実際の比率を反映していなくてもよい。
発光モジュール１は、回路基板１０と、発光基板２０とを備える。発光基板２０は、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）発光部２１（有機ＥＬ素子）とコンデンサー２２（第１の容量性素子）とを有する。有機ＥＬ発光部２１は、パネル状であってもよく、発光基板２０の基材とともに有機ＥＬパネルに含まれる。有機ＥＬ発光部２１は、回路基板１０から供給される電力により点灯が可能である。有機ＥＬ発光部２１は、複数の発光素子が単一の電極により一括駆動されるものであってもよい。あるいは、有機ＥＬ発光部２１は、マトリクス状に並んだ複数の発光素子が各々別個の電極により駆動されてもよい。
有機ＥＬ発光部２１は、例えば、発光基板２０の基材上に一対の電極と、これら２つの電極間に積層された薄膜有機発光層とを有する。電極のうち少なくとも上面側は、光透過性を有し、より好ましくは透明である。このような透明電極は、例えば、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）電極であるが、これに限られない。有機ＥＬ発光部２１又は発光基板２０全体は、凹状に窪んだ封止ガラスキャップ内に封止されていてもよい。封止は、例えば、有機ＥＬ発光部２１上に製膜された酸化ケイ素若しくは窒化ケイ素などの無機絶縁膜、又はエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などを介して密着されるアルミ箔やバリアフィルムなどによってもよい。本実施形態の発光部は、有機ＥＬ発光部２１に加えてこれらの封止部材による封止層や封止部材を接着する接着層などを含んでもよい。
発光基板２０の基材は、例えば、ガラス、金属、樹脂などである。基材側（裏側）から有機ＥＬ発光部２１の光を出射する場合には、基材が光透過性を有する。光透過性の基材としては、厚さ、重さ、形状の自由度から樹脂基板、樹脂フィルムが挙げられ、特に、生産性、軽量性、柔軟性の観点から、透明樹脂フィルムが好ましく用いられてもよい。さらに、可撓性を有する樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、変性ポリエステルなどのポリエステル系樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリスチレン樹脂、環状オレフィン系樹脂などのポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルサルホン＝ＥＳ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＣ）樹脂、又はこれらの組み合わせが挙げられる。可撓性樹脂は、未延伸フィルムであってもよいし延伸フィルムであってもよい。
樹脂の透明性は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７３６１－１：１９９７「プラスチック－透明材料の全光線透過率の試験方法」に準拠した計測方法で得られる全光線透過率により判断されてもよい。ここでは、全光線透過率が５０％以上であってもよく、８０％以上であることがより好ましい。
また、発光基板２０は、ガスバリア層を有していてもよい。ガスバリア層は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７１２９－１９９２に準拠した方法で測定された水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度９０±２％ＲＨ）が、０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下のフィルム（ガスバリア膜）であってもよい。さらには、ガスバリア膜は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７１２６－１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１．０×１０３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下であり、かつ水蒸気透過度が、１．０×１０－５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることが好ましい。あるいは、発光基板２０の基材自体が上記ガスバリア層の特性（気体遮断性）を有していてもよい。上記特性を有するものであれば、特に材質は限定されない。
２つの電極間に電圧が印加されると、薄膜有機発光層において励起された電子と正孔とが再結合し、エネルギーを開放することで有機ＥＬ発光部２１が発光する。
コンデンサー２２は、回路基板１０の整流回路１３と有機ＥＬ発光部２１との間に有機ＥＬ発光部２１に対して並列に位置している。このコンデンサー２２は、整流回路１３の入出力間のインピーダンスを低下させる。コンデンサー２２は、チップコンデンサー、特に積層セラミックチップコンデンサーであってもよい。積層セラミックチップコンデンサーは、実装面積が小さくなりやすい。あるいは、必要な容量が得られるのであれば、コンデンサー２２は、発光基板２０の絶縁性の基体を挟んで両側に位置する２枚の電極膜を有していてもよい。また、絶縁性の基体は、後述の他の例のように絶縁基体１０ａであってもよい。
回路基板１０は、絶縁性の基板又は絶縁基体１０ａと、その表面上や内部などに付された導電性部材による回路パターンなどを有する。回路基板１０は、可撓性を有していることが好ましい。例えば、絶縁基体１０ａは、薄く柔らかいポリイミド、ＰＥＴ、紙であってもよい。回路基板１０は、上記の絶縁基体１０ａに対し、導体パターンが形成された基材を有するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）であってもよい。導体パターンは、銅箔やアルミ箔などであってもよい。すなわち、回路基板１０上の配線３１、３２もフレキシブルな配線（フレキシブル配線）であり得る。又は、可撓性を有する回路基板１０（絶縁基体１０ａ）は、ＴＣＰ基板（Tape-Carrier Package）などであってもよい。あるいは、回路基板１０がリジッド基板の場合には、例えば、絶縁基体は、ガラスエポキシ、ガラスコンポジットなどであってもよい。また、導体パターンには、銀ペーストなどが用いられてもよい。回路基板１０は、アンテナコイル１１と、容量性素子１２（第２の容量性素子）と、整流回路１３と、集積回路１４（Integrated Circuit；ＩＣ）と、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２などを有し、これらを支持する。
アンテナコイル１１は、環状部分を有する誘導コイルである。当該環状部分は、上記絶縁基体１０ａ上に形成された金属部材の導体パターンであってもよい。アンテナコイル１１は、電磁誘導により外部の電磁場変動に応じた電気信号を取得する。また、アンテナコイル１１に対して外部から一定の電磁場（磁束）変動が継続的に入力されることで、無線により回路基板１０は、電力が受けられる。すなわち、アンテナコイル１１は、無線受電部として機能する。発光モジュール１は、外部から電力が供給されている間、自身でバッテリーを有さずとも動作が可能となる。また、この電磁場変動が適宜変調されることで信号が重畳され得る。変調は、特には限られないが、電流や電圧の変動に強いもの、例えば、ＰＳＫ変調（Phase-Shift Keying）などであってもよい。アンテナコイル１１は、回路基板１０の周縁に沿って複数回周回していてもよい。また、アンテナコイル１１には、磁性シートが重ねられていてもよい。これにより、アンテナコイル１１の周囲の導電性部材とのエネルギーの受け渡しに係る損失を低減させることができる。磁性シートは、比透磁率が１００以上であることがより好ましい。
なお、無線による電力供給には、電磁誘導が利用されなくてもよい。例えば、電力供給は、磁界共鳴、電波受信、又は電界結合などによってもよい。磁界共鳴では、コイルとコンデンサーの組み合わせた共振器を通信接続機器同士で共鳴させることにより電力が供給される。電界結合では、送受信側の電極間での電界を利用して電力が供給される。
アンテナコイル１１の両端は、容量性素子１２の両電極及び整流回路１３の２つの入力端に接続されている。容量性素子１２は、アンテナコイル１１と並列に位置する。アンテナコイル１１のインダクタンスは、巻き数などに応じて適宜定められる。例えば、インダクタンスは、０．５μＨ～４．０μＨであってもよい。アンテナコイル１１のインダクタンスとアンテナコイル１１の電気容量とにより受信周波数に対するインピーダンスが定まる。受信周波数は、入力対象のＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）に係る周波数、例えば、１３．５６ＭＨｚである。１３．５６ＭＨｚは、近接場通信（Near-Field Communication；ＮＦＣ）の規格に係る周波数である。インピーダンスは、この受信周波数に対して大きくならない範囲とされる。容量性素子１２の容量は、数十～百ｐＦのオーダーであってもよい。また、有機ＥＬ発光部２１の輝度の低下を抑制するために、アンテナコイル１１の直列抵抗は、３０Ω以下とされ、好ましくは、１０Ω以下であってもよい。
容量性素子１２は、例えば、図１Ｃに示すように、回路基板１０の絶縁基体１０ａを挟んで両側に位置する一対の電極膜１２ａ、１２ｂにより構成されているものであってもよい。電極膜１２ａ、１２ｂの材質は、アンテナコイル１１などに用いられる金属部材と同一であってもよい。あるいは、容量性素子１２は、チップコンデンサー（例えばフィルムタイプなど）であってもよい。
整流回路１３は、入力される交流電圧信号を整流して直流信号として出力する。整流回路１３は、例えば全波整流を行うブリッジ回路である。あるいは、整流回路１３は、他の回路であってもよい。また、整流回路１３は、半波整流を行う回路、例えば、単純に１つのダイオードであったり、三相以上で整流を行うことが可能であったりしてもよい。整流回路１３の出力側となる２端は、それぞれ配線３１、３２により有機ＥＬ発光部２１の両端であるアノード及びカソードに接続されている。
配線３１、３２は、少なくとも一箇所で異方性導電性フィルムを介して接続されていてもよい。また、配線３１、３２の有機ＥＬ発光部２１との接続端では、導電性接続部材３３を用いて接続されている。導電性接続部材３３は、例えば、異方性導電性フィルム、導電性接着剤、導電性テープなどであってもよい。異方性導電性フィルムは、熱圧着に必要な温度が低く、有機ＥＬ発光部２１への熱負荷を軽減できるので好ましい。配線３１、３２は、整流回路１３の出力した整流済みの電力供給信号を発光基板２０（有機ＥＬ発光部２１）へ出力する。
異方性導電性フィルムでは、導電性粒子がバインダー中に分散されている。導電性粒子は、例えば、金、ニッケル、銀、銅などの金属核、又はアクリル樹脂やスチレン樹脂などの樹脂核にこれらの金属をめっきした複合粒子である。特に、接続信頼性の観点から、ニッケル、金などの金属めっき膜がなされた複合粒子が導電性粒子として好ましい。粒子径は、通常３～５μｍである。バインダーは、例えば、ポリアミドイミドなどの熱可塑性樹脂、又はエポキシ樹脂、フェノール樹脂などである。特に、樹脂の流動性、接続信頼性、コスト、ポットライフなどの観点からエポキシ樹脂が好ましくバインダーに用いられてもよい。また、異方性導電性フィルムは、ニッケルファイバーを配向させたフィラーを有していてもよい。また、導電性接続部材３３が導電性接着剤の場合、導電性接着剤は、上記異方性導電性フィルムの説明で挙げられた成分を有する導電性ペーストが接着固化したものであってもよい。
集積回路１４は、アンテナコイル１１と整流回路１３との間でアンテナコイル１１の両端につながっている。集積回路１４は、取得した電力で動作し、変調信号を復調、処理して所定の演算、制御動作などを実行できる。制御動作には、外部への信号の送信が含まれてもよい。すなわち、集積回路１４は、ＲＦＩＤ（ＮＦＣなど）を用いた無線通信用の回路であってもよい。通信接続先となる外部機器は、ＩＣカードのリーダーライターであってもよい。集積回路１４の動作電圧は、有機ＥＬ発光部２１の発光電圧と大きな差のない範囲、例えば、１～５Ｖの範囲である。集積回路１４は、消費電流が小さい方がより好ましい。
集積回路１４に対して直列かつ整流回路１３及び有機ＥＬ発光部２１に対して並列に、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２（インピーダンス素子）が接続されている。抵抗素子Ｒ１（インピーダンス素子の一部）は、集積回路１４の一端に接続されている。抵抗素子Ｒ２（上記一部以外のインピーダンス素子）は、集積回路１４の上記一端とは反対側の他端に接続されている。抵抗素子Ｒ１、Ｒ２は、集積回路１４に対する電流量を低減させる。これにより、電磁誘導によりアンテナコイル１１で生じた電流は、相対的に整流回路１３を経て有機ＥＬ発光部２１へ流れやすくなる。
上記のように、図１Ａにおける上方は、アンテナコイル１１のコイル配線が位置する面（受電面）を含む回路パターン面に垂直な方向である。
上記のように、図１Ａにおける上方は、アンテナコイル１１のコイル配線が位置する面（受電面）を含む回路パターン面に垂直な方向である。
抵抗素子Ｒ１、Ｒ２は、専用の抵抗器であってもよい。あるいは、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２は、絶縁基体１０ａ上に形成された金属部材の配線パターンにおいて、その断面積、主に幅を局所的に狭めることで抵抗を増大させた部分などであってもよい。この場合の金属部材は、上記のアンテナコイル１１及び配線３１、３２と同一の材質のものであってもよい。また、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ複数の抵抗部分に分かれていてもよい。複数の抵抗部分は、適宜直列及び／又は並列に並んでいてもよい。
図２Ａ及び図２Ｂは、発光モジュール１の他の例の回路図である。
集積回路１４に対して、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２のうちいずれか一方のみが直列に接続されていてもよい。図２Ａでは、抵抗素子Ｒ２が省略されている。図２Ｂでは、抵抗素子Ｒ１が省略されている。このような抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の接続であっても、集積回路１４への供給電力（電流）が低減され得る。
集積回路１４に対して、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２のうちいずれか一方のみが直列に接続されていてもよい。図２Ａでは、抵抗素子Ｒ２が省略されている。図２Ｂでは、抵抗素子Ｒ１が省略されている。このような抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の接続であっても、集積回路１４への供給電力（電流）が低減され得る。
上記のように、発光モジュール１では、有機ＥＬ発光部２１に対してコンデンサー２２が並列に位置している。この発光モジュール１において、整流回路１３から有機ＥＬ発光部２１に対して直流電力が供給される。これにより、有機ＥＬ発光部２１の電圧が発光閾値以上に上昇し、かつ電流が増大して発光強度（輝度）が上昇する。コンデンサー２２の電気容量は、大きいほどより効果的である。一方で、コンデンサー２２の電気容量が有機ＥＬ発光部２１の電気容量よりも大きくなり過ぎると、結局有機ＥＬ発光部２１を流れる電流が増加せず、電流の減少にもつながり得る。したがって、特に限定するものではないが、コンデンサー２２の電気容量は、これらのように発光強度が上昇する範囲であることが好ましい。
また、集積回路１４に対して直列かつ整流回路１３及び有機ＥＬ発光部２１に対して並列に抵抗素子Ｒ１、Ｒ２が位置してもよい。これによっても、有機ＥＬ発光部２１への電力供給が増大し、その発光強度（輝度）が上昇する。この場合、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２は、集積回路１４への入力電圧が上述の動作電圧を割り込まない範囲でなるべく大きく定められてもよい。有機ＥＬ発光部２１の発光への影響に鑑みて、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の合計インピーダンス（ここでは抵抗値）は、有機ＥＬ発光部２１の配線抵抗の抵抗値以上であることが好ましい。
図３Ａは、コンデンサー２２の容量に対して有機ＥＬ発光部２１の発光輝度値を測定した結果を示すグラフである。図３Ｂは、抵抗素子Ｒ１の抵抗値に対して有機ＥＬ発光部２１の発光輝度値を測定した結果を示すグラフである。これらのグラフは、以下の条件の場合における計測結果を示す。（１）アンテナコイル１１は４回巻きである。（２）容量性素子１２の容量は４０ｐＦである。（３）有機ＥＬ発光部２１は、サイズが２９×２２［ｍｍ］、等価並列容量が約１００ｎＦである。
図３Ａに示すグラフでは、抵抗素子Ｒ１を置かずにコンデンサー２２の容量を変化させたときの計測結果が示されている。この計測結果によれば、有機ＥＬ発光部２１の輝度は、コンデンサー２２の容量が等価並列容量の１／１０００（０．１ｎＦ）辺りから大きくなる。そして、コンデンサー２２の容量が等価並列容量程度（１００ｎＦ程度）まで大きくなると輝度が飽和して、それ以上明るくなりにくい。コンデンサー２２の大きさや重さなどを小さく抑えつつある程度の光量の増加を得るには、コンデンサー２２の容量は、等価並列容量の１／１０００以上かつ１／２０以下程度の範囲が好ましい。また、より好ましくは、コンデンサー２２の容量は、等価並列容量の１／１００以上であってもよい。この程度の容量であっても、コンデンサー２２は、有機ＥＬ発光部２１の輝度上昇に貢献する。一方、コンデンサー２２の大きさを抑えるよりも確実かつ十分に明るくしたい場合には、コンデンサー２２の容量は、等価並列容量の１／２０以上かつ１０倍以下程度の範囲が好ましい。より好ましくはコンデンサー２２の容量は、等価並列容量の１倍以下であってもよい。
図３Ｂに示すグラフでは、コンデンサー２２を置かずに抵抗素子Ｒ１の抵抗値を変化させたときの計測結果が示されている。この計測結果によれば、有機ＥＬ発光部２１の輝度は、抵抗素子Ｒ１の抵抗値の増加に応じて増大している。そして、輝度は、抵抗値が５０Ω程度で飽和して、それ以上明るくなりにくい。
このように、発光モジュール１がコンデンサー２２及び抵抗素子Ｒ１、Ｒ２のうち少なくともいずれかを回路内に有する。これにより、発光モジュール１は、有機ＥＬ発光部２１の輝度を容易かつ効果的に上昇させることができる。
次に、発光モジュール１における各構成の位置関係について説明する。
図１Ａの例では、回路基板１０を上方から見た平面視で環状のアンテナコイル１１の内側に容量性素子１２、整流回路１３及び集積回路１４が位置している。一方で、アンテナコイル１１の外側に有機ＥＬ発光部２１及びコンデンサー２２が位置している。これにより、有機ＥＬ発光部２１の回路（配線）は、アンテナコイル１１が受けようとする電磁場（磁束）変化による電磁誘導による影響が低減される。したがって、有機ＥＬ発光部２１は、この電磁場（磁束）変化の影響を受けづらい。また、アンテナコイル１１が位置する回路基板１０の絶縁基体１０ａと、発光基板２０の基材とは、互いに異なり各々に好適な材質であってもよい。なお、具体的な配線の位置は、図示しているものに限られない。配線の位置は、絶縁基体１０ａの両面及び／又は内部に適宜定められてよい。
図１Ａの例では、回路基板１０を上方から見た平面視で環状のアンテナコイル１１の内側に容量性素子１２、整流回路１３及び集積回路１４が位置している。一方で、アンテナコイル１１の外側に有機ＥＬ発光部２１及びコンデンサー２２が位置している。これにより、有機ＥＬ発光部２１の回路（配線）は、アンテナコイル１１が受けようとする電磁場（磁束）変化による電磁誘導による影響が低減される。したがって、有機ＥＬ発光部２１は、この電磁場（磁束）変化の影響を受けづらい。また、アンテナコイル１１が位置する回路基板１０の絶縁基体１０ａと、発光基板２０の基材とは、互いに異なり各々に好適な材質であってもよい。なお、具体的な配線の位置は、図示しているものに限られない。配線の位置は、絶縁基体１０ａの両面及び／又は内部に適宜定められてよい。
あるいは、発光モジュール１における各構成の位置関係は、種々に変更可能である。
図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ及び図６Ｃは、発光モジュール１における各構成の位置関係の他の例を示す図である。
例えば、図４Ａに示すように、有機ＥＬ発光部２１及び／又はコンデンサー２２も、アンテナコイル１１のループ内（内側）に位置していてもよい。この場合、有機ＥＬ発光部２１、アンテナコイル１１、容量性素子１２、整流回路１３、集積回路１４及び抵抗素子Ｒ１、Ｒ２は、同一の絶縁性基材上に位置していてもよい。アンテナコイル１１内の面積に比して有機ＥＬ発光部２１の面積が特に大きくなければ、アンテナコイル１１にも有機ＥＬ発光部２１にも大きな影響は生じない。例えば、図４Ａのように、有機ＥＬ発光部２１の面積は、アンテナコイル１１内の面積の半分より小さくてもよい。また、これら有機ＥＬ発光部２１及びコンデンサー２２、特に積層セラミックコンデンサーが他の構成と回路基板１０上でまとめて配線設計されることで、設計の自由度や柔軟性が向上する。したがって、このような構造の発光モジュール１は、製造も容易である。
図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ及び図６Ｃは、発光モジュール１における各構成の位置関係の他の例を示す図である。
例えば、図４Ａに示すように、有機ＥＬ発光部２１及び／又はコンデンサー２２も、アンテナコイル１１のループ内（内側）に位置していてもよい。この場合、有機ＥＬ発光部２１、アンテナコイル１１、容量性素子１２、整流回路１３、集積回路１４及び抵抗素子Ｒ１、Ｒ２は、同一の絶縁性基材上に位置していてもよい。アンテナコイル１１内の面積に比して有機ＥＬ発光部２１の面積が特に大きくなければ、アンテナコイル１１にも有機ＥＬ発光部２１にも大きな影響は生じない。例えば、図４Ａのように、有機ＥＬ発光部２１の面積は、アンテナコイル１１内の面積の半分より小さくてもよい。また、これら有機ＥＬ発光部２１及びコンデンサー２２、特に積層セラミックコンデンサーが他の構成と回路基板１０上でまとめて配線設計されることで、設計の自由度や柔軟性が向上する。したがって、このような構造の発光モジュール１は、製造も容易である。
また、図４Ｂに示すように、有機ＥＬ発光部２１は、平面視でアンテナコイル１１のループ上に重なって位置していてもよい。すなわち、有機ＥＬ発光部２１がアンテナコイル１１上に位置して、その一部がループ内、他の一部がループ外に位置していてもよい。この場合、有機ＥＬ発光部２１が光を出射する発光面は、絶縁性基材のアンテナコイル１１がある側とは反対側に位置していてもよい。これらのように、単一の絶縁基体１０ａ上に全ての構成が並ぶので、発光モジュール１の製造工程が一元化され得る。また、アンテナコイル１１内のスペースが有効活用されるので、発光モジュール１は、容易に小型化される。
また、図５Ａに示すように、平面視で、有機ＥＬ発光部２１とコンデンサー２２とが重なって位置していてもよい。この場合、図５Ｂに示す断面図のように、発光基板２０において、有機ＥＬ発光部２１とコンデンサー２２とは、発光基板２０の基材の反対面側に位置していてもよい。有機ＥＬ発光部２１は、外面に露出している側に光を出射する。すなわち、コンデンサー２２は、有機ＥＬ発光部２１の発光面とは反対側の面の側に位置している。これにより、発光基板２０の面積を縮小することができる。なお、有機ＥＬ発光部２１とコンデンサー２２の位置する面は入れ替えられてもよい。発光モジュール１の使用方法に応じて、有機ＥＬ発光部２１の発光面が発光した際にユーザーから当該発光の状況を視認可能な側の面に有機ＥＬ発光部２１があるのが好ましい。
あるいは、図６Ａに示すように、整流回路１３、集積回路１４及び抵抗素子Ｒ１、Ｒ２のうち少なくとも一部（ここでは全て）は、アンテナコイル１１のループの外側に位置していてもよい。この場合、さらに容量性素子１２もアンテナコイル１１のループの外側に位置していてもよい。
また、図６Ｂに示すように、コンデンサー２２は、回路基板１０上に位置していてもよい。この場合には、有機ＥＬ発光部２１が単独で回路基板１０に外付けされてよい。このようにコンデンサー２２を回路基板１０に置くことは、図１Ａ～図１Ｃ、図５Ａ及び図５Ｂで示した配置の場合にも可能である。
また、図１Ａ～図１Ｃ、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂなどのように回路基板１０と発光基板２０とが別体である場合には、回路基板１０と有機ＥＬ発光部２１との間は、直接つながれていなくてもよい。
図７は、発光モジュール１の回路基板１０と発光基板２０との接続に係る他の例を示す図である。
この例では、回路基板１０と発光基板２０との間は、電気ケーブル３１ａ、３２ａにより接続されている。電気ケーブル３１ａ、３２ａは、銅線などが絶縁材により被覆された被覆銅線である。絶縁材は、例えば、ビニール樹脂などであってもよい。なお、２本の電気ケーブル３１ａ、３２ａが更にまとめて束ねられていてもよい。この電気ケーブル３１ａ、３２ａは、ＦＰＣなどの回路基板１０と比較してより容易に折り曲げ、ねじり、回転などが可能である。電気ケーブル３１ａ、３２ａの長さは、任意に設定可能である。すなわち、同一の回路基板１０及び発光基板２０の組み合わせであっても、電気ケーブル３１ａ、３２ａの長さは、容易に変更可能である。この場合、被覆銅線は、回路基板１０及び発光基板２０に対してはんだ３４などで接続固定されてもよい。はんだ３４で固定されることで、発光モジュール１の分解や回路基板１０、発光基板２０又は電気ケーブル３１ａ、３２ａ自体などの部分的な交換などが容易になる。
図７は、発光モジュール１の回路基板１０と発光基板２０との接続に係る他の例を示す図である。
この例では、回路基板１０と発光基板２０との間は、電気ケーブル３１ａ、３２ａにより接続されている。電気ケーブル３１ａ、３２ａは、銅線などが絶縁材により被覆された被覆銅線である。絶縁材は、例えば、ビニール樹脂などであってもよい。なお、２本の電気ケーブル３１ａ、３２ａが更にまとめて束ねられていてもよい。この電気ケーブル３１ａ、３２ａは、ＦＰＣなどの回路基板１０と比較してより容易に折り曲げ、ねじり、回転などが可能である。電気ケーブル３１ａ、３２ａの長さは、任意に設定可能である。すなわち、同一の回路基板１０及び発光基板２０の組み合わせであっても、電気ケーブル３１ａ、３２ａの長さは、容易に変更可能である。この場合、被覆銅線は、回路基板１０及び発光基板２０に対してはんだ３４などで接続固定されてもよい。はんだ３４で固定されることで、発光モジュール１の分解や回路基板１０、発光基板２０又は電気ケーブル３１ａ、３２ａ自体などの部分的な交換などが容易になる。
また、上記のように回路基板１０と発光基板２０とが直接接続される場合でも、アンテナコイル１１と有機ＥＬ発光部２１の間に確保したい距離に応じて回路基板１０のサイズを調整することができる。この場合、回路基板１０のうちアンテナコイル１１のループ外であって発光基板２０と接続される中継部分は、アンテナコイル１１のある部分と比較して幅が狭くなっていてもよい。
以上のように、本実施形態の発光モジュール１は、発光部と、アンテナコイル１１と、集積回路１４と、整流回路１３と、インピーダンス素子としての抵抗素子Ｒ１、Ｒ２と、を備える。発光部は、有機ＥＬ発光部２１を有する。アンテナコイル１１は、外部から無線で電力を受ける。集積回路４１は、アンテナコイル１１に接続されて、当該アンテナコイル１１が受けた電力で動作する。整流回路１３は、アンテナコイル１１が受けた電力を整流して発光部へ出力する。インピーダンス素子は、集積回路１４に対して直列かつ整流回路１３及び有機ＥＬ発光部２１に対して並列に位置する。このように、発光モジュール１は、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２により集積回路１４に流れる電流を抑制する。これにより、発光モジュール１は、アンテナコイル１１の誘導起電力に係る電流をより効率よく有機ＥＬ発光部２１へ供給して当該有機ＥＬ発光部２１の発光強度を上昇させることができる。
また、抵抗素子は、集積回路１４の一端の側にのみ接続されていてもよい。すなわち、集積回路１４には、抵抗素子Ｒ１及び抵抗素子Ｒ２のうちいずれか一方のみが接続されていてもよい。抵抗素子が一方のみにあっても、またその一方の抵抗素子がＲ１、Ｒ２のいずれであっても、集積回路１４部分の電流値は変わらない。また、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２のいずれかの欠落に応じて信号の復調に影響が出るわけでもない。したがって、この発光モジュール１は、回路基板１０において抵抗素子が一方にまとめて一括形成されてもよい。
あるいは、集積回路１４の一端の側にインピーダンス素子の一部が接続され、上記一端とは反対側の他端に上記一部以外のインピーダンス素子が接続されていてもよい。例えば、上記一端の側のインピーダンス素子が抵抗素子Ｒ１であり、他端のインピーダンス素子が抵抗素子Ｒ２であってもよい。集積回路１４と直列かつ有機ＥＬ発光部２１と並列な範囲で、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２がどのように接続されていても、上記の通り必要な電圧及び電流が維持されていれば問題ない。したがって、発光モジュール１は、回路基板１０において抵抗素子がスペースを適切に利用して２箇所に分けて形成されていてもよい。なお、回路上では両側に分割されていても、絶縁基体１０ａ上では抵抗素子Ｒ１、Ｒ２が並んで位置していてもよい。
また、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の合計インピーダンス（抵抗値）は、有機ＥＬ発光部２１の配線抵抗の抵抗値以上であってもよい。これにより、発光モジュール１では、より効果的に、有機ＥＬ発光部２１へ流れる電流に比して、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２及び集積回路１４を流れる電流を低減させることができる。したがって、発光モジュール１は、簡便に有機ＥＬ発光部２１の輝度を上昇させることができる。
また、発光部は、アンテナコイル１１の外側に位置していてもよい。これにより、発光部自体は電磁誘導の動作部分と離隔されるので、発光部の配線などが電磁誘導に係る磁束変化の影響などを受けにくくなる。一方で、回路基板１０の絶縁基体１０ａがＦＰＣなどの場合には、必要に応じて無理なく１８０度折り曲げてアンテナコイル１１と有機ＥＬ発光部とを重ね合わせることもできる。したがって、この場合には、発光モジュール１の製造段階で単一基板に全て組み込まなくても発光モジュール１の使用時における省スペース化が図られる。
あるいは、発光部は、アンテナコイル１１の内側に位置していてもよい。これにより、アンテナコイル１１内のスペースを有効に活用して発光モジュール１の小型化を図ることができる。
また、発光部は、アンテナコイル１１上に位置する部分を有していてもよい。すなわち、発光部の一部がアンテナコイル１１の外側に位置していてもよく、また、他の一部がアンテナコイル１１の内側に位置していてもよい。アンテナコイル１１のサイズや、アンテナコイル１１内に置かれる他の構成が占める面積などによっては、発光部の一部がアンテナコイル１１の環状の範囲をはみ出していてもよい。アンテナコイル１１の範囲内に入れられる範囲だけ入るように発光部が配置されることで、効率よく絶縁基体１０ａ上の表裏を含む表面が利用される。
また、整流回路１３、集積回路１４及び抵抗素子Ｒ１、Ｒ２は、アンテナコイル１１の外側に位置していてもよいし、内側に位置していてもよい。これらがアンテナコイル１１の内側にあることで、アンテナコイル１１のループ内のスペースが有効活用される。したがって、発光モジュール１は、回路基板１０が小型化され得る。一方で、これらがアンテナコイル１１の外側にあることで、回路基板１０は、配線の重複を抑えて容易に各構成を配置することができる。
あるいは、整流回路１３、集積回路１４及び抵抗素子Ｒ１、Ｒ２のうち一部が前記無線受電部の内側に位置し、前記一部以外のものが前記無線受電部の外側に位置していてもよい。すなわち、回路基板１０のスペース配分などに応じて、整流回路１３、集積回路１４及び抵抗素子Ｒ１、Ｒ２がアンテナコイル１１の内外を跨いで適宜分散して位置していてもよい。これにより、回路基板１０のスペースが適切に利用される。
また、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２は、アンテナコイル１１として絶縁基体１０ａ上に形成された金属部材の導体パターンと同一の材料であってもよい。したがって、発光モジュール１は、アンテナコイル１１及び抵抗素子Ｒ１、Ｒ２がまとめて容易に形成され、かつ絶縁基体１０ａ上で適切な位置関係とすることができる。よって、発光モジュール１の特に回路基板１０を低コストで容易に得ることができる。
また、発光部とアンテナコイル１１とを接続する配線は、フレキシブル配線であってもよい。途中の配線が折り曲げ可能であることで、給電や信号の読み取りに係る構成と発光に係る構成との間で適宜な向きとすることができる。これにより、よりユーザーの利便性が向上する。
また、配線には、電気ケーブルが含まれてもよい。電気ケーブルによれば、柔軟に発光部の位置や向きを変更することができる。また、電気ケーブルの着脱は、基板間や基板内での接続と比較して容易なことが多く、部分的な調整や交換をより容易に行うことが可能となる。
また、配線は、可撓性を有する基板上に位置している部分を含んでいてもよく、特に基板はＦＰＣであってもよい。基板ごと配線を折り曲げ可能であることで、相対的に接続強度が落ちやすい配線の接続部分の耐久性などの心配を低減することができる。
また、配線のうち少なくとも一箇所が、異方性導電性フィルムにより接続されていてもよい。異方性導電性フィルムは、熱圧着に必要な温度が低いので、有機ＥＬ発光部２１への熱の影響を軽減することができる。
また、配線のうち少なくとも一箇所が、導電性接着剤により接続されていてもよい。接合箇所や接合対象などによっては、導電性接着剤（ペースト）を用いることで容易に接合が可能となる。
なお、上記実施の形態は例示であり、様々な変更が可能である。
例えば、発光モジュール１には、上記実施形態で説明したコンデンサー２２を有さなくてもよい。すなわち、図３Ｂでも示した通り、発光モジュール１は、抵抗素子Ｒ１（、Ｒ２）のみで有機ＥＬ発光部２１の輝度を上昇させることができる。
例えば、発光モジュール１には、上記実施形態で説明したコンデンサー２２を有さなくてもよい。すなわち、図３Ｂでも示した通り、発光モジュール１は、抵抗素子Ｒ１（、Ｒ２）のみで有機ＥＬ発光部２１の輝度を上昇させることができる。
また、上記実施の形態では、発光モジュール１が集積回路１４を１つ備えるとして説明したが、これに限られない。発光モジュール１は、複数の集積回路１４を備えていてもよい。
また、上記実施の形態では、集積回路１４に対して直列に抵抗素子Ｒ１、Ｒ２が接続されたが、これに限られない。インピーダンスを増大させるものであれば、発光モジュール１は、他の素子、すなわち、コイル（誘導性素子）やコンデンサー（容量性素子）を有してもよい。これらは、専用の電子部品ではなくてもよく、絶縁基体１０ａ上に形成された配線パターン又は絶縁基体１０ａ自体を挟む電極などによってもよい。これらの場合、インピーダンスの大きさは、入力信号の復調が可能な範囲で定められればよい。また、これらの場合、インピーダンスの大きさは信号の周波数に依存する。したがって、インピーダンスの設計などは、受信対象の外部磁束変動の周波数（上記ＲＦＩＤ（ＮＦＣ）に係るものなど）に基づいてなされればよい。
また、容量性素子１２は、適切な振幅（誘導起電力）でのアンテナコイル１１からの信号出力に問題がなければ、発光モジュール１の回路内に位置しなくてもよい。
また、上記実施の形態では、ＨＦ帯のＮＦＣなどに使用されるＲＦＩＤ周波数を例に挙げて説明したが、これに限られない。これより低いＬＦ帯（１３５ｋＨｚ）や、これより高いＵＨＦ帯（８６０－９６０ＭＨｚ）などのＲＦＩＤによるＮＦＣに適用されてもよい。その場合には、各素子の具体的なパラメーターは適宜調整されればよい。
また、コンデンサー２２が回路基板１０外にある場合に、コンデンサー２２が有機ＥＬ発光部２１と同一の基材上になくてもよい。また、コンデンサー２２が位置する基板と、有機ＥＬ発光部２１が位置する他の基材とが、接合されていてもよい。
また、上記実施の形態及び他の例で示した各構造、構成やその位置関係などは、互いに矛盾しない範囲において任意に他の形態又は変形例で示したものと組み合わされてよい。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、処理動作の内容及び手順などは、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。本発明の実施の形態が詳細に記述され、図示されたが、開示された実施の形態は、例示を目的としており、なんらかの限定を意味しない。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲とその均等の範囲を含んで解釈されるべきである。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、処理動作の内容及び手順などは、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。本発明の実施の形態が詳細に記述され、図示されたが、開示された実施の形態は、例示を目的としており、なんらかの限定を意味しない。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲とその均等の範囲を含んで解釈されるべきである。
この発明は、発光モジュールに利用することができる。
１ 発光モジュール
１０ 回路基板
１０ａ 絶縁基体
１１ アンテナコイル
１２ 容量性素子
１２ａ、１２ｂ 電極膜
１３ 整流回路
１４ 集積回路
２０ 発光基板
２１ 有機ＥＬ発光部
２２ コンデンサー
３１、３２ 配線
３１ａ、３２ａ 電気ケーブル
３３ 導電性接続部材
３４ はんだ
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗素子
１０ 回路基板
１０ａ 絶縁基体
１１ アンテナコイル
１２ 容量性素子
１２ａ、１２ｂ 電極膜
１３ 整流回路
１４ 集積回路
２０ 発光基板
２１ 有機ＥＬ発光部
２２ コンデンサー
３１、３２ 配線
３１ａ、３２ａ 電気ケーブル
３３ 導電性接続部材
３４ はんだ
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗素子
Claims (18)
- 有機ＥＬ素子を有する発光部と、
外部から無線で電力を受ける無線受電部と、
前記無線受電部に接続されて前記無線受電部が受けた電力で動作する集積回路と、
前記無線受電部が受けた電力を整流して前記発光部へ出力する整流回路と、
前記集積回路に対して直列かつ前記発光部及び前記整流回路に対して並列に位置するインピーダンス素子と、
を備える発光モジュール。 - 前記インピーダンス素子は、前記集積回路の一端の側にのみ接続されている請求項１記載の発光モジュール。
- 前記集積回路の一端に前記インピーダンス素子の一部が接続され、前記集積回路の一端とは反対側の他端に前記一部以外の前記インピーダンス素子が接続されている請求項１記載の発光モジュール。
- 前記インピーダンス素子のインピーダンスは、前記発光部の配線抵抗の抵抗値以上である請求項１記載の発光モジュール。
- 前記発光部は、前記無線受電部の外側に位置している請求項１記載の発光モジュール。
- 前記発光部は、前記無線受電部の内側に位置している請求項１記載の発光モジュール。
- 前記発光部は、前記無線受電部上に位置する部分を有し、その一部が前記無線受電部の外側に位置している請求項１記載の発光モジュール。
- 前記発光部は、前記無線受電部上に位置する部分を有し、その一部が前記無線受電部の内側に位置している請求項１記載の発光モジュール。
- 前記整流回路、前記集積回路及び前記インピーダンス素子は、前記無線受電部の外側に位置している請求項１記載の発光モジュール。
- 前記整流回路、前記集積回路及び前記インピーダンス素子は、前記無線受電部の内側に位置している請求項１記載の発光モジュール。
- 前記整流回路、前記集積回路及び前記インピーダンス素子のうち一部が前記無線受電部の内側に位置し、前記一部以外のものが前記無線受電部の外側に位置している請求項１記載の発光モジュール。
- 前記インピーダンス素子は、前記無線受電部と同一の材料により構成されている請求項１記載の発光モジュール。
- 前記発光部と前記無線受電部とを接続する配線は、フレキシブル配線である請求項１記載の発光モジュール。
- 前記配線には、電気ケーブルが含まれる請求項１３記載の発光モジュール。
- 前記配線は、可撓性を有する基板上に位置している部分を含む請求項１３記載の発光モジュール。
- 前記配線は、フレキシブルプリント基板上の配線を含む請求項１３記載の発光モジュール。
- 前記配線のうち少なくとも一箇所が、異方性導電性フィルムにより接続されている請求項１３記載の発光モジュール。
- 前記配線のうち少なくとも一箇所が、導電性接着剤により接続されている請求項１３記載の発光モジュール。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022-209260 | 2022-12-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2024142938A1 true WO2024142938A1 (ja) | 2024-07-04 |
Family
ID=
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