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有機EL照明モジュール及びそれを用いた照明器具
説明

有機EL照明モジュール及びそれを用いた照明器具

【課題】有機EL素子を光源とする有機EL照明モジュールにおいて、ノイズ電圧が重畳された場合でも、発光パネルの動作を安定化する。
【解決手段】有機EL照明モジュール1は、有機EL素子を光源とする発光パネル2と、発光パネル2を支持する支持部材3、4と、を備える。支持部材3は導電性部材として機能し、支持部材3と発光パネル2の負電極25との間に容量成分C1が設けられる。有機EL照明モジュール1に交流電源にコモンモードのノイズ電圧が重畳された場合等でも、そのノイズ電圧によるパルス電流が容量成分C1により吸収されるので、発光パネル2の動作を安定化することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機EL素子を光源とする有機EL照明モジュール及びそれを用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【0002】
有機EL素子は、低電圧で高輝度の発光が可能であり、含有する有機化合物の種類によって様々な発光色が得られ、また、平板状の発光パネルとしての製造が容易であるので、近年、照明器具の光源として用いることが注目されている。
【0003】
この種の照明器具は、透明基板上に透明正電極、有機発光層、負電極が順次積層された発光パネルを備える(例えば、特許文献1参照)。これら正電極及び負電極は、共に発光パネルに駆動電圧を供給する電源回路と接続されている。負電極は接地されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2007−227523号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述したような照明器具では、交流電源にコモンモードのノイズ電圧が重畳された場合等に、そのノイズ電圧によるパルス電流が発光パネルに伝搬されて、発光パネルの動作が不安定になる虞がある。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するものであって、有機EL素子を光源とする有機EL照明モジュールにおいて、ノイズ電圧が重畳された場合等でも、発光パネルの動作を安定化することができる有機EL照明モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の有機EL照明モジュールは、有機EL素子を光源とする平板状の発光パネルと、この発光パネルを支持する支持部材と、を備え、前記支持部材は、少なくともその一部に導電性部材を有し、前記導電性部材と、前記発光パネルに設けられ該発光パネルに駆動電圧を供給するための給電用電極と、の間に容量成分を配置したことを特徴とする。
【0008】
前記容量成分は、前記給電用電極と、該給電用電極上に絶縁層を介して設けられると共に前記支持部材の導電性部材に接合された容量用電極と、により構成されていることが好ましい。
【0009】
前記容量成分は、チップコンデンサにより構成され、前記チップコンデンサは、前記発光パネル上又は支持部材上に配置されていることが好ましい。
【0010】
前記容量成分の静電容量は、前記発光パネルの正の給電用電極と負の給電用電極との間の寄生容量よりも大きくなるように構成されていることが好ましい。
【0011】
前記支持部材の導電性部材は、接地されていることが好ましい。
【0012】
前記支持部材は、前記発光パネルの給電用電極と、該発光パネルに駆動電圧を供給する電源回路と、を接続するための接続コネクタを有し、前記支持部材の導電性部材は、前記接続コネクタへ配線されることで前記電源回路側で接地されていることが好ましい。
【0013】
本発明の照明器具は、上記有機EL照明モジュールと、前記発光パネルに駆動電圧を供給する電源回路と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、有機EL照明モジュールにノイズ電圧が重畳された場合等でも、そのノイズ電圧によるパルス電流が発光パネルと支持部材との間に設けられた容量成分により吸収されるので、発光パネルの動作を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態に係る有機EL照明モジュールの分解斜視図。
【図2】上記有機EL照明モジュールを模式的に示す分解断面図。
【図3】上記有機EL照明モジュールの斜視図。
【図4】上記有機EL照明モジュールを模式的に示す断面図。
【図5】上記有機EL照明モジュールの回路図。
【図6】上記有機EL照明モジュールを構成する発光パネル及び第2の支持部材の平面図。
【図7】上記有機EL照明モジュールを模式的に示す分解斜視図。
【図8】他の実施形態に係る有機EL照明モジュールを模式的に示す分解断面図。
【図9】上記の変形例に係る有機EL照明モジュールを模式的に示す分解断面図。
【図10】上記有機EL照明モジュールの斜視図。
【図11】更に他の実施形態に係る有機EL照明モジュールの斜視図。
【図12】(a)(b)は、それぞれ更に他の実施形態に係る有機EL照明モジュールの回路図。
【図13】上記実施形態に係る有機EL照明モジュールを用いた照明器具の分解斜視図。
【図14】上記照明器具の回路図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の実施形態に係る有機EL照明モジュール(以下、照明モジュールという)について図1乃至図6を参照して説明する。ここで、図1は照明モジュール1の分解斜視図であり、図2は図1に示す照明モジュール1の断面図である。また、図3は組み立てられた照明モジュール1の斜視図であり、図4は図3に示す照明モジュール1の断面図である。なお、図2及び図4は、それぞれ照明モジュール1の構成を模式的に示した図であって、図1及び図3に示した照明モジュール1の断面構成と必ずしも正確に対応している訳ではない。図5は照明モジュール1の回路図であり、図6は照明モジュール1を構成する部材の大きさを示す図である。
【0017】
図1乃至図4に示すように、照明モジュール1は、平板状の発光パネル2と、発光パネル2をその非発光面側から支持する第1の支持部材3と、発光パネル2をその発光面側から支持する第2の支持部材4と、を備える。発光パネル2は、第1の支持部材3に埋設された配電線5を介して、発光パネル2と発光パネル2に駆動電圧を供給する電源回路(不図示)とを結ぶ接続コネクタ6に接続されている。接続コネクタ6は、第1の支持部材3の発光パネル2と相対する面とは反対側の面に配置される。第1の支持部材3は、グランド線7を介して接地されている。グランド線7は、ハンダ付けやネジ締め等により第1の支持部材3に固定される。
【0018】
発光パネル2は、平板正方形状の透光性基板21上に設けられた発光部22を有する。発光部22は、透光性基板21の中央に配置される。発光部22は、有機EL素子を光源とし、透光性基板21側から、透明導電膜から成る正電極23と、発光性有機材料を含む発光層24と、光反射性を持つ負電極25と、が順次積層されたものである(図2及び図4参照)。正電極23の一部は発光層24よりも外縁側に延設され、この延設された部分が正の電極取り出し部(不図示)として機能する。負電極25の一部は直接又は導電層を介して発光層24よりも外縁側に延設され、この延設された部分が負の電極取り出し部(不図示)として機能する。発光部22の周縁には、正の電極取り出し部と接続された正の給電用電極26と、負の電極取り出し部と接続された負の給電用電極27と、これら正負の給電用電極26、27の間に配置され容量成分を形成するための容量用電極28と、が設けられる。給電用電極26、27は、発光部22に駆動電圧を供給する。容量用電極28は、絶縁層29を介して負電極25と接続される。絶縁層29は、高い誘電率を有し、かつ耐久性に優れた材料、例えば、チタン酸バリウムやポリイミドフィルムにより構成される。給電用電極26、27及び容量用電極28は、各々の上面が互いに面一となっている。
【0019】
第1の支持部材3は、導電性、剛性及び熱伝導性に優れた金属、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金又は銅合金により構成され、導電性部材として機能する。第1の支持部材3は、一面が開口した箱型形状とされ、その開口側の端部が発光パネル2の透光性基板21に当接された状態で発光パネル2を内含する。このとき、第1の支持部材3の内面と給電用電極26、27及び容量用電極28の上面とがそれぞれ接合するように、第1の支持部材3の高さが構成されている。
【0020】
第1の支持部材3に接合された容量用電極28は、絶縁層29を介して発光部22の負電極25と対峙する。この構成によれば、容量用電極28と負電極25との間に絶縁層29(誘電体)が存在するので、これらによって実質的な容量成分C1が形成される。これを回路図で示すと、図5のように、発光層24の負電極25側に容量成分C1が接続され、この容量成分C1は第1の支持部材3及びグランド線7を介して接地される。また、発光層24には一部誘電性を有する材料が含まれているので、正電極23と負電極25との間には自然に生じる寄生容量C2が存在する。容量成分C1の静電容量は、寄生容量C2よりも大きくなるように構成される。容量成分C1の静電容量は、容量用電極28の表面積、容量用電極28と負電極25との間の距離及び絶縁層29を構成する材料の誘電率を調整することで、ユーザによって任意に設定可能である。例えば、容量成分C1の静電容量を大きくしたければ、容量用電極28の表面積を大きくしたり、絶縁層29を薄くしたり、又は絶縁層29を高い誘電率を持つ材料により構成すればよい。
【0021】
第1の支持部材3は、発光パネル2の給電用電極26に対向する位置に、給電用電極26と電気的に接続される配電線5aを有する。配電線5aは、絶縁層31により被覆され、第1の支持部材3と絶縁されている。また、第1の支持部材3は、給電用電極27に対向する位置に、給電用電極27と電気的に接続される配電線5bを有する。配電線5bは、絶縁層31により被覆され、第1の支持部材3と絶縁されている。
【0022】
第2の支持部材4は、第1の支持部材3と同じ材料により構成される。第2の支持部材4は、その中央に正方形の開口41を有する正方形盆形状とされる。第2の支持部材4は、その底部において透光性基板21の発光面側を支持する。すなわち、透光性基板21は、第1の支持部材3及び第2の支持部材4により挟持される。発光パネル2は、第1の支持部材3及び第2の支持部材4とハンダ付けにより接合される。
【0023】
図6に示すように、有機EL素子では、通常、給電用電極26、27が発光パネル2の一の辺及び該一の辺に対向する辺の各々に沿って配置される。従って、給電用電極26、27が配置されていない二辺に沿って大きな空きスペースが生じる。また、給電用電極26、27が配置されている二辺においても、給電用電極26、27の間に空きスペースがある。容量用電極28は、このような空きスペースに給電用電極26、27と同様にパターニングによって形成され、その形状及び大きさは適宜調整可能である。これにより、容量成分C1の静電容量を任意に設定することができる。また、容量用電極28の大きさは、発光パネル2の大きさに対して一定の割合を占めるように調節される。例えば、発光パネル2が2倍の大きさに形成された場合には、寄生容量C2が略2倍となるので、これに応じて容量成分C1も略2倍となるように容量用電極28が2倍の大きさに形成される。
【0024】
発光パネル2の一辺の長さをL1、第2の支持部材4の外側の一辺の長さをL2とすると、発光パネル2の全体が第2の支持部材4に収納されるようにL1はL2よりも短く構成されている。また、発光パネル2が第1の支持部材3と第2の支持部材4との間に挟持されるように、L1は第2の支持部材4の開口41の一辺の長さL3よりも長く構成されている。これにより、発光パネル2の周縁部に、第2の支持部材4によってマスクされて発光に寄与しない領域(ドットで示す)が生じる。給電用電極26、27及び容量用電極28は、この発光に寄与しない領域に配置される。
【0025】
本実施形態の照明モジュール1によれば、発光パネル2の負電極27と第1の支持部材3との間に容量成分C1が接続されているので、交流電源にコモンモードのノイズ電圧が重畳された場合等でも、ノイズ電圧によるパルス電流が容量成分C1により吸収される。そのため、発光パネル2の回路動作が安定化される。また、第1の支持部材3が接地されているので、対地間電圧が安定して発光パネル2の回路動作がより安定化される。
【0026】
また、容量成分C1の静電容量が発光パネル2の寄生容量C2よりも大きくなるように構成されているので、容量成分C1の方がより低インピーダンスとなる。これにより、ノイズ電圧によってパルス的な大電流が発生したとしても、このような大電流を容量成分C1を通じてバイパスして発光パネル2の破損を防ぐことができる。
【0027】
また、容量用電極28の大きさと発光パネル2の大きさとの比率が一定に維持されているので、発光パネル2の大きさを変更した場合に、この変更に比例して容量用電極28の大きさも変わり、その結果、容量成分C1の静電容量が変化する。そのため、発光パネル2の大きさを変更したとしても、容量成分C1の静電容量を常に適値に維持することができる。なお、発光パネル2の大きさを変更した場合に、容量用電極28の大きさが変化しないようにすれば、容量成分C1の静電容量を一定値に維持することができる。
【0028】
また、容量成分C1が発光パネル2の負電極25を利用して設けられているので、部材数の増加を最小限にとどめつつ容量成分C1を設置することができる。また、容量用電極28が発光パネル2の発光に寄与しない領域に設けられているので、発光パネル2の発光面面積を減少させることなく容量成分C1を設置することができる。更に、この領域は照明モジュール1の外側からは見えないので、容量成分C1を設けても照明モジュール1の見栄えが悪くならない。
【0029】
また、第1の支持部材3及び第2の支持部材4が剛性に優れた金属により構成されているので、照明モジュール1全体の強度が高まる。これにより、照明モジュール1を大型化することが可能となる。更に、第1の支持部材3及び第2の支持部材4が熱伝導性に優れた金属により構成されているので、発光パネル2で生じた熱を効率良く外界へ放熱して、発光パネル2の熱変性を防ぐことができる。
【0030】
次に、本発明の他の実施形態に係る照明モジュールについて図7乃至図10を参照して説明する。図7に示すように、照明モジュール1は、発光パネル2の給電用電極27(負電極25)と第1の支持部材3との間に容量成分C1を備える。図8及び図9に示す照明モジュール1においては、容量成分C1がチップコンデンサ8により構成されている。図8においては、チップコンデンサ8が発光パネル2上に設けられている。チップコンデンサ8は、その一方の電極8aが給電用電極27にハンダ付けされ、他方の電極8bが第1の支持部材3にハンダ付けされた状態で絶縁層29に埋設されている。図9においては、チップコンデンサ8が第1の支持部材3上に設けられている。チップコンデンサ8は、その一方の電極8aが配電線5bにハンダ付けされ、他方の電極8bが第1の支持部材3にハンダ付けされた状態で第1の支持部材3に埋設されている。図10に示すように、複数のチップコンデンサ8が、1つの照明モジュール1に設けられてもよい。
【0031】
本実施形態によれば、容量成分C1がチップコンデンサ8により構成されているので、容量成分C1の静電容量を正確に設定することができる。また、図9に示した照明モジュール1では、チップコンデンサ8が第1の支持部材3に埋設されているので、発光パネル2への加工工程が少なくなって発光パネル2に加えられる余分な外力や埃等の影響を低減することができる。また、複数のチップコンデンサ8を1つの照明モジュール1に搭載することで、それぞれのチップコンデンサ8への負荷を少なくして、各チップコンデンサ8にかかるストレスを低減することができる。また、複数のチップコンデンサ8を用いれば、1つのチップコンデンサ8しか用いない場合に比べて、各々のチップコンデンサ8を小型化することができる。なお、複数のチップコンデンサ8は、すべて同一とされてもよいし、低減したい周波数域に応じて互いに種類の異なるチップコンデンサにより構成されてもよい。
【0032】
次に、本発明の更に他の実施形態に係る照明モジュールについて図11を参照して説明する。本実施形態においては、第1の支持部材3が、グランド線7を介して接続コネクタ6に接続され、電源回路側で接地される。これにより、図3に示した照明モジュール1のようにグランド線7が第1の支持部材3から導出されないので、照明モジュール1の見栄えを良くすることができる。また、グランド線7の接続コネクタ6への接続に2ピン以上用いれば、実質的にグランド線7を太くすることができる。
【0033】
次に、本発明の更に他の実施形態に係る照明モジュールについて図12(a)(b)を参照して説明する。図12(a)に示した照明モジュール1においては、容量成分C1が発光部22の正電極23側に接続される。図12(b)に示した照明モジュール1においては、複数の発光部22が並列して設けられ、各々の発光部22の負電極25側に容量成分C1が接続される。このように、容量成分C1は、照明モジュール1の回路構成に応じて任意の位置に取り付けることができる。
【0034】
次に、上述の照明モジュール1を備えた照明器具について図13及び図14を参照して説明する。図13に示すように、照明器具11は、2x2のマトリクス状に配置された4つの発光パネル2と、これら発光パネル2を一括して支持する第1の支持部材3及び第2の支持部材4と、電源回路9と、を備える。電源回路9は、矩形平板状とされ、接続コネクタ6と接続するための接続コネクタ6aを有する。電源回路9は、この接続コネクタ6aと接続コネクタ6とが互いに接続されることで、照明モジュール1と電気的に接続される。電源回路9は、第1の支持部材3の発光パネル2と相対する面とは反対側の面に配置される。
【0035】
図14に示すように、電源回路9は、商用交流電源ACから得た交流電流を直流電流に変換するAC/DC回路9aと、このAC/DC回路9aと絶縁されたDC/DC回路9bと、を備える。これらAC/DC回路9a及びDC/DC回路9bは、スイッチング素子を高周波でオンオフして電圧変換を行うように構成されることで小型化されている。電源回路9は、照明モジュール1を全点灯する場合には駆動電圧として定常電圧を照明モジュール1に供給し、照明モジュール1を調光する場合には駆動電圧としてPWM制御等によるパルス状電圧を照明モジュール1に供給する。電源回路9は1次側で接地され、照明モジュール1は第1の支持部材3を介して接地される。照明器具11によれば、容量成分C1を設けることにより回路動作が安定化された照明器具を提供することができる。また、容量成分C1は、上記の高周波スイッチングによって発生するノイズも低減することができる。
【0036】
なお、本発明に係る有機EL照明モジュール及び照明器具は、上記実施形態及びその変形例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、発光パネルに設けられる容量成分の静電容量は、必ずしも発光パネルの寄生容量よりも大きい必要はなく、発光パネルの寄生容量よりも小さくてもよい。また、第1の支持部材を接地せず、有機EL照明モジュールをグランドに対して浮いた状態としてもよい。このような状態でも、容量成分を介して発光パネルと第1の支持部材とを同電位とすることで、有機EL照明モジュールを安定化することができる。
【0037】
また、第1の支持部材は、その全体が導電性部材である必要はなく、容量成分及びグランド線と接続される部分が導電性部材により構成されていれば、その他の部分は樹脂等の非導電性部材により構成されていてもよい。また、第2の支持部材は、その全体が非導電性の樹脂により構成されていてもよい。更に、第1の支持部材及び第2の支持部材の全体を非導電性樹脂で覆ってもよい。こうすることで、ユーザが誤って導電性部材に触れて感電する危険がなくなる。
【符号の説明】
【0038】
1 有機EL照明モジュール
11 照明器具
2 発光パネル
26 正の給電用電極
27 負の給電用電極
28 容量用電極
29 絶縁層
3 第1の支持部材(支持部材)
4 第2の支持部材(支持部材)
6 接続コネクタ
8 チップコンデンサ
9 電源回路
C1 容量成分
C2 正の給電用電極と負の給電用電極との間の寄生容量

【特許請求の範囲】
【請求項1】
有機EL素子を光源とする平板状の発光パネルと、この発光パネルを支持する支持部材と、を備えた有機EL照明モジュールであって、
前記支持部材は、少なくともその一部に導電性部材を有し、
前記導電性部材と、前記発光パネルに設けられ該発光パネルに駆動電圧を供給するための給電用電極と、の間に容量成分を配置したことを特徴とする有機EL照明モジュール。
【請求項2】
前記容量成分は、前記給電用電極と、該給電用電極上に絶縁層を介して設けられると共に前記支持部材の導電性部材に接合された容量用電極と、により構成されていることを特徴とする請求項1に記載の有機EL照明モジュール。
【請求項3】
前記容量成分は、チップコンデンサにより構成され、
前記チップコンデンサは、前記発光パネル上又は支持部材上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の有機EL照明モジュール。
【請求項4】
前記容量成分の静電容量は、前記発光パネルの正の給電用電極と負の給電用電極との間の寄生容量よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の有機EL照明モジュール。
【請求項5】
前記支持部材の導電性部材は、接地されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の有機EL照明モジュール。
【請求項6】
前記支持部材は、前記発光パネルの給電用電極と、該発光パネルに駆動電圧を供給する電源回路と、を接続するための接続コネクタを有し、
前記支持部材の導電性部材は、前記接続コネクタへ配線されることで前記電源回路側で接地されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の有機EL照明モジュール。
【請求項7】
請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の有機EL照明モジュールと、前記発光パネルに駆動電圧を供給する電源回路と、を備えたことを特徴とする照明器具。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2013−109972(P2013−109972A)
【公開日】平成25年6月6日(2013.6.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−254418(P2011−254418)
【出願日】平成23年11月21日(2011.11.21)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】