説明

点灯装置及び照明装置

【課題】有機EL素子の輝度を落とすことなく素子の長寿命化を図ることのできる点灯装置及び照明装置を提供する。
【解決手段】有機EL素子EL1と、有機EL素子EL1に駆動電圧を供給する点灯装置とから成る照明装置であって、点灯装置は、所望の直流電圧を出力する直流電源手段2と、直流電源手段2の出力を受けて有機EL素子EL1に駆動電圧を供給する駆動電圧供給手段3と、直流電源手段2の電圧供給の停止を検出する検出手段4と、直流電源手段2の電圧供給が停止された時に有機EL素子EL1に逆極性の電圧を供給する逆電圧供給手段5とから構成される

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光源として有機EL素子を用いた点灯装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、薄型の固体発光素子として有機EL素子の研究が盛んである。有機EL素子は、有機化合物から成る薄膜の発光層を電極で挟持した構成で、電極間に電圧を供給すると発光する素子である。有機EL素子は薄型かつ軽量の発光素子が構成でき、また駆動電圧が数Vから十数V程度と従来主流の光源である放電灯と比べて駆動電圧が低いため、点灯装置を安価に構成でき、薄型かつ軽量の照明器具への応用が期待できる。従来の有機EL素子を用いた照明装置として、特許文献1に記載されたようなものがある。
【0003】
この従来例は、図6に示すように、交流電源PSから供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段20と、コンバータ手段20から供給される直流電流をオン/オフして有機EL素子10に順方向の電流を間欠的に供給するスイッチング手段30と、交流電源PSよりも高いスイッチング周波数でスイッチング手段30のオン/オフを切り換えさせると共に、スイッチング手段30のオンデューティー比を制御する制御手段40とを備えた照明装置であって、ダイヤル等により使用者等が所望の輝度に調整可能な外部調光機構によって、所望の輝度値となるようにオンデューティー比を制御手段40によって制御し、該オンデューティー比に応じてスイッチング手段30をオン/オフすることで有機EL素子10を点滅発光させている。ここでスイッチング手段30は交流電源PSよりも高い周波数でスイッチングを行うため、輝度のちらつきを防止すると共に発光寿命を向上させている。また制御手段40においてオンデューティー比を可変的に制御することで、所望の輝度を得ることができるようになっている。また、特許文献2に記載されているように、有機EL素子10に逆方向の電圧を印加することで素子の寿命が長くなることが知られている。
【特許文献1】特開2005−78828号公報
【特許文献2】特許第2663648号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来例では、スイッチング手段30をオン/オフすることで有機EL素子10を点滅発光させているため、順方向の電圧と逆方向の電圧を交互に印加することで有機EL素子10の長寿命化を図ることはできるが、有機EL素子10の輝度が低いために高出力にすることができないという問題があった。
【0005】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、有機EL素子の輝度を落とすことなく素子の長寿命化を図ることのできる点灯装置及び照明装置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】
【0006】
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、一乃至複数の有機EL素子に駆動電圧を供給する点灯装置であって、所望の直流電圧を出力する直流電源手段と、直流電源手段の出力を受けて有機EL素子に駆動電圧を供給する駆動電圧供給手段と、直流電源手段の電圧供給の停止を検出する検出手段と、直流電源手段の電圧供給が停止された時に有機EL素子に逆極性の電圧を供給する逆電圧供給手段とを備えたことを特徴とする。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、逆電圧供給手段は、直流電源手段の電圧供給が停止された時に直流電源手段の出力端に備えられたコンデンサの残留電荷を利用して有機EL素子に逆極性の電圧を供給することを特徴とする。
【0008】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、駆動電圧供給手段は、スイッチング素子と第一の有機EL素子とインダクタンスとコンデンサの直列回路を直流電源手段の出力端に接続し且つコンデンサと並列に第二の有機EL素子及びダイオードの直列回路を接続して成り、逆電圧供給手段は、第一及び第二のスイッチング素子から成り、第一のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段のスイッチング素子と直流電源手段の接地側端子との間に接続し、第二のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段の第二の有機EL素子とダイオードとの接続点と直流電源手段の電源側端子との間に接続して成り、駆動電圧供給手段のスイッチング素子を直流電源手段の電源側に接続したことを特徴とする。
【0009】
請求項4の発明は、請求項1又は2の発明において、駆動電圧供給手段は、スイッチング素子と第一の有機EL素子とインダクタンスとコンデンサの直列回路を直流電源手段の出力端に接続し且つコンデンサと並列に第二の有機EL素子及びダイオードの直列回路を接続して成り、逆電圧供給手段は、第一及び第二のスイッチング素子から成り、第一のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段のスイッチング素子と直流電源手段の電源側端子との間に接続し、第二のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段の第二の有機EL素子とダイオードとの接続点と直流電源手段の接地側端子との間に接続して成り、駆動電圧供給手段のスイッチング素子を直流電源手段の接地側に接続したことを特徴とする。
【0010】
請求項5の発明は、請求項1乃至4何れか記載の点灯装置と、一乃至複数の有機EL素子とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
請求項1の発明によれば、所望の直流電圧を出力する直流電源手段を備えたので、有機EL素子に安定した直流電圧を供給することができ、したがって点滅発光させる場合と比べて輝度を高くすることができる。また直流電源手段の出力を受けて有機EL素子に駆動電圧を供給する駆動電圧供給手段と、直流電源手段の電圧供給の停止を検出する検出手段と、直流電源手段の電圧供給が停止された時に有機EL素子に逆極性の電圧を供給する逆電圧供給手段とを備えたので、点灯装置の電源をオフにした際に有機EL素子に逆極性の電圧を供給することができ、したがって素子の長寿命化を図ることができる。
【0012】
請求項2の発明によれば、直流電源手段は、直流電源手段の電圧供給が停止された時に直流電源手段の出力端に備えられたコンデンサの残留電荷を利用して有機EL素子に逆極性の電圧を供給するので、別途逆極性の電圧を供給する直流電源を用意する必要が無く、点灯装置を簡単な構成にすることができる。
【0013】
請求項3の発明によれば、駆動電圧供給手段は、スイッチング素子と第一の有機EL素子とインダクタンスとコンデンサの直列回路を直流電源手段の出力端に接続し且つコンデンサと並列に第二の有機EL素子及びダイオードの直列回路を接続して成り、逆電圧供給手段は、第一及び第二のスイッチング素子から成り、第一のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段のスイッチング素子と直流電源手段の接地側端子との間に接続し、第二のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段の第二の有機EL素子とダイオードとの接続点と直流電源手段の電源側端子との間に接続して成り、駆動電圧供給手段のスイッチング素子を直流電源手段の電源側に接続したので、請求項1と同様の効果を奏する。
【0014】
請求項4の発明によれば、駆動電圧供給手段は、スイッチング素子と第一の有機EL素子とインダクタンスとコンデンサの直列回路を直流電源手段の出力端に接続し且つコンデンサと並列に第二の有機EL素子及びダイオードの直列回路を接続して成り、逆電圧供給手段は、第一及び第二のスイッチング素子から成り、第一のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段のスイッチング素子と直流電源手段の電源側端子との間に接続し、第二のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段の第二の有機EL素子とダイオードとの接続点と直流電源手段の接地側端子との間に接続して成り、駆動電圧供給手段のスイッチング素子を直流電源手段の接地側に接続したので、駆動電圧供給手段のスイッチング素子のオン/オフの切替を容易にすることができ、また逆電圧供給手段の第二のスイッチング素子のオン/オフの切替を容易にすることができる。
【0015】
請求項5の発明によれば、請求項1乃至4何れかの効果を奏する照明装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
(実施形態1)
以下、本発明の第一の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、有機
EL素子EL1と、有機EL素子EL1に駆動電圧を供給する点灯装置とから成る照明装置であって、点灯装置は、所望の直流電圧を出力する直流電源手段2と、直流電源手段2の出力を受けて有機EL素子EL1に駆動電圧を供給する駆動電圧供給手段3と、直流電源手段2の電圧供給の停止を検出する検出手段4と、直流電源手段2の電圧供給が停止された時に有機EL素子EL1に逆極性の電圧を供給する逆電圧供給手段5とから構成される(図1(a)参照)。直流電源手段2及び検出手段4の入力端は、電源スイッチSWを介して交流電源PSと接続されており、該電源スイッチSWをオン/オフを切り替えることで交流電源PSからの電圧供給及び供給停止を切り替える。
【0017】
直流電源手段2は、整流回路2aと降圧コンバータ回路2bとから構成されており、交流電源PSからの交流電圧VSをダイオードブリッジから成る整流回路2aを用いて全波整流し、整流された脈流電圧を平滑コンデンサC0によって平滑化し、平滑された電圧を降圧コンバータ回路2bを用いて所望の大きさの直流電圧V0に降圧し、後述する駆動電圧供給手段3に出力する。降圧コンバータ回路2bは、例えば降圧チョッパ回路(図2(a)参照)、フォワード・コンバータ回路(図2(b)参照)、フライバック・コンバータ回路(図2(c)参照)を用いることが考えられる。尚、それぞれの回路構成及びその動作については周知の技術であるため、ここでは説明を省略する。
【0018】
降圧コンバータ回路2bの出力端には、図示していないがコンデンサが接続されており、電源スイッチSWがオンの状態では、該コンデンサ間に直流電圧V0が出力される。電源スイッチSWがオンの状態からオフの状態になると、該コンデンサが放電することで、電源スイッチSWがオフの状態になってからも一定時間だけ駆動電圧供給手段3にコンデンサの残留電荷により電圧を供給する。
【0019】
駆動電圧供給手段3は、直流電源手段2からの出力電圧V0を受けて有機EL素子EL1に直流の駆動電圧VDを供給する。
【0020】
検出手段4は、交流電源PSからの交流電圧VSをダイオードD1、D2によって整流し、整流された脈流電圧をコンデンサC1によって平滑し、平滑された電圧を逆電圧供給手段5に出力するようになっている。
【0021】
逆電圧供給手段5は、検出手段4からの出力が所定の閾値以下になると、有機EL素子EL1に逆電圧を供給するようになっている。尚、逆電圧を供給する動作に必要な電圧は、前記降圧コンバータ回路2bに設けられたコンデンサの残留電荷を利用することにより確保している。
【0022】
以下、本実施形態の動作説明をする。電源スイッチSWがオンの状態では、検出手段4は一定の電圧値を逆電圧供給手段5に出力し、この間は逆電圧供給手段5は動作せず、駆動電圧供給手段3が有機EL素子EL1に駆動電圧VDを供給する。電源スイッチSWがオンの状態からオフの状態になると、交流電源PSからの交流電圧VSが供給されないので、検出手段4のコンデンサが放電することで逆電圧供給手段5への出力電圧が徐々に減少し、検出手段4からの出力電圧が所定の閾値以下になると、逆電圧供給手段5は有機EL素子EL1に逆電圧を供給する(図1(b)参照)。
【0023】
上述のように、直流電源手段2が直流電圧V0を生成し、生成された直流電圧V0を受けて駆動電圧供給手段3が直流の駆動電圧VDを有機EL素子EL1に供給するので、点滅発光させる場合と比較して高輝度にすることができ、また交流電源PSの電源SWがオフの状態になる時に、検出手段4の出力を受けて逆電圧供給手段5が有機EL素子EL1に逆電圧を供給するので、有機EL素子EL1の長寿命化を図ることができる。また、降圧コンバータ回路2bに設けられたコンデンサの残留電荷を利用して逆電圧の供給を行うので、逆電圧を供給するための直流電源を用意する必要が無く、したがって点灯装置を簡単な構成にすることができる。
【0024】
(実施形態2)
以下、本発明の第二の実施形態について図面を用いて説明する。尚、実施形態1と共通する部位については共通の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、2つの有機EL素子EL1、EL2を用いたもので、駆動電圧供給手段3は、スイッチング素子Qと有機EL素子EL1とインダクタンスLとコンデンサCの直列回路を直流電源手段2の出力端に接続し且つコンデンサCと並列に有機EL素子EL2及びダイオードDの直列回路を接続して成り、逆電圧供給手段5は、2つのスイッチング素子Q1、Q2から成り、スイッチング素子Q1は、駆動電圧供給手段3のスイッチング素子Qと直流電源手段2の接地側端子との間に接続し、スイッチング素子Q2は、駆動電圧供給手段3の有機EL素子EL2とダイオードDとの接続点と直流電源手段2の電源側端子との間に接続して成り、駆動電圧供給手段3のスイッチング素子Qを直流電源手段2の電源側に接続している(図3(a)参照)。尚、交流電源PS、電源スイッチSW、直流電源手段2、検出手段4は実施形態1と同じであるので、ここでは図示を省略する。
【0025】
以下、本実施形態の動作説明をする。交流電源PSの電源スイッチSWがオンの状態では、直流電源手段2の出力端は直流電圧V0を出力し、逆電圧供給手段5のスイッチング素子Q1、Q2はオフの状態を維持している。駆動電圧供給手段3のスイッチング素子Qは、オン/オフを交互に切り替えるようになっており、オンの状態では、スイッチング素子Q、有機EL素子EL1、インダクタンスL、コンデンサCの閉路で電流が流れ、オフの状態では、インダクタンスL、コンデンサC、スイッチング素子Q2の寄生ダイオード、有機EL素子EL1の閉路で電流が流れる。したがって、有機EL素子EL1及びコンデンサCには直流電圧V0/2が印加される。
【0026】
また、コンデンサC、有機EL素子EL2、ダイオードDの閉路で電流が流れ、有機EL素子EL2にも直流電圧V0/2が印加される。ここでダイオードDの順方向電圧はV0/2と比べて低いので無視できるものとする。したがって、直流電源手段2の出力端に有機EL素子EL1、EL2の駆動電圧VDの倍の直流電圧が出力されるようにすることで、有機EL素子EL1、EL2にそれぞれ駆動電圧VDを供給される。
【0027】
ここで、交流電源PSの電源スイッチSWがオフの状態になると、駆動電圧供給手段3のスイッチング素子Qがオフの状態となり、逆電圧供給手段5のスイッチング素子Q1、Q2がオンの状態になる。すると、コンデンサC、インダクタンスL、有機EL素子EL1、スイッチング素子Q1の閉路で有機EL素子EL1に逆電圧がコンデンサCの放電により印加され、直流電源手段2の出力端、スイッチング素子Q2、有機EL素子EL2、コンデンサCの閉路で有機EL素子EL2にも逆電圧が直流電源手段2の出力端のコンデンサの放電により印加される。以上の動作波形を図3(b)に示す。尚、逆電圧の印加時間はコンデンサC、直流電源手段2の出力端のコンデンサ等の容量に依存するため、設計により最適な時間を選ぶことができる。
【0028】
上述のように、2つの有機EL素子EL1、EL2を用いた場合にも、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
【0029】
ところで、図4に示すように、駆動電圧供給手段3のスイッチング素子Qと、逆電圧供給手段5のスイッチング素子Q2を接地側に配置することが考えられる。この場合、スイッチング素子Qのオン/オフの切り替えが容易になり、また交流電源PSがオフの状態になった際に、スイッチング素子Q2を容易にオンにすることができる。
【0030】
(実施形態3)
以下、本発明の第三の実施形態について図面を用いて説明する。尚、実施形態1と共通する部位については共通の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、駆動電圧供給手段3と有機EL素子EL1との間に、逆電圧供給手段5として2つのスイッチS1、S2を設けている(図5(a)参照)。スイッチS1は、有機EL素子EL1の一端と接続される端子T1と、駆動電圧供給手段3の電源側の端子R1及び接地側の端子R2との接点を切り替えるもので、スイッチS2は、有機EL素子EL1の他端と接続される端子T2と、駆動電圧供給手段3の接地側の端子R3及び電源側の端子R4との接点を切り替えるものである。
【0031】
以下、本実施形態の動作説明をする。交流電源PSの電源スイッチSWがオンの状態では、スイッチS1は端子R1とT1とを接続し、スイッチS2は端子R3とT2とを接続しており、有機EL素子EL1には駆動電圧VDが印加される。電源スイッチSWがオフの状態になると、スイッチS1は端子R2とT1とを接続し、スイッチS2は端子R4とT2とを接続することで、有機EL素子EL1には逆電圧が印加される。以上の動作波形図を図5(b)に示す。
【0032】
上述のように構成することで、逆電圧供給手段5として2つのスイッチS1、S2を用いるだけで有機EL素子EL1へ逆電圧を印加することができるので、回路構成を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の照明装置の第一の実施形態を示す図で、(a)は全体の回路図で、(b)は動作波形図である。
【図2】本発明の直流電源手段に用いる降圧コンバータ回路の例で、(a)は降圧チョッパ回路、(b)はフォワードコンバータ回路、(c)はフライバックコンバータ回路である。
【図3】本発明の照明装置の第二の実施形態を示す図で、(a)は回路図で、(b)は動作波形図である。
【図4】同上のスイッチング素子の配置を変更した場合を示す回路図である。
【図5】本発明の照明装置の第三の実施形態を示す図で、(a)は全体の回路図で、(b)は動作波形図である。
【図6】従来の有機EL素子を用いた照明装置を示す回路図である。
【符号の説明】
【0034】
EL1、EL2 有機EL素子
2 直流電源手段
3 駆動電圧供給手段
4 検出手段
5 逆電圧供給手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一乃至複数の有機EL素子に駆動電圧を供給する点灯装置であって、所望の直流電圧を出力する直流電源手段と、直流電源手段の出力を受けて有機EL素子に駆動電圧を供給する駆動電圧供給手段と、直流電源手段の電圧供給の停止を検出する検出手段と、直流電源手段の電圧供給が停止された時に有機EL素子に逆極性の電圧を供給する逆電圧供給手段とを備えたことを特徴とする点灯装置。
【請求項2】
前記逆電圧供給手段は、直流電源手段の電圧供給が停止された時に直流電源手段の出力端に備えられたコンデンサの残留電荷を利用して有機EL素子に逆極性の電圧を供給することを特徴とする請求項1記載の点灯装置。
【請求項3】
前記駆動電圧供給手段は、スイッチング素子と第一の有機EL素子とインダクタンスとコンデンサの直列回路を直流電源手段の出力端に接続し且つコンデンサと並列に第二の有機EL素子及びダイオードの直列回路を接続して成り、前記逆電圧供給手段は、第一及び第二のスイッチング素子から成り、第一のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段のスイッチング素子と直流電源手段の接地側端子との間に接続し、第二のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段の第二の有機EL素子とダイオードとの接続点と直流電源手段の電源側端子との間に接続して成り、駆動電圧供給手段のスイッチング素子を直流電源手段の電源側に接続したことを特徴とする請求項1又は2記載の点灯装置。
【請求項4】
前記駆動電圧供給手段は、スイッチング素子と第一の有機EL素子とインダクタンスとコンデンサの直列回路を直流電源手段の出力端に接続し且つコンデンサと並列に第二の有機EL素子及びダイオードの直列回路を接続して成り、前記逆電圧供給手段は、第一及び第二のスイッチング素子から成り、第一のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段のスイッチング素子と直流電源手段の電源側端子との間に接続し、第二のスイッチング素子は、駆動電圧供給手段の第二の有機EL素子とダイオードとの接続点と直流電源手段の接地側端子との間に接続して成り、駆動電圧供給手段のスイッチング素子を直流電源手段の接地側に接続したことを特徴とする請求項1又は2記載の点灯装置。
【請求項5】
請求項1乃至4何れか記載の点灯装置と、一乃至複数の有機EL素子とを備えたことを特徴とする照明装置。

【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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