JP2009238435A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常である発光素子に確実に逆電圧を印加してリフレッシュ電流を流し、異常である発光素子を回復させることができるとともに、正常な発光素子にストレスを与えることを回避できる有機エレクトロルミネッセント発光装置および照明器具を提供する。
【解決手段】この発光装置１００は、ＡＣ電源１を整流するダイオード・ブリッジＤＢから直流電力が供給されるPFC回路２と、PFC回路２の出力電圧を発光素子に供給する電圧に変換する降圧チョッパ回路４と、発光素子８に供給する電流を切り替える順逆反転回路６と、発光素子電流検知回路１１、発光素子電圧検知回路１２、ドライブＩＣ１３、１４およびマイコン１６を含み、発光素子８の電圧および電流を制御する発光素子電圧・電流制御回路７とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に係り、特に、異常である発光素子に確実に逆電圧を印加してリフレッシュ電流を流し、異常である発光素子を回復させることができるとともに、正常な発光素子にストレスを与えることを回避できる発光装置に関する。

有機エレクトロルミネッセント装置は、有機物中に注入された電子と正孔が再結合して生じた励起子によって発光が起こる現象を利用した装置である。近年では、この有機エレクトロルミネッセント装置を用いたディスプレイの開発が盛んに行われている。これは、有機エレクトロルミネッセント装置が、液晶表示装置と比較して、広い視野角、速い応答速度および高いコントラストなどを有することによるものである。

一般に、有機ＬＥＤ装置は、陰極と陽極の間に有機層が挟持された構造を有している。そして、電圧を印加すると、陰極からは電子が、陽極からは正孔がそれぞれキャリアとして注入される。これらのキャリアが有機層の内部で再結合すると、励起子が発生して発光が起こる。

このように有機エレクトロルミネッセント装置は、一般的に発光層と正孔輸送層や電子輸送層等とを含む有機層と、その有機層を介して対向配置された一対の電極（陰極及び陽極）とを備えている。通常、有機層は、例えば１００ｎｍ程度といった非常に薄い層厚を有するものである。従って、微少異物の混入や有機層の形成ムラ等に起因して、電極間でリーク不良が発生したり、電極間の絶縁耐圧性不良等が発生したりする恐れがある。

このような不良が発生すると、有機エレクトロルミネッセント装置駆動時に黒点や暗線、黒線が観察されることとなり、有機エレクトロルミネッセント装置の表示品位が低下する。また、黒点等には至らないまでも、十分な絶縁耐圧性を有さない箇所がある場合は、有機エレクトロルミネッセント装置駆動中にリーク電流が発生してしまう恐れもある。特に、近年では有機エレクトロルミネッセント装置の大型化が進み、このような不良の発生確率が増大する傾向にあり、大きな問題となっている。

このような状況に鑑み、例えば、複数種類の有機層に、その発光色毎に相互に異なる印加条件で逆バイアス電圧を印加して絶縁不良部を絶縁化することにより、各々、発光色が相互に異なる発光層を少なくとも含む複数種類の有機層と、複数種類の有機層を介して対向配置された一対の電極とを備えた有機エレクトロルミネッセント装置の一対の電極間の絶縁不良部を修復する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、基板の上に、陽極、発光層を含む有機層および陰極が順次積層されてなる積層体が形成された有機エレクトロルミネッセント素子の製造方法において、陰極が、第１の導電層、バッファ層および第２の導電層が順次配置されて形成され、積層体を形成した後にエージングを行うことを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子の製造方法が知られている。

これによれば第１の導電層、バッファ層および第２の導電層を順次積層して陰極を形成し、また積層体を形成した後にエージングを行うことによって、従来より駆動電圧の低い有機エレクトロルミネッセント素子を製造することができる（例えば、特許文献２参照）。
また、有機エレクトロルミネッセント素子に所望の直流電圧を供給する直流電源手段と、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ときに有機エレクトロルミネッセント素子に逆特性の電圧を供給する逆電圧供給手段とを具備した照明装置も提案されている（特許文献３）。
特開2007-207703号公報 特開2007-200662号公報 特開2007-149463号公報

このように、特許文献１の有機エレクトロルミネッセント素子の修復方法においては、有機エレクトロルミネッセント素子が異常電圧を示した場合に、リフレッシュのために順逆反転回路を動作させて逆電圧を印加しても、正常な有機エレクトロルミネッセント素子には電流が流れないことから、正常な有機エレクトロルミネッセント素子を消灯し、個別にリフレッシュのための時間を設ける必要がある。
一方、特許文献３においては、直流電源手段の電圧供給の停止が検出されたときに有機エレクトロルミネッセント素子に逆特性の電圧を供給するようにしているため、この場合も、別途リフレッシュのための時間を設ける必要がある。
また、リフレッシュ不要なエレクトロルミネッセント素子に逆電圧をかけても点灯できないだけでなく、ストレスがかかることになる。

また、直流電流の供給を受けて発光する複数のエレクトロルミネッセント素子などの発光素子を有する発光装置では、発光素子が異常電圧を示した場合に、リフレッシュのために順逆反転回路を動作させて逆電圧を印加すると、正常な発光素子には電流が流れないことから、発光素子のリフレッシュを行うことができない。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであって、異常である発光素子に確実に逆電圧を印加してリフレッシュ電流を流し、異常である発光素子を回復させることができるとともに、正常な発光素子にストレスを与えることを回避できる発光装置を提供することを目的としている。

本発明の発光装置は、直流電流の供給を受けて発光する単数または複数の発光素子と、前記発光素子に一定以上の電流を供給する直流電源回路とを有する発光装置であって、前記発光素子に印加される電圧を検知する発光素子電圧検知回路と、前記発光素子電圧検知回路が前記発光素子の異常を検知した場合に、異常を検知した発光素子に逆方向電圧を印加する順逆反転回路とを備えていることを特徴とする。

上記構成によれば、発光素子に割当てられる順逆反転回路を備えるとともに、発光素子に印加される電圧を検知する発光素子電圧検知回路を具備しているので、異常である発光素子を検出することができ、異常である発光素子に確実に逆方向電圧を印加してリフレッシュ電流を流し、異常である発光素子を回復させることができる。

また、本発明の発光装置は、直流電流の供給を受けて発光する複数の発光素子と、前記発光素子に一定以上の電流を供給する直流電源回路とを有する発光装置であって、前記発光素子に印加される電圧を検知する発光素子電圧検知回路と、前記発光素子電圧検知回路が前記発光素子の異常を検知した場合に、異常を検知した発光素子に逆方向電圧を印加する順逆反転回路と、を有し、前記順逆反転回路は、異常を検知した発光素子に逆方向電圧を印加する場合に、正常な発光素子を短絡する短絡スイッチを備えていることを特徴とする。

上記構成によれば、発光素子に割当てられる順逆反転回路と、発光素子ごとに備えられている短絡スイッチとを有するので、異常である発光素子に確実に逆電圧を印加する一方、正常な発光素子には逆電圧を印加することを回避でき、異常である発光素子を回復させるとともに正常な発光素子にストレスを与えることを回避できる。

また、本発明の発光装置において、前記複数の発光素子は、直列に接続され、前記短絡スイッチは、前記複数の発光素子のおのおのに並列に接続され、前記発光素子電圧検知回路は、前記複数の発光素子のおのおのに印加される電圧を検知し、電圧値の変化により発光素子の異常を検知することを特徴とする。

上記構成によれば、発光素子の異常を検知する際、発光素子に発生する電圧値の変化のみで検知できるので、部品点数、制御対象を削減することができる。

また、本発明の発光装置において、前記短絡スイッチは、電界効果トランジスタであることを特徴とする。

上記構成によれば、電界効果トランジスタを高速動作させて正常な発光素子に逆電圧を印加することを回避でき、正常な発光素子にストレスを与えることを回避できる。

また、本発明の発光装置において、前記短絡スイッチは、サイリスタであることを特徴とする。

上記構成によれば、発光素子に逆方向電圧を印加すると、サイリスタが自動的に導通して発光素子を保護するので、サイリスタを駆動するためのドライブＩＣが不要になり、発光装置の構成を簡素化することができる。

また、本発明の発光装置は、前記単数または複数の発光素子に流れる電流を検知する発光素子電流検知回路を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、発光素子の異常を検知する際、単数または複数の発光素子に流れる電流値の変化のみで検知できるので、部品点数、制御対象を削減することができる。

また、本発明の発光装置において、前記順逆反転回路は、電源間に直列接続され、その直列接続点が前記単数または複数の発光素子の一端に接続される第１および第２のスイッチング素子と、前記電源間に直列接続され、その直列接続点が前記単数または複数の発光素子の他端に接続される第３および第４のスイッチング素子とを有し、前記第２および第３のスイッチング素子が導通して異常を検知した発光素子に逆方向電圧を印加してリフレッシュし、前記第１および第４のスイッチング素子が導通してリフレッシュした発光素子に順方向電圧を印加することを特徴とする。

上記構成によれば、発光素子に逆向きの電圧を印加することで発光素子をリフレッシュすることができ、異常のある発光素子を復帰させることができるので発光素子の寿命向上につながる。

また、本発明の発光装置において、前記発光素子電圧検知回路は、前記単数または複数の発光素子の電圧変化により、異常な発光素子が正常に復帰したことを検知し、前記順逆反転回路は、正常に復帰した発光素子に順方向電圧を印加することを特徴とする。

上記構成によれば、異常な発光素子が正常に復帰した場合、再度発光素子を発光させることができるので、発光素子を長寿命化することができる。また発光素子に発生する電圧値の変化のみで検知できるので、部品点数、制御対象を削減することができる。

また、本発明の発光装置において、前記発光素子電流検知回路は、前記単数または複数の発光素子の電流変化により、異常な発光素子が正常に復帰したことを検知し、前記順逆反転回路は、正常に復帰した発光素子に順方向電圧を印加することを特徴とする。

上記構成によれば、異常な発光素子が正常に復帰した場合、再度発光素子を発光させることができるので、発光素子を長寿命化することができる。また発光素子に発生する電流値の変化のみで検知できるので、部品点数、制御対象を削減することができる。

また、本発明の照明器具は、単数または複数の有機エレクトロルミネッセント素子から成る複数の発光素子を具備した上記発光装置で構成される。

上記構成によれば、異常である発光素子に確実に逆電圧を印加してリフレッシュ電流を流し、異常である発光素子を回復させることができるとともに、正常な発光素子にストレスを与えることを回避できる。

以上説明したように、本発明にかかる発光装置によれば、発光素子に割当てられる順逆反転回路を備えるとともに、発光素子に印加される電圧を検知する発光素子電圧検知回路を備えているので、発光素子の異常を検出し、異常である発光素子に確実に逆電圧を印加することができ、リフレッシュ電流を流して異常である発光素子を回復させることができ、且つ正常な発光素子にストレスを与えることを回避できる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態にかかる発光装置１００の構成を説明するための図である。本実施の形態の発光装置１００は、ＡＣ電源１を整流するダイオード・ブリッジＤＢから直流電力が供給される力率改善回路２（以下、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路２という）と、ＰＦＣ回路２の出力電圧を発光素子に供給する電圧に変換する降圧チョッパ回路４と、発光素子８に供給する電流を切り替える順逆反転回路６と、発光素子電流検知回路１１、発光素子電圧検知回路１２、ドライブＩＣ１３、１４およびマイコン１６を含み、発光素子８の電圧および電流を制御する発光素子電圧・電流制御回路７とを有する。

このように本実施の形態の発光装置１００によれば、発光素子８に割当てられる順逆反転回路６を備えているので、異常となった発光素子８に確実に逆方向電圧を印加してリフレッシュ電流を流し、異常となった発光素子８を回復させることができる。また、発光素子電圧検知回路１２は、発光素子８に発生する電圧値の変化のみで発光素子８の異常を検知するので、部品点数、制御対象を削減することができる。

図１により本発明の実施の形態１を説明する。図１においてＶｌａは発光素子８に印加される電圧、Ｉｌａは発光素子８に流れる電流である。また実施の形態１における発光素子８は有機エレクトロルミネッセントパネルであり、陽極と陰極を有する。陽極から陰極に流れたとき有機エレクトロルミネッセントパネルは発光する。

まず、構成に関して説明する。ＰＦＣ回路２は、ＡＣ電圧からＤＣ電圧に変換する回路である。ＰＦＣ回路２のスイッチング素子Ｑ１は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚで動作している。なお、PFC回路２でなくとも直流電源となる回路方式、又は直流電源でもよい。

降圧チョッパ回路４は、ＤＣ電圧からＤＣ電圧に変換する回路である。降圧チョッパ回路４のスイッチング素子Ｑ２は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚで動作している。なお、降圧チョッパ回路４でなくとも直流電源となる回路方式、又は直流電源でもよい。

次に、動作に関して説明する。順逆反転回路６は、発光素子８が正常な状態の時はスイッチング素子Ｑ３、Ｑ６がオン、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５がオフである。このとき、発光素子８の陽極から陰極に向かって電流が流れており、発光素子８は発光している。

発光素子８に異常が発生した場合、主な動作の流れは、（１）発光素子８の異常を検知する。（２）発光素子８に通常と逆向きの電圧を印加する。（３）発光素子８が正常に復帰したことを検知する。（４）発光素子８に通常の電流を流す、である。

動作の流れのタイムチャートを図２に示す。
（１）発光素子８の異常を検知する（Ｔ１）。
発光素子８が異常になる場合、主に短絡になるケースが多い。そのためＶｌａ(発光素子に印加される電圧)が低下する。発光素子電圧検知回路１２によりＶｌａが低下したことを検知し、マイコン１６に信号を送る。

（２）発光素子８に通常と逆向きの電圧を印加する（Ｔ２）。
ＶｌａがＶｔｈ１まで低下するとマイコン１６がドライブＩＣ１、２（１３、１４）に信号を送り、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６をオフしてスイッチング素子Ｑ４、Ｑ５をオンする。そのため発光素子８に通常とは逆向きの電圧が印加される。このとき、発光素子８には逆向きの電流(リフレッシュ電流)が流れる。

（３）発光素子８が正常に復帰したことを検知する（Ｔ３）。
発光素子８が復帰すると、短絡状態から開放状態に移る。そのためＶｌａが−Ｖｉｎ(Ｖｉｎは降圧チョッパ出力電圧Ｃ２間電圧)まで低下する。発光素子電圧検知回路１２によりＶｌａが低下したことを検知しマイコン１６に信号を送る。また、短絡状態から開放状態に移るため、発光素子８に流れる電流値Ｉｌａが上昇する。発光素子電流検知回路１１によりＩｌａが上昇したことを検知しマイコン１６に信号を送る。

発光素子８が復帰したことを検知する条件は (図２参照)、
i) ＶｌａがＶｔｈ２以下に低下した場合、
ii) ＩｌａがＩｔｈ１以上に上昇した場合、
iii)i)、ii) 両方を満たした場合、
以上３つのうちどの条件でもよい。

（４）発光素子８に通常の電流を流す（Ｔ４）。
ＶｌａがＶｔｈ２まで低下する(ＩｌａがＩｔｈ１以上になる)と、マイコン１６がドライブＩＣ１、２(１３、１４）に信号を送り、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６をオンしてスイッチング素子Ｑ４、Ｑ５をオフする。そのため発光素子８に通常時と同じ向きに電流が流れて発光素子８が発光する。

このように本実施の形態の発光装置１００によれば、発光素子８に割当てられる順逆反転回路６を備えているので、異常となった発光素子８に確実に逆方向電圧を印加してリフレッシュ電流を流し、異常となった発光素子８を回復させることができる。

また、異常な発光素子８が正常に復帰した場合、再度発光素子８を発光させることができるので、発光素子８を長寿命化することができる。さらに、発光素子電圧検知回路１２または発光素子電流検知回路１１により、発光素子８に発生する電圧値または電流値の変化のみで発光素子８の正常復帰を検知できるので、部品点数、制御対象を削減することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２にかかる発光装置１００の構成を説明するための図である。同図のＶｌａは発光素子８ａ、８ｂ、８ｃ全体に印加される電圧、Ｖｌａ１は発光素子８ａに印加される電圧、Ｖｌａ２は発光素子８ｂに印加される電圧、Ｖｌａ３は発光素子８ｃに印加される電圧である。また、Ｉｌａは発光素子８ａ、８ｂ、８ｃに流れる電流である。

本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、発光素子８ａ、８ｂ、８ｃは有機エレクトロルミネッセントパネルであり、各発光素子８ａ、８ｂ、８ｃは陽極と陰極を1対づつ有している。まず、構成に関して、ＰＦＣ回路２は実施の形態１と同じであり、降圧チョッパ回路４も実施の形態１と同じである。順逆反転回路６は、各々の発光素子８ａ、８ｂ、８ｃにＦＥＴ（Ｑ７、Ｑ８、Ｑ９）が１個ずつ並列に接続されている。

次に、動作に関して説明する。発光素子８ａ、８ｂ、８ｃが正常な状態の時はスイッチング素子Ｑ３、Ｑ６がオン、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５がオフである。このとき、発光素子８ａ、８ｂ、８ｃの陽極から陰極に向かって電流が流れており、発光素子８ａ、８ｂ、８ｃは発光している。正常な発光素子８ａ、８ｂ、８ｃは逆向きに電圧を印加しても電流は流れず、異常が発生した発光素子８ａ、８ｂ、８ｃは逆向きに電圧を印加すると流れる特性を持つ。

発光素子（例えば８ａ）に異常が発生した場合、主な動作の流れは、以下のとおりである。（１）発光素子８ａの異常を検知する。（２）異常が発生した発光素子８ａを特定する。（３）異常が発生した発光素子８ａに通常と逆向きの電圧を印加する。それ以外の正常な素子８ｂ、８ｃは、各素子８ｂ、８ｃに並列に接続されているＦＥＴＱ８、Ｑ９をオンにして、正常な各々の発光素子８ｂ、８ｃに逆電圧が印加されないよう制御する。（４）異常が発生した発光素子８ａが正常に復帰したことを検知する。（５）発光素子８ａ、８ｂ、８ｃに通常の電流を流す、である。

動作のタイムチャートを図４に示す。但し、図４のタイムチャートと以下の説明は発光素子８ａに異常が発生したことを想定して説明している。

（１）発光素子８ａの異常を検知する。
発光素子８ａが異常になる場合、主に短絡になるケースが多い。そのため発光素子８ａに印加される電圧が低下する。実施の形態２では、発光素子８ａに異常が発生しているので、Ｖｌａ、Ｖｌａ１が低下する。発光素子電圧検知回路１２によりＶｌａ、Ｖｌａ１が低下したことを検知し、マイコン１６に信号を送る。

発光素子８ａに異常が発生したことを検知する条件は、
i) ＶｌａがＶｔｈ１以下に低下した場合、
ii) Ｖｌａ１がＶｔｈ３以下に低下した場合、
iii) i)、ii) 両方とも満たした場合、
以上の３つのうちどの条件でもよい。

（２）異常が発生した発光素子８ａを特定する。
正常な発光素子の場合、一定電流が流れていれば発光素子両端に印加される電圧に変化がない。実施の形態２の場合、発光素子８ａに印加される電圧Ｖｌａ１が低下しているので、発光素子電圧検知回路１２から送られて来る信号により、発光素子８ａに異常が発生したとマイコン１６が判別する。

（３）異常が発生した発光素子８ａに逆向きの電圧を印加し、且つ正常な発光素子８ｂ、８ｃに電圧を印加しない。

ステップ（２）で異常が発生した発光素子８ａを特定できた。前述のように、正常な発光素子８ｂ、８ｃは逆向きに電圧を印加しても電流は流れず、異常が発生した発光素子８ａは逆向きに電圧を印加すると流れる特性を持つので、異常が発生した発光素子８ａに逆向きに電流(リフレッシュ電流)を流すために、マイコン１６は正常な発光素子８ｂ、８ｃに並列に接続されているFET（Ｑ８、Ｑ９）にゲート信号を入力する。

実施の形態２では発光素子８ａに異常が発生しているので、マイコン１６がドライブIC3（１５）に信号を入力して、スイッチング素子Ｑ８、Ｑ９にゲート信号を入力し、発光素子８ｂ、８ｃを短絡させる。同時にスイッチング素子Ｑ３、Ｑ６をオフ、スイッチング素子Q4、Q5をオンにして発光素子８ａへ逆向きの電圧を印加する。

その結果、電流は「Ｑ４ → Ｑ９ → Ｑ８ → 発光素子８ａ → Ｑ５」 の経路で流れるので、異常が発生したパネルのみ逆向きに電流(リフレッシュ電流)を流し、その他の正常な発光素子８ｂ、８ｃに逆向きに電圧を印加しない。

（４）発光素子８ａが正常に復帰したことを検知する。
発光素子８ａが復帰すると、短絡状態から開放状態に移る。そのためＶｌａが−Ｖｉｎ(Ｖｉｎは降圧チョッパ出力電圧C2間電圧)まで低下する。発光素子電圧検知回路１２によりＶｌａが低下したことを検知してマイコン１６に信号を送る。Ｖｌａ１も同様に−Ｖｉｎまで低下する。また、短絡状態から開放状態に移るため、発光素子８ａに流れる電流値Ｉｌａが上昇する。発光素子電流検知回路１１によりＩｌａが上昇したことを検知しマイコン１６に信号を送る。

発光素子８ａが復帰したことを検知する条件は (図４参照)、
i) ＶｌａがＶｔｈ２以下に低下した場合、
ii) Ｖｌａ１がＶｔｈ４以下に低下した場合、
ii) ＩｌａがＩｔｈ１以上に上昇した場合、
iv) i)、ii)、iii) のうち２つ満たした場合、
V) i)、ii)、iii) のうち３つとも全て満たした場合、
以上５つのうちどの条件でもよい。

（５）発光素子８ａに通常の電流を流す。
ステップ（４）に記載したi)〜Ｖ) のいずれかの条件を満たすと、マイコン１６がドライブＩＣ１、２（１３、１４）に信号を送り、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６をオンしてスイッチング素子Ｑ４、Ｑ５をオフする。また、マイコン１６はステップ（３）でスイッチング素子Ｑ８、Ｑ９にゲート信号を入力していたが、その信号を停止する。そのため発光素子８ｂ、８ｃに通常時と同じ向きに電流が流れて発光素子８ａ、８ｂ、８ｃが発光する。

このように本実施の形態の発光装置１００によれば、発光素子８ａ、８ｂ、８ｃに割当てられる順逆反転回路６と、発光素子８ａ、８ｂ、８ｃごとに備えられている短絡スイッチＱ７、Ｑ８、Ｑ９とを有するので、異常である発光素子８ａに確実に逆電圧を印加する一方、正常な発光素子８ｂ、８ｃには逆電圧を印加することを回避でき、異常である発光素子８ａを回復させることができる。

また、短絡スイッチＱ７、Ｑ８、Ｑ９は、高速動作可能な電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成されるので、正常な発光素子８ｂ、８ｃに逆電圧を印加することを高速に回避でき、正常な発光素子８ｂ、８ｃにストレスを与えることを回避できる。

(実施の形態３)
図５は、本発明の実施の形態３にかかる発光装置１００の構成を説明するための図である。同図のＶｌａは発光素子８ａ、８ｂ、８ｃ全体に印加される電圧、Ｖｌａ１は発光素子８ａに印加される電圧、Ｖｌａ２は発光素子８ｂに印加される電圧、Ｖｌａ３は発光素子８ｃに印加される電圧である。また、Ilaは発光素子８ａ、８ｂ、８ｃに流れる電流である。実施の形態１と同様に、発光素子８ａ、８ｂ、８ｃは有機エレクトロルミネッセントパネルであり、各発光素子８ａ、８ｂ、８ｃは陽極と陰極を１対ずつ有している。

まず、構成に関して、ＰＦＣ回路２は実施の形態１と同じであり、降圧チョッパ回路４も実施の形態１と同じである。順逆反転回路６は、各々の発光素子８ａ、８ｂ、８ｃに抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、コンデンサＣ１１、サイリスタＤ１１から構成される異常短絡回路９ａ、抵抗Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、コンデンサＣ１２、サイリスタＤ１２から構成される異常短絡回路９ｂ、抵抗Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、コンデンサＣ１３、サイリスタＤ１３から構成される異常短絡回路９ｃが1個ずつ並列に接続されている。(図５参照)

次に、動作に関して説明する。発光素子８ａ、８ｂ、８ｃが正常な状態の時はスイッチング素子Ｑ３、Ｑ６がオン、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５がオフである。このとき、発光素子８ａ、８ｂ、８ｃの陽極から陰極に向かって電流が流れており、発光素子８ａ、８ｂ、８ｃは発光している。

発光素子（例えば８ａ）に異常が発生した場合、主な動作の流れは、（１）発光素子８ａの異常を検知する。（２）発光素子８ａに通常と逆向きの電圧を印加する。異常が発生した発光素子８ａに逆向きに電流が流れ(リフレッシュ電流)、それ以外の正常な素子８ｂ、８ｃは各素子８ｂ、８ｃに並列に接続されている異常短絡回路９ｂ、９ｃが作動して、正常な各々の発光素子８ｂ、８ｃに逆電圧が印加されないよう短絡する。（３）異常が発生した発光素子８ａが正常に復帰したことを検知する。（４）発光素子８ａ、８ｂ、８ｃに通常の電流を流す、である。

動作のタイムチャートを図６に示す。但し、図６のタイムチャートと以下の説明は発光素子８ａに異常が発生したことを想定して説明している。

（１）発光素子８ａの異常を検知する（Ｔ１）。
発光素子８ａが異常になる場合、主に短絡になるケースが多い。そのため発光素子８ａに印加される電圧が低下する。実施の形態３では、発光素子８ａに異常が発生しているので、Ｖｌａ、Ｖｌａ１が低下する。発光素子電圧検知回路１２によりＶｌａ、Ｖｌａ１が低下したことを検知し、マイコン１６に信号を送る。

発光素子８ａに異常が発生したことを検知する条件は、
i) ＶｌａがＶｔｈ１以下に低下した場合、
ii) Ｖｌａ１がＶｔｈ４以下に低下した場合、
iii) i)、ii) 両方とも満たした場合、
以上の３つのうちどの条件でもよい。

（２）発光素子８ａに逆向きの電圧を印加し、正常な発光素子８ｂ、８ｃには各々に並列に接続されている異常短絡回路９ｂ、９ｃが動作して、正常な発光素子８ｂ、８ｃを短絡する（Ｔ２）。

ステップ（１）で発光素子８ａの異常を検知するとマイコン１６がドライブＩＣ１、２（１３、１４）に信号を入力して、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６をオフ、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５をオンにして発光素子８ａへ逆向きの電圧を印加する。

正常な発光素子８ｂ、８ｃは逆向きに電圧を印加しても電流は流れず、異常が発生した発光素子８ａは逆向きに電圧を印加すると流れる特性を持つ。発光素子８ａに異常が発生しているので、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６をオフ、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５をオンにすると流れる電流経路はスイッチング素子Ｑ４→異常短絡回路９ｃ→異常短絡回路９ｂ→発光素子８ａ→スイッチング素子Ｑ５ の順で電流が流れる。

次に、異常短絡回路９ａ、９ｂ、９ｃの動作について説明する。異常短絡回路９ｃを例に説明する。図5の順逆反転回路６のスイッチング素子Ｑ３、Ｑ６がオフ、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５がオンした状態では、まず初めに電流はＲ１７→Ｃ１３、Ｒ１８の順で流れる。そのためＣ１３間電圧は上昇する。サイリスタＤ１３にはアノードからカソード間に順方向電流が流れるように電圧が印加されているのでＣ１３間の電圧がある値以上になると、サイリスタＤ１３がオンする。

異常短絡回路９ｂも同様の原理でＤ１２がオンするので、正常な発光素子９ｂ、９ｃを短絡することになる。以上のことから、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６をオフ、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５をオンにして発光素子８ａに逆電圧を印加すると正常な発光素子８ｂ、８ｃに電圧が印加されず、異常の発生した発光素子８ａに電圧が印加されて逆向きに電流が流れる。

（３）異常が発生した発光素子８ａが正常に復帰したことを検知する（Ｔ３）。
発光素子８ａが復帰すると、短絡状態から開放状態に移る。そのため逆向きの電流は発光素子８ａには流れず異常短絡回路９ａに流れる。このときＶｌａ、Ｖｌａ１は低下し、Ilaは上昇する。この間、異常短絡回路９ａに電流が流れＲ１１を介してＣ１１間電圧が上昇する。Ｃ１１間電圧がＶｔｈ３以上になるとサイリスタＤ１１がオンするため、ＶｌａＶｌａ１が上昇してＩｌａが低下する。

発光素子電圧検知回路１２、発光素子電流検知回路１１により発光素子８ａが復帰したことを検知する条件は(図6参照)、発光素子８ａが復帰してまだサイリスタＤ１１がオンしていない時に、

i) ＶｌａがＶｔｈ２以下に低下した場合、
ii) Ｖｌａ１がＶｔｈ５以下に低下した場合、
ii) ＩｌａがＩｔｈ１以上に上昇した場合、
iv) i)、ii)、iii) のうち２つ満たした場合、
ｖ) i)、ii)、iii) のうち３つとも全て満たした場合、

発光素子８ａが復帰して、サイリスタＤ１１がオンしている時に、
ｖi) ＶｌａがＶｔｈ２以上に上昇した場合、
ｖii) Ｖｌａ１がＶｔｈ５以上に上昇した場合、
Viii) IlaがIth1以下に低下した場合、
ix) vi)、vii)、viii) のうち２つ満たした場合、
x) vi)、vii)、viii) のうち３つとも全て満たした場合、
以上のi)〜x) のうちどの条件でもよい。

（４）発光素子８ａに通常の電流を流す（Ｔ４）。
ステップ（３）に記載したi)〜x) のいずれかの条件を満たすと、マイコン１６がドライブＩＣ１、２（１３、１４）に信号を送り、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６をオンしてスイッチング素子Q4、Q5をオフするように制御する。発光素子８ａ、８ｂ、８ｃに通常時と同じ向きに電流が流れて発光素子８ａ、８ｂ、８ｃが発光する。

このように本実施の形態の発光装置１００によれば、発光素子８ａ、８ｂ、８ｃに割当てられる順逆反転回路６と、発光素子８ａ、８ｂ、８ｃごとに備えられている異常短絡回路９ａ、９ｂ、９ｃとを有するので、異常である発光素子８ａに確実に逆電圧を印加する一方、正常な発光素子８ｂ、８ｃには逆電圧を印加することを回避でき、異常である発光素子８ａを回復させることができる。

また、異常となった発光素子８ａに逆方向電圧を印加する場合、サイリスタＤ１２、１３が自動的に導通して正常な発光素子８ｂ、８ｃを保護するので、サイリスタＤ１１、１２、１３を駆動するためのドライブＩＣが不要になり、発光装置１００の構成を簡素化することができる。

以下本発明の実施の形態で用いられる発光素子としての有機エレクトロルミネッセント素子について説明する。
図７は、本発明の実施の形態で用いられる有機エレクトロルミネッセントを用いた照明器具２００の概略構成を説明するための図である。照明器具２００は有機発光層２９とそれに電力を供給する透光性電極ＩＴＯ２８、アルミ電極３０、有機発光層２９を保護するためのガラス２７、３１で挟まれている発光素子３２と発光素子３２に電力を供給する電子部品２３、プリント基板２４を含み、ケース２２に収納されている。２１は発光面、２５はケース上面、２６はケース下面を示す。また、前記実施の形態１乃至３で説明した発光装置の順逆反転回路を含む点灯回路は電力を供給する給電部（図示省略）と電子部品２３とプリント基板２４で構成される。

上記構成によれば、有機エレクトロルミネッセント照明器具２００に含まれる発光素子が異常となった場合に、異常となった発光素子に確実に逆電圧を印加してリフレッシュ電流を流し、異常となった発光素子を回復させることができるとともに、正常な発光素子にストレスを与えることを回避できる。
なお、前記実施の形態では、発光素子として有機エレクトロルミネッセント素子を用いた場合について説明したが、有機エレクトロルミネッセント素子に限定されることなく、無機エレクトロルミネッセント素子、ＬＥＤなど、電極間に電圧を印加することによって発光する素子などにおいて、絶縁不良部を修復することで、リフレッシュできる他の素子にも適用可能であることはいうまでもない。
また、前記実施の形態では、照明器具について説明したが、照明器具に限定されることなく、露光用光源などの各種光源に適用可能であることはいうまでもない。

本発明は、異常である発光素子に確実に逆電圧を印加してリフレッシュ電流を流し、異常である発光素子を回復させることができるとともに、正常な発光素子にストレスを与えることを回避できる有機エレクトロルミネッセント発光装置および照明器具として利用可能である。

本発明の実施の形態１にかかる発光装置１００の概略構成を説明するための図 本発明の実施の形態１にかかる発光装置１００の動作の流れを示すタイムチャート 本発明の実施の形態２にかかる発光装置１００の概略構成を説明するための図 本発明の実施の形態２にかかる発光装置１００の動作の流れを示すタイムチャート 本発明の実施の形態３にかかる発光装置１００の概略構成を説明するための図 本発明の実施の形態３にかかる発光装置１００の動作の流れを示すタイムチャート 本発明の実施の形態４にかかる有機エレクトロルミネッセント照明器具２００の概略構成を説明するための図

符号の説明

１ ＡＣ電源
２ PFC回路
３ PFC制御回路
４ 降圧チョッパ回路
５ 降圧チョッパ制御回路
６ 順逆反転回路
７ 発光素子電圧・電流制御回路
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、３２ 発光素子
９ａ、９ｂ、９ｃ 異常短絡回路
１１ 発光素子電流検知回路
１２ 発光素子電圧検知回路
１３、１４、１５ ドライブＩＣ
１６ マイコン
２１ 発光面
２２ ケース
２３ 電子部品
２４ プリント基板
２５ ケース上
２６ ケース下
２７、３１ ガラス
２８ ITO
２９ 有機発光層
３０ アルミ電極
１００ 発光装置
２００ 照明器具

Claims (5)

1. 直流電流の供給を受けて発光する複数の発光素子と、
   発光素子に一定以上の電流を供給する直流電源回路と、
   前記発光素子に印加される電圧を検知する発光素子電圧検知回路と、
   前記発光素子電圧検知回路が前記発光素子の異常を検知した場合に、異常を検知した発光素子に逆方向電圧を印加する順逆反転回路とを備えた発光装置。
2. 請求項１記載の発光装置であって、
   前記順逆反転回路は、異常を検知した発光素子に逆方向電圧を印加する場合に、正常な発光素子を短絡する短絡スイッチを備えた発光装置。
3. 請求項１記載の発光装置であって、
   前記複数の発光素子は、直列に接続され、
   前記短絡スイッチは、前記複数の発光素子のおのおのに並列に接続され、
   前記発光素子電圧検知回路は、前記複数の発光素子のおのおのに印加される電圧を検知し、電圧値の変化により発光素子の異常を検知する発光装置。
4. 請求項１記載の発光装置であって、
   前記順逆反転回路は、前記発光素子に流れる電流を検知する発光素子電流検知回路を備える発光装置。
5. 請求項１または２記載の発光装置であって、
   前記順逆反転回路は、電源間に直列接続され、その直列接続点が前記単数または複数の発光素子の一端に接続される第１および第２のスイッチング素子と、
   前記電源間に直列接続され、その直列接続点が前記単数または複数の発光素子の他端に接続される第３および第４のスイッチング素子とを有し、
   前記第２および第３のスイッチング素子が導通して異常を検知した発光素子に逆方向電圧を印加してリフレッシュし、前記第１および第４のスイッチング素子が導通してリフレッシュした発光素子に順方向電圧を印加する発光装置。

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