JP6760608B2 - 給電発光システム - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態の給電発光システム1を示す回路図である。また図2は第1実施形態の給電発光システム1を示す断面模式図である。これらの図に示す給電発光システム1は、有機電界発光素子ELを用いた発光素子パネル10に対して、ワイヤレス給電を行うためのシステムであり、発光素子パネル10と給電装置100とで構成される。以下、これらの構成要素の詳細を説明し、その後、給電発光システム1による給電を説明する。
図3は、第1実施形態の給電発光システム1に用いる発光素子パネル10の平面模式図であり、先の図2は図3のA−A断面に相当する断面模式図となっている。図1〜図3に示す第1実施形態の発光素子パネル10は、透明基板11の一主面上に、有機電界発光素子ELと、有機電界発光素子ELから取り出された1対の受電電極ELa,ELbとを備えている。また有機電界発光素子ELは、透明基板11と、封止層15およびシールド層16との間に封止されている。
有機電界発光素子ELは、透明基板11側から順に、透明電極12、有機発光機能層13、および対向電極14を積層した構成である。一対の電極である透明電極12と対向電極14とは、これらの間に挟持された有機発光機能層13によって絶縁されている。このような有機電界発光素子ELは寄生容量Celを有する。
受電電極ELa,ELbは、有機電界発光素子ELの透明電極12および対向電極14から透明基板11の周縁側に延設された端子12a,14aのうち、特に次に説明するシールド層16から露出している部分によって構成される。図3の平面模式図に示すように、これらの受電電極ELa,ELbは、平面視的に等しい面積を有していることが好ましく、例えば透明基板11上に一対の受電電極ELaと受電電極ELbとが、平行に配置されていることとする。
封止層15は、有機電界発光素子ELの有機発光機能層13を覆う状態で設けられている。この封止層15は、透明電極12と対向電極14とを短絡させることのないように、少なくとも最下層が絶縁性材料で構成されていればよい。尚、封止層15が電磁波遮蔽効果の小さい材料のみで構成されている場合、封止層15は、受電電極ELa,ELbを覆って設けられていてもよい。
シールド層16は、封止層15を介して有機電界発光素子ELの上部に設けられた電磁波遮蔽用の層である。このシールド層16は、受電電極ELa,ELbを露出させる状態で設けられており、端子12a,14aのうち、このシールド層16で覆われていない部分が受電電極ELa,ELbとなる。
図4は、第1実施形態の給電発光システム1に用いる給電装置100の平面模式図である。図1、図2および図4に示す第1実施形態の給電装置100は、先に説明した発光素子パネル10と組み合わせて用いられるものである。この給電装置100は、装置基体100a、交流電源101、マッチング回路103、および一対の給電電極105a,105bを備えている。
装置基体100aは、発光素子パネル10に対して給電を行う際に、発光素子パネル10が載置される程度の大きさの載置面を有する。この装置基体100aには、交流電源101およびマッチング回路103が搭載され、また載置面上には給電電極105a,105bが配置される。
交流電源101は、例えば13.56MHzの高周波(RF)電源であり、アース側電極とホット側電極とを有する。
マッチング回路103(図1参照)は、交流電源101と、交流電源101に接続された一対の給電電極105a,105bとの間に設けられている。このマッチング回路103は、伝送線路の特性インピーダンスと給電電極105a,105b以降の回路インピーダンスを整合させるためのインピーダンスマッチング回路であって、図1に示すように例えば2つのコンデンサーC1,C2と、1つのインダクタLとで構成されている。
給電電極105a,105bは、マッチング回路103を介して交流電源101の両極に接続されている。これらの給電電極105a,105bは、交流電源101のホット側電極(ホット側の給電電極105a)と、アース側電極(アース側の給電電極105b)である。これらのホット側の給電電極105aとアース側の給電電極105bとは、発光素子パネル10の受電電極ELa,ELbに対応し、互いに平行を保って装置基体100aの載置面上に設けられている。
以上のような構成の発光素子パネル10および給電装置100で構成された給電発光システム1においては、次のようにして発光素子パネル10への給電がなされる。
以上説明した第1実施形態の給電発光システム1、発光素子パネル10、および給電装置100は、有機電界発光素子ELを構成する透明電極12と対向電極14の端子12a,14aを受電電極ELa,ELbとして用い、電界結合によるワイヤレス給電によって有機電界発光素子ELを発光させる構成である。このため、発光素子パネル10側および給電装置100側に、コイル等を設ける必要がなく、発光素子パネル10および給電装置100の薄型化、さらには給電発光システム1の薄型化を維持することが可能である。
図6は、第1実施形態の給電発光システム1の変形例を示す平面模式図である。図6に示す変形例の給電発光システム1’は、給電装置100’の構成が特徴的である。
給電装置100’は、装置基体100a上に、ホット側の給電電極105aと、アース側の給電電極105bとを、交互に複数配置した構成であり、交流電源101およびマッチング回路103の構成は第1実施形態と同様である。
図7は、第2実施形態の給電発光システム2を示す回路図である。この図に示す給電発光システム2が、図1を用いて説明した給電発光システム1と異なるところは、発光素子パネル20の構成にあり、他の構成は同様である。このため、ここでは発光素子パネル20の構成を説明する。
図8は、第2実施形態の給電発光システム2に用いる発光素子パネル20の平面模式図である。図7および図8に示す第2実施形態の発光素子パネル20は、透明基板11の一主面上に、2つの有機電界発光素子EL1、EL2と、これらの有機電界発光素子EL1,EL2から取り出された1対の受電電極ELa,ELbとを備えている。これらの有機電界発光素子EL1,EL2が、透明基板11と、封止層15およびシールド層16との間に封止されていることは、第1実施形態と同様である。
有機電界発光素子EL1,EL2は、それぞれが第1実施形態で説明した有機電界発光素子ELと同様の積層構成であり、透明基板11側から順に、透明電極12、有機発光機能層13、および対向電極14を積層した構成である。透明電極12と対向電極14とは、有機発光機能層13によって絶縁された状態で配置されており、寄生容量Celを有する。
受電電極ELa,ELbは、各有機電界発光素子EL1,EL2の透明電極12および対向電極14から透明基板11の周縁側に延設された端子12a,14aのうち、シールド層16から露出している部分によって構成されこと、および平面視的に等しい面積を有していることが好ましく、例えば透明基板11上に平行に配置されていることは、第1実施形態と同様である。ただし、接続状態にある有機電界発光素子EL1のアノードと有機電界発光素子EL2のカソードとが、一方の受電電極ELaを構成し、また接続状態にある有機電界発光素子EL1のカソードと有機電界発光素子EL2のアノードとが、他方の受電電極ELbを構成するところが、第1実施形態とは異なる。
以上のような構成の発光素子パネル20および給電装置100で構成された給電発光システム2における発光素子パネル20への給電は、第1実施形態と同様に実施される。すなわち、給電装置100の交流電源101をオンの状態とする。そして、図7に示すように、給電装置100の給電電極105a,105bと、発光素子パネル20の受電電極ELa,ELbとが、一対一で対向するように、給電装置100の装置基体100a上に発光素子パネル20を載置する。
以上説明した第2実施形態の給電発光システム2、発光素子パネル20、および給電装置100は、有機電界発光素子EL1,EL2を構成する透明電極12と対向電極14の端子12a,14aを、受電電極ELa,ELbとして用いている。これにより第1実施形態と同様に、ワイヤレス給電による有機電界発光素子EL1,EL2の発光を実現するに際し、発光素子パネル20側および給電装置100側に、コイル等を設ける必要がなく、発光素子パネル20および給電装置100の薄型化、さらには給電発光システム2の薄型化を維持することが可能である。
図10は、第2実施形態の給電発光システムの変形例を示す断面模式図である。また図11、第2実施形態の給電発光システムに用いる発光素子パネルの変形例を示す平面模式図である。尚、図10は、図11におけるA−A断面に相当する部分の断面模式図である。
すなわち発光素子パネル20’は、2つの有機電界発光素子EL1,EL2における透明電極12の端子12a(アノード)が、それぞれの有機電界発光素子EL1,EL2に対して独立して設けられたシールド層16に接続されたものである。これにより、端子12aとシールド層16とで、受電電極ELa”,ELb”が構成されている。この場合、シールド層16は、有機電界発光素子EL1,EL2をそれぞれ独立に覆う形状であると共に、それぞれが対向電極14から引き出された端子14aまでを覆う形状であることとする。
以上のような構成の発光素子パネル20’および給電装置100で構成された給電発光システム2’における発光素子パネル20’への給電は、第1実施形態と同様に実施される。すなわち、給電装置100の交流電源101をオンの状態とする。そして、図10に示すように、給電装置100の給電電極105a,105bと、発光素子パネル50の受電電極ELa”,ELb”とが、一対一で対向するように、給電装置100の装置基体100a上に発光素子パネル20’を載置する。
以上説明した第2実施形態の変形例の給電発光システム2’、発光素子パネル20’、および給電装置100は、発光素子パネル20’において、2つの有機電界発光素子EL1,EL2間を接続する端子12a,14aと、シールド層16とを接続して受電電極ELa”,ELb”とした構成である。このため、発光素子パネル50の受電電極ELa”,ELb”の電極面を広くし、受電電極ELa”,ELb”と給電電極105a,105bとの間に生じる電界Eの強度を高めることができる。これにより高輝度で有機電界発光素子EL1,EL2を発光させることが可能になる。
図12は、第3実施形態の給電発光システム3を示す回路図である。この図に示す給電発光システム3が、図1を用いて説明した給電発光システム1と異なるところは、発光素子パネル30の構成にあり、他の構成は同様である。このため、ここでは発光素子パネル30の構成を説明する。
図13は、第3実施形態の給電発光システム3に用いる発光素子パネル30の平面模式図である。図12および図13に示す第3実施形態の発光素子パネル30は、有機電界発光素子ELの他に、2つのダイオードD1,D2を備えている。また有機電界発光素子ELから取り出された1対の受電電極ELa,ELb’の一方が、有機電界発光素子ELとは別体の電極層として構成されているところが特徴的である。有機電界発光素子ELの構成は、第1実施形態と同様であるためここでは、受電電極ELa,ELb’および2つのダイオードD1,D2について説明する。
受電電極ELa,ELb’は、何れか一方が、有機電界発光素子ELの透明電極12または対向電極14から透明基板11の周縁側に延設された一方の端子によって構成されたものである。ここでは一例として、透明電極12から引き出された端子12aにおいて、シールド層16から露出している部分によって受電電極ELaが構成されている。
発光素子パネル30を構成するダイオードD1,D2は、有機電界発光素子ELと2つの受電電極ELa,ELb’との間に配置されている。例えば、一方のダイオードD1は、有機電界発光素子ELの対向電極14によって構成されたカソードと、受電電極ELb’との間に、有機電界発光素子ELに対して順方向に接続される状態で設けられている。また他方のダイオードD2は、2つの受電電極ELaと受電電極ELb’との間に、有機電界発光素子ELおよびダイオードD1に対して順方向に接続された状態で設けられている。
以上のような構成の発光素子パネル30および給電装置100で構成された給電発光システム3における発光素子パネル30への給電は、第1実施形態と同様に実施される。すなわち、給電装置100の交流電源101をオンの状態とする。そして、図12に示すように、給電装置100の給電電極105a,105bと、発光素子パネル30の受電電極ELa,ELb’とが、一対一で対向するように、給電装置100の装置基体100a上に発光素子パネル30を載置する。
以上説明した第3実施形態の給電発光システム3、発光素子パネル30、および給電装置100は、第1実施形態の構成において、有機電界発光素子ELを2つのダイオードD1,D2で構成された整流回路に組み込んだ構成である。このため、第1実施形態の効果に加えて、交流電源101から供給される電力を効率的に利用した発光を可能とする効果を得ることができる。
図14は、第4実施形態の給電発光システム4を示す回路図である。この図に示す給電発光システム4は、図12を用いて説明した第3実施形態の変形例であり、発光素子パネル40に2つの有機電界発光素子EL1,EL2を設けたものである。他の構成は第3実施形態と同様である。このため、ここでは発光素子パネル40の構成を説明する。
図15は、第4実施形態の給電発光システム4に用いる発光素子パネル40の平面模式図である。図14および図15に示す第4実施形態の発光素子パネル40は、2つの有機電界発光素子EL1,EL2と、2つのダイオードD1,D2を備えている。有機電界発光素子EL1,EL2の構成は、第1実施形態で説明した有機電界発光素子ELと同様の構成である。また2つのダイオードD1,D2は、第3実施形態で説明したダイオードD1,D2と同様の構成である。
以上のような構成の発光素子パネル40および給電装置100で構成された給電発光システム4における発光素子パネル40への給電は、第1実施形態と同様に実施される。すなわち、給電装置100の交流電源101をオンの状態とする。そして、図14に示すように、給電装置100の給電電極105a,105bと、発光素子パネル40の受電電極ELa,ELbとが、一対一で対向するように、給電装置100の装置基体100a上に発光素子パネル40を載置する。
以上説明した第4実施形態の給電発光システム4、発光素子パネル40、および給電装置100は、2つの有機電界発光素子EL1,EL2と2つのダイオードD1,D2とで整流回路を構成している。このため、第3実施形態と同様に、交流電源101から供給される電力を効率的に利用した発光を可能とする効果を得ることができ、さらに第3実施形態の給電発光システム3と比較して、有機電界発光素子EL1,EL2の合計で高輝度の発光を得ることができる。
図16は、第4実施形態の給電発光システム4の変形例を示す回路図である。図16に示す変形例の給電発光システム4’は、2つの有機電界発光素子EL1,EL2のカソード側の電極を、受電電極ELa,ELbとした構成である。そして、有機電界発光素子EL1,EL2およびダイオードD1,D2は、2つの有機電界発光素子EL1,EL2間を、ダイオードD1,D2によって順方向に直列接続させることにより整流回路を構成していることは第4実施形態と同様である。
図17は、第5実施形態の給電発光システム5を示す断面模式図である。また図18は、第5実施形態の給電発光システム5に用いる発光素子パネル50の平面模式図である。尚、図17は、図18におけるA−A断面に相当する部分の断面模式図である。
すなわち発光素子パネル50は、2つの有機電界発光素子EL1,EL2における透明電極12の端子12a(アノード)が、それぞれの有機電界発光素子EL1,EL2に対して独立して設けられたシールド層16に接続されたものである。これにより、端子12aとシールド層16とで、受電電極ELa”,ELb”が構成されている。この場合、シールド層16は、有機電界発光素子EL1,EL2をそれぞれ独立に覆う形状であると共に、それぞれが対向電極14から引き出された端子14aまでを覆う形状であることが好ましい。
以上のような構成の発光素子パネル50および給電装置100で構成された給電発光システム5における発光素子パネル50への給電は、第1実施形態と同様に実施される。すなわち、給電装置100の交流電源101をオンの状態とする。そして、図17に示すように、給電装置100の給電電極105a,105bと、発光素子パネル50の受電電極ELa”,ELb”とが、一対一で対向するように、給電装置100の装置基体100a上に発光素子パネル50を載置する。
以上説明した第5実施形態の給電発光システム5、発光素子パネル50、および給電装置100は、発光素子パネル50において端子12aとシールド層16とを接続して受電電極ELa”,ELb”とした構成である。このため、発光素子パネル50の受電電極ELa”,ELb”の電極面を広くし、受電電極ELa”,ELb”と給電電極105a,105bとの間に生じる電界Eの強度を高めることができる。これにより高輝度で有機電界発光素子EL1,EL2を発光させることが可能になる。
図19は、第6実施形態の給電発光システム6を説明する平面模式図である。この図に示す第6実施形態の給電発光システム6が、図1を用いて説明した給電発光システム1と異なるところは、発光素子パネル60の構成および給電装置100”の構成にある。以下、発光素子パネル60の構成と、これに対応する給電装置100”の構成を説明する。
図19に示す第6実施形態の発光素子パネル60は、2つの有機電界発光素子EL1,EL2と、4つのダイオードD1〜D4を備えている。有機電界発光素子EL1,EL2の構成は、第1実施形態で説明した有機電界発光素子ELと同様の構成である。また4つのダイオードD1〜D4は、第3実施形態で説明したダイオードD1,D2と同様の構成である。
図19に示す給電装置100”は、装置基体100a上に、ホット側の給電電極105aと、アース側の給電電極105bとを、交互に複数配置した構成であり、交流電源101およびマッチング回路103の構成は第1実施形態と同様である。
以上のような構成の発光素子パネル60および給電装置100”で構成された給電発光システム6における発光素子パネル60への給電は、第1実施形態と同様に実施される。すなわち、給電装置100”の交流電源101をオンの状態とする。そして、図19に示すように、給電装置100”の装置基体100a上に発光素子パネル60を載置する。
以上説明した第6実施形態の給電発光システム6、発光素子パネル60、および給電装置100”であっても、他の実施形態と同様に発光素子パネル60側および給電装置100”側に、コイル等を設ける必要がなく、発光素子パネル60および給電装置100”の薄型化、さらには給電発光システム6の薄型化を維持することが可能である。さらに、この給電発光システム6では、給電装置100”対する発光素子パネル60の載置状態の自由度が高い。
図20は、第7実施形態の給電発光システム7を説明する平面模式図である。この図に示す第7実施形態の給電発光システム7が、図19を用いて説明した第6実施形態の給電発光システム6と異なるところは、発光素子パネル70に有機電界発光素子ELを1つのみ設けたところにあり、他の構成は第6実施形態と同様である。このため、ここでは発光素子パネル70の構成を説明する。
図20に示す第7実施形態の発光素子パネル70は、1つの有機電界発光素子ELと、4つのダイオードD1〜D4を備えている。有機電界発光素子ELの構成は、第1実施形態で説明した有機電界発光素子ELと同様の構成である。また4つのダイオードD1〜D4は、第3実施形態で説明したダイオードD1,D2と同様の構成である。
以上のような構成の発光素子パネル70および給電装置100”で構成された給電発光システム7における発光素子パネル70への給電は、第6実施形態と同様に実施される。
以上説明した第7実施形態の給電発光システム7、発光素子パネル70、および給電装置100”であっても、第6実施形態と同様の効果を得ることができる。
図21は、第8実施形態の給電発光システム8を説明する平面模式図である。この図に示す第8実施形態の給電発光システム8が、図19を用いて説明した第6実施形態の給電発光システム6と異なるところは、発光素子パネル80に2つの有機電界発光素子EL1,EL2と、2つのダイオードD1,D2を設けたところにあり、他の構成は第6実施形態と同様である。このため、ここでは発光素子パネル80の構成を説明する。
図21に示す第8実施形態の発光素子パネル80は、2つの有機電界発光素子EL1,EL2と、2つのダイオードD1,D2を備えている。有機電界発光素子EL1,E2の構成は、第1実施形態で説明した有機電界発光素子ELと同様の構成である。また2つのダイオードD1,D2は、第3実施形態で説明したダイオードD1,D2と同様の構成である。
以上のような構成の発光素子パネル80および給電装置100”で構成された給電発光システム8における発光素子パネル80への給電は、第6実施形態と同様に実施される。
以上説明した第8実施形態の給電発光システム8、発光素子パネル80、および給電装置100”であっても、第6実施形態と同様の効果を得ることができる。
10〜80,60a〜60d,70a〜70d,80a〜80d…発光素子パネル
12…透明電極
13…有機発光機能層
14…対向電極
15…封止層
16…シールド層
D1〜D4…ダイオード
EL,EL1,EL2…有機電界発光素子
ELa〜ELd,ELb’,ELa”,ELb”…受電電極
100,100’,100”…給電装置
101…交流電源
103…マッチング回路
105a…給電電極(ホット側電極)
105b…給電電極(アース側電極)
Claims (8)
- 一対の電極間に有機発光機能層が挟持された有機電界発光素子を有する発光素子パネルと、交流電源に接続された給電電極を有する給電装置とを備え、
前記発光素子パネルは、前記一対の電極に接続された電極層からなる一対の受電電極を備え、
前記給電装置は、前記受電電極に対応して前記給電電極が配置されたもので、当該受電電極と当該給電電極との間の電界結合により、前記有機電界発光素子に電力を供給し、
前記発光素子パネルは、前記一対の電極のうちの一方をアノードとし他方をカソードとした2つの前記有機電界発光素子を有し、
前記有機電界発光素子のうち一方の有機電界発光素子のアノードと他方の有機電界発光素子のカソードとの間に順方向に2つのダイオードが直列に接続され、
前記有機電界発光素子のうち一方の有機電界発光素子のカソードと他方の有機電界発光素子のアノードとの間に順方向に2つのダイオードが直列に接続され、
前記一対の受電電極は、前記2つの有機電界発光素子のアノードまたはカソードの何れかに接続された2つの電極層と、前記各2つのダイオードの間に接続された2つの電極層との4つに分割され、一方向に対してずらした位置に配置されている
給電発光システム。 - 前記2つの有機電界発光素子のアノードまたはカソードの何れかに接続された2つの電極層と、前記各2つのダイオードの間に接続された2つの電極層とは、前記一方向に交互に配置されている
請求項1記載の給電発光システム。 - 一対の電極間に有機発光機能層が挟持された有機電界発光素子を有する発光素子パネルと、交流電源に接続された給電電極を有する給電装置とを備え、
前記発光素子パネルは、前記一対の電極に接続された電極層からなる一対の受電電極を備え、
前記給電装置は、前記受電電極に対応して前記給電電極が配置されたもので、当該受電電極と当該給電電極との間の電界結合により、前記有機電界発光素子に電力を供給し、
前記発光素子パネルは、前記有機電界発光素子の一対の電極間に、順方向に直列に接続された4つのダイオードを備え、
前記一対の受電電極は、前記4つのダイオード間に接続された4つの電極層に分割され、一方向に対してずらした位置に配置され、
前記4つの電極層のうちの1つは、前記有機電界発光素子の一対の電極のうち何れか一方である
給電発光システム。 - 一対の電極間に有機発光機能層が挟持された有機電界発光素子を有する発光素子パネルと、交流電源に接続された給電電極を有する給電装置とを備え、
前記発光素子パネルは、前記一対の電極に接続された電極層からなる一対の受電電極を備え、
前記給電装置は、前記受電電極に対応して前記給電電極が配置されたもので、当該受電電極と当該給電電極との間の電界結合により、前記有機電界発光素子に電力を供給し、
前記発光素子パネルは、前記一対の電極のうちの一方をアノードとし他方をカソードとした2つの前記有機電界発光素子を有し、
前記有機電界発光素子のうち一方の有機電界発光素子のアノードと他方の有機電界発光素子のカソードとの間に順方向にダイオードが直列に接続され、
前記有機電界発光素子のうち一方の有機電界発光素子のカソードと他方の有機電界発光素子のアノードとの間に順方向にダイオードが直列に接続され、
前記一対の受電電極は、前記2つの有機電界発光素子のアノードおよびカソードのそれぞれに接続された4つの電極層に分割され、一方向に対してずらした位置に配置されている
給電発光システム。 - 前記ダイオードは、ショットキーダイオードである
請求項1〜4の何れか1項に記載の給電発光システム。 - 前記発光素子パネルは、前記有機電界発光素子を覆って設けられた封止層と、当該封止層上に設けられたシールド層とを有し、
前記有機電界発光素子を構成する前記一対の電極のうちの何れかが、前記シールド層に接続され、当該シールド層と共に前記一対の受電電極のいずれか一方を構成している
請求項1〜5の何れか1項に記載の給電発光システム。 - 前記交流電源と前記給電電極との間に、マッチング回路が設けられた
請求項1〜6の何れか1項に記載の給電発光システム。 - 前記給電電極は、前記交流電源のホット側電極とアース側電極とであり、
前記給電装置は、複数の前記ホット側電極と複数の前記アース側電極とを交互に複数配置してなる
請求項1〜7の何れか1項に記載の給電発光システム。
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