照明装置およびその制御方法
【課題】有機ＥＬ素子に与えるダメージを低減する。
【解決手段】本発明の照明装置は、それぞれ発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子の各々を時分割駆動により発光させ、該複数の有機ＥＬ素子の各々の発光の合成光を照明光として出力する照明装置であって、前記複数の有機ＥＬ素子の各々の発光輝度を検出する輝度センサを具備し、該輝度センサの検出結果に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々の駆動時間を決定する制御部と、前記複数の有機ＥＬ素子の各々について前記制御部により決定された駆動時間、前記複数の有機ＥＬ素子の各々に駆動電流を供給する駆動部と、を有する。
【解決手段】本発明の照明装置は、それぞれ発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子の各々を時分割駆動により発光させ、該複数の有機ＥＬ素子の各々の発光の合成光を照明光として出力する照明装置であって、前記複数の有機ＥＬ素子の各々の発光輝度を検出する輝度センサを具備し、該輝度センサの検出結果に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々の駆動時間を決定する制御部と、前記複数の有機ＥＬ素子の各々について前記制御部により決定された駆動時間、前記複数の有機ＥＬ素子の各々に駆動電流を供給する駆動部と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）素子を光源とする照明装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
白色光を発光する白色有機ＥＬ素子を光源とする照明装置がある。このような照明装置では、一般に、複数の白色有機ＥＬ素子が直列接続され、定電流駆動されて発光し、その光が照明光として出力される。
【０００３】
白色有機ＥＬ素子は、材料、製造プロセス等により、電流−電圧特性、色度（色温度）、電流−輝度（光束）特性等の初期特性にばらつきが生じるため、白色有機ＥＬ素子を複数用いて照明装置を構成し、直列接続、定電流駆動を行うと、各白色有機ＥＬ素子の発光輝度、色度にばらつきが生じ、照明装置が不良となる確率が高くなる。
【０００４】
また、発光輝度が駆動電流の電流値に強く依存する白色有機ＥＬ素子は、駆動電流が一定であれば、発光輝度も一定のままのはずであるが、実際には、駆動時間の経過に伴い、白色有機ＥＬ素子には発光輝度の低下、色度のずれが生じる。さらに、発光輝度の低下、色度のずれは、各白色有機ＥＬ素子で一様ではない。従って、照明装置の使用時間が長くなるにつれ、各白色有機ＥＬ素子での発光輝度、色度に大きなばらつきが生じた場合には、照明装置は実用に耐えるものではなくなる。
【０００５】
特許文献１（特開２００６−３２４０８９号公報）には、輝度を一定とするために、光源としてそれぞれ、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）を発光する３つの有機ＥＬ素子を用い、各有機ＥＬ素子の駆動電流の電流値を個別に調整する照明装置が開示されている。この照明装置では、各有機ＥＬ素子の発光の合成光が照明光として出力される。そのため、照明光の輝度、色度（色度）は、各有機ＥＬ素子の発光輝度に応じて定まる。
【０００６】
なお、白色有機ＥＬ素子だけでなく、他の発光色の有機ＥＬ素子でも、発光輝度は駆動電流の電流値に強く依存し、また、経時的な発光輝度の低下を生じる。
【０００７】
上述したように、有機ＥＬ素子の発光輝度は駆動電流の電流値に強く依存する。特許文献１に開示の照明装置によれば、３つの有機ＥＬ素子の発光輝度に応じて出力される照明光の輝度、色度が定まるため、各有機ＥＬ素子の駆動電流の電流値を個別に調整することで、任意の輝度、色度の照明光を出力できる。
【０００８】
また、特許文献１に開示の照明装置によれば、有機ＥＬ素子の発光輝度が低下した場合にも、駆動電流の電流値を増加させて、発光輝度を上げることで、照明光の輝度や色度の変化を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３２４０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示の照明装置に用いられる３つの有機ＥＬ素子の発光輝度の経時変化の一例を図１５（ａ）に示す。なお、図１５（ａ）は、各有機ＥＬ素子の初期輝度を規格化した状態を示している。
【００１１】
図１５（ａ）に示すように、各有機ＥＬ素子の発光輝度は経時的に低下する。また、発光輝度の低下速度は、各有機ＥＬ素子間で異なり、青色光（Ｂ）、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）を発光する有機ＥＬ素子の順に速い。
【００１２】
各有機ＥＬ素子の発光輝度の低下を補正するために、特許文献１に開示の照明装置は、図１５（ｂ）に示すように、各有機ＥＬ素子の駆動電流の電流値を増加させる。ここで、発光輝度の低下速度が速い有機ＥＬ素子ほど、駆動電流の電流値の増加量が大きくなる。
【００１３】
しかし、駆動電流の電流値が増加すると、発熱等により有機ＥＬ素子へのダメージが増加する。
【００１４】
従って、特許文献１に開示の照明装置には、有機ＥＬ素子の発光輝度の低下による照明光の変化を抑制するために、有機ＥＬ素子の駆動電流の電流値を増加させることで、有機ＥＬ素子へのダメージを増加させてしまう。
【００１５】
有機ＥＬ素子へのダメージが大きくなると、発光輝度の低下が促進される。さらに、発光輝度の低下速度が速い有機ＥＬ素子ほど、駆動電流の電流値の増加量が大きいので、ダメージが大きくなり、ますます発光輝度の低下が促進されるという悪循環に陥る。その結果、図１５（ｃ）に示すように、発光輝度の低下速度が速い有機ＥＬ素子ほど急激に発光寿命が低下する。
【００１６】
本発明の目的は、上述した課題を解決することができる照明装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明の照明装置は、
それぞれ発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子の各々を時分割駆動により発光させ、該複数の有機ＥＬ素子の各々の発光の合成光を照明光として出力する照明装置であって、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々の発光輝度を検出する輝度センサを具備し、該輝度センサの検出結果に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々の駆動時間を決定する制御部と、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々について前記制御部により決定された駆動時間、前記複数の有機ＥＬ素子の各々に駆動電流を供給する駆動部と、を有する。
【００１８】
上記目的を達成するために本発明の照明装置の制御方法は、
それぞれ発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子の各々を時分割駆動により発光させ、該複数の有機ＥＬ素子の各々の発光の合成光を照明光として出力する照明装置の制御方法であって、
制御部が、前記複数の有機ＥＬ素子の各々の発光輝度を検出する輝度センサを具備し、該輝度センサの検出結果に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々の駆動時間を決定し、
駆動部が、前記複数の有機ＥＬ素子の各々について前記制御部により決定された駆動時間、前記複数の有機ＥＬ素子の各々に駆動電流を供給する。
【発明の効果】
【００１９】
時分割駆動により複数の有機ＥＬ素子を駆動し、各有機ＥＬ素子の発光の合成光を照明光として出力する照明装置では、各有機ＥＬ素子の単位時間当たりの発光輝度に応じて出力される照明光が定まる。また、各有機ＥＬ素子の単位時間当たりの発光輝度は、駆動時間により調整することができる。
【００２０】
従って、各有機ＥＬ素子の駆動時間を個別に調整することで、任意の輝度、色度の照明光を出力できると共に、有機ＥＬ素子の発光輝度の低下による照明光の変化も抑制することができる。
【００２１】
また、一般に、有機ＥＬ素子へのダメージは、駆動電流の電流値に強く依存するため、駆動時間により単位時間当たりの発光輝度を調整することで、有機ＥＬ素子へのダメージを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態の照明装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す有機ＥＬ素子の構成を示す図である。
【図３】図１に示す照明装置からの照明光の出力状態を説明するための図である。
【図４】図１に示す有機ＥＬ素子の他の構成を示す図である。
【図５】図１に示す照明装置からの照明光の他の出力状態を示す図である。
【図６】図１に示す制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示すテーブル記憶部に記憶される参照テーブルの構成を示す図である。
【図８】図１に示す有機ＥＬ素子に供給される駆動電流のタイミングチャートである。
【図９】有機ＥＬ素子に供給される駆動電流の変化を示す図である。
【図１０】図１に示す駆動部による駆動電流の供給動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の駆動部による駆動電流の供給動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態の有機ＥＬ素子に供給される駆動電流のタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施形態の駆動部による駆動電流の供給動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態の有機ＥＬ素子に供給される駆動電流のタイミングチャートである。
【図１５】特許文献１に開示の照明装置の課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
なお、本発明の照明装置は、有機ＥＬ素子を時分割駆動により駆動させるものである。
【００２５】
また、以下の実施形態では、照明装置が予め設定された一定の輝度、色度の照明光を出力するための構成および動作について説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の照明装置１０の構成を示す図である。
【００２７】
図１を参照すると、本実施形態の照明装置１０は、複数の有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂと、電源部１２と、制御部１３と、駆動部１４と、を有する。
【００２８】
有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂはそれぞれ、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）を発光する。なお、以下では、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂを区別しない場合には、有機ＥＬ素子１１と称する。また、複数の有機ＥＬ素子１１の発光色の組み合わせはＲ，Ｇ，Ｂに限られるものではない。
【００２９】
有機ＥＬ素子１１の構成について図２を参照して説明する。
【００３０】
図２（ａ）は、有機ＥＬ素子１１−Ｒの断面図である。
【００３１】
図２（ａ）を参照すると、有機ＥＬ素子１１−Ｒは、ガラス基板上２０１に、陽極２０２、正孔注入層２０３、正孔輸送層２０４、赤色発光層２０５、電子輸送層２０６、電子注入層２０７および陰極２０８を、この順に積層させた構成である。
【００３２】
陽極２０２および陰極２０８は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）を材料とする透明電極である。一般に、有機ＥＬ素子の陰極は、Ａｌなどの金属を材料とするため、光透過性を有さない。しかし、本実施形態の有機ＥＬ素子１１−Ｒは、陽極２０２および陰極２０８が透明電極であるため、光透過性を有する。
【００３３】
なお、ＩＴＯやＩＺＯを構成材料とする陰極２０８は、スパッタ法を用いて形成されるが、スパッタ法を用いると、電子注入層２０７などへのダメージが大きくなる。そのため、ダメージを軽減するために、光透過性を確保できる程度の薄さのＡｌ等の金属膜が電子注入層２０７の上に積層されることがある。
【００３４】
赤色発光層２０５は、例えば、Ａｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム）とＤＣＭ２（ジアノメチレンピラン誘導体）とを構成材料とする。
【００３５】
また、電子輸送層２０６は、例えば、有機金属錯体等の材料から構成されるが、Ｃｓ，Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属、または、Ｍｇ，Ｃａ等のアルカリ土類金属がドープされることもある。
【００３６】
また、電子注入層２０７は、例えば、ＬｉＯ（酸化リチウム）、ＬｉＦ（フッ化リチウム）を構成材料とし、ＭｇとＡｇ、ＡｌとＬｉなどの金属原子の混合層が、電子注入層２０７として用いられることもある。
【００３７】
なお、両面出力・透明素子として有機ＥＬ素子１１の駆動電圧を低減したり、発光効率を向上させたりするために、電子注入層２０７を積層させず、電子輸送層２０６の上に陰極２０８が積層されることがある。ＩＴＯやＩＺＯを材料とする陰極２０８の仕事関数は、Ａｌなどの金属膜と比べて仕事関数が大きく、電子輸送層２０６のＬＵＭＯ（最低非占有分子軌道 Lowest Unoccupied Molecular. Orbital）準位（電子親和力）と乖離している。そのため、陰極２０８と電子輸送層２０６との界面に、陰極２０８の仕事関数と電子輸送層２０６のＬＵＭＯ準位との差に相当するキャリアの注入障壁が形成されることにより、キャリアの注入効率が低くなる。
【００３８】
そこで、キャリアの注入効率の低下を防ぐ方法として、電子輸送層２０６に、ＬｉやＣｓ，Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属、Ｃａ，Ｍｇ等のアルカリ土類金属、または、リチウムキノリン等のアルカリ金属を中心金属にもつ錯体などをドープし、電子注入層としての役割も持たせる方法がある。また、別の方法として、透明陰極２０８に、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属やＣａ等のアルカリ土類金属をドープすることで、透明陰極２０８の仕事関数を低くする方法がある。
【００３９】
図２（ｂ）は、有機ＥＬ素子１１−Ｇの断面図である。
【００４０】
図２（ｂ）を参照すると、有機ＥＬ素子１１−Ｇは、有機ＥＬ素子１１−Ｒと比較して、赤色発光層２０５が緑色発光層２１５に変更された点のみが異なるため、同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
緑色発光層２１５は、例えば、Ａｌｑ３とクマリン化合物（クマリンＣ５４５）とを構成材料とする。
【００４２】
図２（ｃ）は、有機ＥＬ素子１１−Ｂの断面図である。
【００４３】
図２（ｃ）を参照すると、有機ＥＬ素子１１−Ｂは、有機ＥＬ素子１１−Ｒと比較して、赤色発光層２０５が青色発光層２２５に変更された点のみが異なるため、同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４４】
青色発光層２２５は、例えば、ＤＰＶＢｉ（４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル）とジスチリルアリーレン誘導体とを構成材料とする。
【００４５】
再び、図１を参照すると、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂが、この順に、積層されて積層体を構成している。各有機ＥＬ素子１１は光透過性を有するため、各有機ＥＬ素子１１の発光の合成光が照明光として出力される。
【００４６】
なお、図１においては、有機ＥＬ素子１１−Ｒの有機ＥＬ素子１１−Ｇと反対側の面を光取り出し面として、一方向に照明光が出力される状態を示している。
【００４７】
この場合、例えば、図３に示すように、有機ＥＬ素子１１−Ｂの有機ＥＬ素子１１−Ｇと反対側の面から出力される照明光を光取り出し面の方向に反射する反射板３０１（図１では不図示）を設けることで、一方向にのみ照明光を出力することができる。
【００４８】
また、図４に示すように、最奥の有機ＥＬ素子１１−Ｂの背面側の電極を透明電極ではなく、ＡｌやＡｇなどの金属陰極４０１とすれば、金属陰極４０１により照明光を反射して、一方向にのみ照明光を出力することもできる。
【００４９】
なお、照明光を反射させて一方向にのみ出力する場合、陰極と一部陽極の反射光や通常光が干渉し、減衰することがある。従って、光路長を制御する必要がある。
【００５０】
そこで、図１に示すように、光の波長が短い青色光を発光する有機ＥＬ素子１１−Ｂを最奥に配置することで、光路長を制御しやすくなる。
【００５１】
本実施形態においても、光路長を制御し、光の干渉を無くすように、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂは、積層されている。なお、有機ＥＬ素子１１を積層させる順序は、この順序に限られるものではない。
【００５２】
また、反射板３０１を設けない場合、図５に示すように、有機ＥＬ素子１１−Ｒの有機ＥＬ素子１１−Ｇと反対側の面と、有機ＥＬ素子１１−Ｂの有機ＥＬ素子１１−Ｇの反対側の面と、を光取り出し面として、二方向に照明光が出力される。
【００５３】
この場合、例えば、照明装置１０を室内のドア等の窓や街灯として用いると、昼間は非点灯とすることで視野を遮ることがなく、夜間は点灯することで照明光を出力することができる。
【００５４】
電源部１２は、各有機ＥＬ素子１１に供給される駆動電流の供給源である。
【００５５】
制御部１３は、輝度センサ（不図示）を備えるもので、該輝度センサにより、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの発光輝度を定期的に検出し、その検出結果に応じて、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を決定する。
【００５６】
なお、一定の照明光を出力するためには、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの発光輝度も、ある一定の目標値に保つ必要がある。制御部１３は、各有機ＥＬ素子１１の単位時間当たりの発光輝度が目標値に保たれるように、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を調整する。
【００５７】
駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれについて制御部１３により決定された駆動時間、電源部１２に所定の電流値の駆動電流を供給させ、各有機ＥＬ素子１１を駆動する。
【００５８】
次に、制御部１３の内部構成について図６を参照して説明する。
【００５９】
図６に示す制御部１３は、テーブル記憶部５０１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０３と、を有する。
【００６０】
テーブル記憶部５０１は、図７に示すように、有機ＥＬ素子１１の発光輝度と、その発光輝度で有機ＥＬ素子１１を駆動した場合の単位時間当たりの発光輝度が一定値となる駆動時間と、が対応付けられた参照テーブルを記憶している。なお、図７は、有機ＥＬ素子１１−Ｂの参照テーブルを示しているが、テーブル記憶部５０１は、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇの参照テーブルも記憶している。
【００６１】
有機ＥＬ素子１１の単位時間当たりの発光輝度は、その単位時間における有機ＥＬ素子１１の発光輝度の積分値で定まるため、有機ＥＬ素子１１の発光輝度が低いほど、参照テーブルにおいては長い駆動時間が対応付けられている。
【００６２】
ＲＡＭ５０２は、輝度センサによる有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの発光輝度の前回の検出結果やＣＰＵ５０３で処理される制御プログラム等を記憶する。
【００６３】
ＣＰＵ５０３は、輝度センサにより有機ＥＬ素子１１の発光輝度を検出すると、テーブル記憶部５０１に記憶されているその有機ＥＬ素子１１の参照テーブルを参照し、検出した発光輝度に対応付けられた駆動時間を、その有機ＥＬ素子１１の駆動時間と決定する。また、ＣＰＵ５０３は、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を駆動部１４に通知する。
【００６４】
次に、本実施形態の照明装置１０の動作について説明する。
【００６５】
ＣＰＵ５０３が、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの発光輝度の検出結果に応じて、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を決定する。具体的には、ＣＰＵ５０３が、輝度センサにより有機ＥＬ素子１１の発光輝度を検出すると、その有機ＥＬ素子１１の参照テーブルを参照し、検出した発光輝度に対応付けられた駆動時間を、その有機ＥＬ素子１１の駆動時間と決定する。
【００６６】
ここで、例えば、有機ＥＬ素子１１−Ｂの発光輝度の今回の検出結果が、ＲＡＭ５０２に記憶された前回の検出結果ａ１からａ２に低下したとする。すると、ＣＰＵ５０３が、図７に示す有機ＥＬ素子１１−Ｂの参照テーブルを参照し、有機ＥＬ素子１１−Ｂの発光輝度ａ２に対応付けられた駆動時間ｂ２を有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間と決定する。上述したように、参照テーブルでは、発光輝度が低いほど、長い駆動時間が対応付けられているので、有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間は、ｂ１からｂ２へと長くなる。
【００６７】
以下では、ＣＰＵ５０３が、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂの駆動時間をそれぞれ、ｔR，ｔG，ｔBと決定したとする。
【００６８】
駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれについて、ＣＰＵ５０３により決定された駆動時間、電源部１２に駆動電流を供給させ、各有機ＥＬ素子１１を駆動する。
【００６９】
有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれに供給される駆動電流のタイミングチャートを図８に示す。
【００７０】
図８に示すように、有機ＥＬ素子１１−Ｂについては、時刻ｔ１１から有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間ｔBの経過後の時刻ｔ１６までの間、有機ＥＬ素子１１−Ｒについては、時刻ｔ１２から有機ＥＬ素子１１−Ｒの駆動時間ｔRの経過後の時刻ｔ１５までの間、有機ＥＬ素子１１−Ｇについては、時刻ｔ１３から有機ＥＬ素子１１−Ｇの駆動時間ｔGの経過後の時刻ｔ１４までの間、駆動電流が供給される。すなわち、各有機ＥＬ素子１１には、その有機ＥＬ素子１１の駆動時間に相当する幅を有する矩形電流が供給される。
【００７１】
ここで、有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間は、ｂ１からｂ１よりも長いｂ２（＝ｔB）に変更されているため、図９に示すように、有機ＥＬ素子１１−Ｂに供給される駆動電流の幅は広くなる。そのため、有機ＥＬ素子１１−Ｂ自体の発光輝度が低下しても、単位時間当たりの発光輝度を目標値に保つことができ、照明光の変化を抑制することができる。
【００７２】
次に、駆動部１４による有機ＥＬ素子１１への駆動電流の供給動作について説明する。
【００７３】
図１０は、有機ＥＬ素子１１−Ｂの陽極２０２および陰極２０８の電位のタイミングチャートである。なお、図１０において、実線は、陽極２０２の電位を、点線は、陰極２０８の電位を示す。陽極２０２と陰極２０８との電位差が、その有機ＥＬ素子１１に印加される電圧を示す。また、図１０において、図８と同時刻については同じ符号を付す。
【００７４】
図１０に示すように、駆動部１４は、陰極２０８の電位を常に接地電位とする。
【００７５】
時刻ｔ１１において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を接地電位から正電位とする。なお、正電位は、陽極２０２と陰極２０８との電位差が、有機ＥＬ素子１１−Ｂに所定の電流値の駆動電流が流れる電圧に相当する電位差となるプラスの電位である。陽極２０２の電位が正電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂに所定の電流値の駆動電流が供給され、有機ＥＬ素子１１−Ｂが駆動を開始する。
【００７６】
時刻ｔ１６において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を正電位から接地電位とする。陽極２０２の電位が接地電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給が停止される。
【００７７】
時刻ｔ１７において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を接地電位から正電位とする。
【００７８】
以下、同様にして、有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流が供給される。
【００７９】
なお、図１０においては、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給動作について説明したが、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇにも同様の動作により駆動電流が供給されるため、説明を省略する。
【００８０】
このように本実施形態によれば、照明装置１０は、有機ＥＬ素子１１の発光輝度の検出結果に応じて、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を決定する。
【００８１】
照明装置１０から出力される照明光は、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの単位時間当たりの発光輝度に応じて定まる。また、各有機ＥＬ素子１１の単位時間当たりの発光輝度は、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間に応じて定まる。
【００８２】
従って、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を個別に調整することで、任意の輝度、色度の照明光を出力できると共に、有機ＥＬ素子１１の発光輝度が低下した場合にも、照明光の変化を抑制できる。
【００８３】
また、有機ＥＬ素子１１へのダメージは、駆動電流の電流値に強く依存するため、駆動時間により単位時間当たりの発光輝度を調整することで、ダメージを軽減できる。さらに、有機ＥＬ素子１１へのダメージが軽減されることで、照明装置１０の長寿命化を図ることもできる。
【００８４】
（第２の実施形態）
本実施形態の照明装置２０は、第１の実施形態と比較して、有機ＥＬ素子１１の陰極２０８の電位を変化させることで、有機ＥＬ素子１１に駆動電流を供給する点が異なる。上記の動作を実現するために、本実施形態では、駆動部１４は、第１の実施形態と異なる以下のような動作を行う。
【００８５】
すなわち、本実施形態では、駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１の陽極２０２の電位は常に正電位とし、陰極２０８の電位を、駆動時間には接地電位とし、非駆動時間には正電位とする。
【００８６】
以下、本実施形態の駆動部１４による有機ＥＬ素子１１への駆動電流の供給動作について図１１を参照して説明する。なお、以下では、有機ＥＬ素子１１−Ｂに図８と同様の駆動電流を供給する場合を例として説明する。また、図１１において、図８の各時刻と同時刻については同じ符号を付す。
【００８７】
図１１は、有機ＥＬ素子１１−Ｂの陽極２０２および陰極２０８の電位のタイミングチャートである。なお、図１１において、実線は、陽極２０２の電位を、点線は、陰極２０８の電位を示す。
【００８８】
図１１に示すように、駆動部１４は、陽極２０２の電位を常に正電位とする。なお、正電位は、第１の実施形態と同様のプラスの電位である。
【００８９】
また、駆動部１４は、時刻ｔ０から有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流の供給を開始する時刻ｔ１１までの間、陰極２０８の電位を正電位とする。
【００９０】
時刻ｔ１１において、駆動部１４は、陰極２０８の電位を正電位から接地電位とする。陰極２０８の電位が接地電位となることで、陰極２０２と陰極２０８との電位差が、有機ＥＬ素子１１−Ｂに所定の電流値の駆動電流が流れる電圧に相当する電位差となり、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給が開始される。
【００９１】
時刻ｔ１６において、駆動部１４は、陰極２０８の電位を接地電位から正電位とする。陰極２０８の電位が正電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給が停止される。また、駆動部１４は、次に有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流の供給を開始する時刻ｔ１７までの間、陰極２０８の電位を正電位とする。
【００９２】
時刻ｔ１７において、駆動部１４は、陰極２０８の電位を正電位から接地電位とし、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給が開始される。以下、同様にして、有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流が供給される。
【００９３】
なお、図１１においては、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給動作について説明したが、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇにも同様の動作により駆動電流が供給されるため、説明を省略する。
【００９４】
第１の実施形態のように、有機ＥＬ素子１１の駆動時に、陽極２０２の電位を接地電位から正電位として駆動電流を供給すると、有機ＥＬ素子１１の立ち上がり、すなわち、発光開始が遅くなる。これは、有機ＥＬ素子１１の持つ容量に電荷が充電された後に発光が開始されるため、電荷が充電される時間分だけ立ち上がりが遅くなるからである。
【００９５】
しかし、本実施形態の照明装置２０によれば、有機ＥＬ素子１１の非駆動時間に陽極２０２および陰極２０８の電位を正電位とすることで、電荷の充電を行っておく。そのため、駆動時に、電荷の充電のための立ち上がりの遅れがなくなり、有機ＥＬ素子１１の応答速度を速くすることができる。
【００９６】
（第３の実施形態）
本実施形態の照明装置３０は、第１および第２の実施形態と比較して、駆動する有機ＥＬ素子１１を順次切り替える点が異なる。上記の動作を実現するために、本実施形態では、駆動部１４は、第１および第２の実施形態と異なる以下のような動作を行う。
【００９７】
すなわち、本実施形態では、駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１を順次切り替えて、電源部１２に駆動電流を供給させる。
【００９８】
有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれに供給される駆動電流のタイミングチャートを図１２に示す。
【００９９】
図１２に示すように、有機ＥＬ素子１１−Ｒについては、時刻ｔ２１から有機ＥＬ素子１１−Ｒの駆動時間ｔRの経過後の時刻ｔ２２までの間、有機ＥＬ素子１１−Ｇについては、時刻ｔ２３から有機ＥＬ素子１１−Ｇの駆動時間ｔGの経過後の時刻ｔ２４までの間、有機ＥＬ素子１１−Ｂについては、時刻ｔ２５から有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間ｔBの経過後の時刻ｔ２６までの間、駆動電流が供給される。
【０１００】
第１の実施形態においては、複数の有機ＥＬ素子１１の駆動時間が重複する時間帯があり、この時間帯には、電源部１２は、複数の有機ＥＬ素子１１に同時に駆動電流を供給する必要がある。複数の有機ＥＬ素子１１に同時に駆動電流を供給するには、高い電流供給能力が電源部１２に必要となり、そのような電源部１２を設けることは、コストの増大を招くことになる。
【０１０１】
しかし、本実施形態の照明装置３０によれば、駆動電流を供給する有機ＥＬ素子１１を順次切り替えるため、複数の有機ＥＬ素子１１に同時に駆動電流を供給することがなくなる。従って、電源部１２に必要とされる電源供給能力は、第１の実施形態の場合と比べて低くなり、コストの増大を防ぐことができる。
【０１０２】
なお、第１の実施形態のように、陽極２０２の電位を変化させることで、あるいは、第２の実施形態のように、陰極２０８の電位を変化させることで、各有機ＥＬ素子１１に駆動電流を供給することができる。
【０１０３】
（第４の実施形態）
本実施形態の照明装置４０は、第１から第３の実施形態と比較して、有機ＥＬ素子１１の非駆動時間に、駆動時間に印加される電圧とは逆極性の逆バイアス電圧を印加する点が異なる。上記の動作を実現するために、本実施形態では、駆動部１４は、第１から第３の実施形態と異なる以下のような動作を行う。
【０１０４】
すなわち、本実施形態では、駆動部１４は、電源部１２に、有機ＥＬ素子１１の駆動時間には駆動電流を供給させると共に、非駆動時間には、逆バイアス電圧をその有機ＥＬ素子１１へ印加させる。
【０１０５】
以下、本実施形態の駆動部１４による有機ＥＬ素子１１への駆動電流の供給動作について図１３を参照して説明する。なお、以下では、有機ＥＬ素子１１−Ｂに図８と同様の駆動電流を供給する場合を例として説明する。また、図１３において、図８の各時刻と同時刻については同じ符号を付す。
【０１０６】
図１３は、有機ＥＬ素子１１−Ｂの陽極２０２および陰極２０８の電位のタイミングチャートである。なお、図１３において、実線は、陽極２０２の電位を、点線は、陰極２０８の電位を示す。
【０１０７】
図１３に示すように、駆動部１４は、陰極２０８の電位を常に接地電位とする。
【０１０８】
また、駆動部１４は、時刻ｔ０から有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流の供給を開始する時刻ｔ１１までの間、陽極２０２の電位を負電位とする。なお、負電位は、陽極２０２と陰極２０８との間に、有機ＥＬ素子１１−Ｂが破壊されない程度の電位差が生じるような所定のマイナスの電位である。陽極２０２の電位が負電位となることで、有機ＥＬ素子１１に逆バイアス電圧が印加される。
【０１０９】
時刻ｔ１１において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を負電位から正電位とする。陽極２０２が正電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂに所定の電流値の駆動電流の供給が開始される。
【０１１０】
時刻ｔ１６において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を負電位とする。陽極２０２が負電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給が停止されると共に、逆バイアス電圧が印加される。また、駆動部１４は、次に有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流の供給を開始する時刻ｔ１７までの間、陽極２０２の電位を負電位とし、その間、有機ＥＬ素子１１−Ｂに逆バイアス電圧が印加される。
【０１１１】
時刻ｔ１７において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を負電位から正電位とする。陽極２０２が正電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流の供給が開始される。
【０１１２】
以下、同様にして、有機ＥＬ素子１１−Ｂには、図８と同様の駆動電流が供給されると共に、非駆動時間には、逆バイアス電圧が印加される。
【０１１３】
なお、図１３においては、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給動作について説明したが、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇにも同様の動作により駆動電流の供給および逆バイアス電圧の印加が行われるので、説明を省略する。
【０１１４】
また、図１３においては、有機ＥＬ素子１１−Ｂに図８と同様の駆動電流を供給する例を用いて説明したが、図１２に示すように、有機ＥＬ素子１１を切り替えて駆動電流を供給する場合にも、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの非駆動時間に逆バイアス電圧を印加してもよい。
【０１１５】
有機ＥＬ素子１１の発光は、キャリアの発光層への注入による有機材料の酸化還元の繰り返しを基にしており、一方向への継続的な電圧の印加は、有機ＥＬ素子１１内部の電荷の蓄積を招く。有機ＥＬ素子１１内部に電荷が蓄積された状態が続くと、有機材料の劣化を促進し、発光輝度の低下の一因となる。
【０１１６】
しかし、本実施形態の照明装置４０によれば、有機ＥＬ素子１１の非駆動時間に逆バイアス電圧を印加することにより、有機ＥＬ素子１１内部における電荷の蓄積が緩和されるため、有機材料の劣化の促進を抑制することができる。
【０１１７】
なお、駆動時間が長い有機ＥＬ素子ほど、印加する逆バイアス電圧の電圧値を大きくすることが望ましい。
【０１１８】
有機ＥＬ素子１１の駆動時間が長くなるほど、その有機ＥＬ素子１１内部における電荷の蓄積が大きくなる。また、有機ＥＬ素子１１の駆動時間が長くなるほど、逆バイアス電圧が印加される時間は短くなる。すなわち、駆動時間の長い有機ＥＬ素子１１ほど、電荷の蓄積が大きくなるにも関わらず、電荷の蓄積を緩和するのに用いることができる時間が短くなる。
【０１１９】
従って、各有機ＥＬ素子１１に印加する逆バイアス電圧の電圧値を一定とすると、駆動時間の長い有機ＥＬ素子１１では、蓄積された電荷の緩和が十分に行われないおそれがある。そこで、駆動時間が長い有機ＥＬ素子１１ほど、印加する逆バイアス電圧の電圧値を大きくすることで、駆動時間が長い有機ＥＬ素子１１についても、電荷の蓄積を十分に緩和することができる。
【０１２０】
（第５の実施形態）
本実施形態の照明装置５０は、第１から第４の実施形態と比較して、複数の有機ＥＬ素子１１の各々が所定値以上の発光輝度で発光することができる時間である発光寿命に応じて、各有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を調整する点が異なる。上記の動作を実現するために、本実施形態では、駆動部１４は、第１から第４の実施形態と異なる以下のような動作を行う。
【０１２１】
すなわち、駆動部１４は、発光寿命が短い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を低くし、発光寿命が長い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を高くする。
【０１２２】
有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂの発光寿命にはばらつきがある。従って、第１から第４の実施形態のように、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂに共通の電流値の駆動電流を供給すると、各有機ＥＬ素子１１の発光寿命が尽きるのにばらつきが生じる。
【０１２３】
一方、上述したように、有機ＥＬ素子１１へのダメージは、駆動電流の電流値に強く依存する。そこで、発光寿命が短い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値は低くすることで、ダメージを低減し、発光寿命が尽きるのを遅らすことができる。また、発光寿命が長い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を高くすることで、ダメージを増加させ、発光寿命が尽きるのを早めることができる。そのため、各有機ＥＬ素子１１の発光寿命が尽きるばらつきを少なくすることができる。
【０１２４】
本実施形態の駆動部１４により有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれに供給される駆動電流のタイミングチャートを図１４に示す。
【０１２５】
なお、一般的に、有機ＥＬ素子１１−Ｇが最も発光寿命が長く、次に有機ＥＬ素子１１−Ｒ、そして、有機ＥＬ素子１１−Ｂが最も発光寿命が短い。
【０１２６】
そこで、図１４に示すように、駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１−Ｂには、第１から第４の実施形態で供給される駆動電流の電流値Ｉよりも低い電流値ＩLの駆動電流を供給する。一方、駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇには、電流値Ｉよりも高い電流値ＩHの駆動電流を供給する。また、駆動部１４は、発光寿命が長い有機ＥＬ素子１１ほど、供給する駆動電流の電流値を高くする。すなわち、有機ＥＬ素子１１−Ｒには、電流値ＩH1の駆動電流を、有機ＥＬ素子１１−Ｇには、電流値ＩH1よりも高い電流値ＩH2の駆動電流を供給する。
【０１２７】
ここで、有機ＥＬ素子１１−Ｂについては、第１から第４の実施形態よりも供給される駆動電流の電流値が低いため、発光輝度も低下する。発光輝度が低下すると、有機ＥＬ素子１１−Ｂの単位時間当たりの発光輝度を一定に保つためには、駆動時間を長くする必要がある。すなわち、有機ＥＬ素子１１−Ｂについては、第１から第４の実施形態における駆動時間ｔBよりも長い駆動時間ｔB'となる。
【０１２８】
一方、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇについては、第１から第４の実施形態よりも供給される駆動電流の電流値が高いため、発光輝度も増加する。発光輝度が増加すると、有機ＥＬ素子１１−Ｂの単位時間当たりの発光輝度を一定に保つためには、駆動時間を短くする必要がある。すなわち、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇについては、第１から第４の実施形態における駆動時間ｔR，ｔGよりも短い駆動時間ｔR，ｔG'となる。
【０１２９】
従って、図１４に示すように、駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１−Ｂについては、時刻ｔ３１から有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間ｔB'の経過後の時刻ｔ３６までの間、電流値ＩLの駆動電流を供給し、有機ＥＬ素子１１−Ｒについては、時刻ｔ３２から有機ＥＬ素子１１−Ｒの駆動時間ｔR'の経過後の時刻ｔ３５までの間、電流値ＩH1の駆動電流を供給し、有機ＥＬ素子１１−Ｇについては、時刻ｔ３３から有機ＥＬ素子１１−Ｇの駆動時間ｔG'の経過後の時刻ｔ３４までの間、電流値ＩH2の駆動電流を供給する。
【０１３０】
このように、本実施形態の照明装置５０によれば、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂ各々の発光寿命に応じて、各有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を調整する。
【０１３１】
有機ＥＬ素子１１へのダメージは、駆動電流の電流値に強く依存するため、発光寿命が短い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を低くすることで、ダメージを軽減し、長寿命化を図ることができる。また、発光寿命が長い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を高くすることで、ダメージは大きくし、発光寿命が尽きるのを早め、各有機ＥＬ素子１１の発光寿命が尽きるばらつきを減らすことができる。
【０１３２】
なお、上述した有機ＥＬ素子１１の発光寿命の特性はあくまでも一例であり、有機材料の特性によっては、有機ＥＬ素子１１−Ｒや有機ＥＬ素子１１−Ｂの方が長寿命であることもある。
【０１３３】
また、第１の実施形態のように、陽極２０２の電位を変化させることで、あるいは、第２の実施形態のように、陰極２０８の電位を変化させることで、各有機ＥＬ素子１１に駆動電流を供給することができる。
【０１３４】
また、照明装置５０において、第３の実施形態のように、駆動電流を供給する有機ＥＬ素子１１を順次、切り替えるようにしたり、第４の実施形態のように、有機ＥＬ素子１１の非駆動時間に逆バイアス電圧を供給したりしてもよい。
【０１３５】
また、上述した各実施形態において、照明光のちらつきを無くすために、各有機ＥＬ素子１１の単位時間あたりの駆動時間と駆動時間以外の非駆動時間との比であるＤｕｔｙ比は、１／５０以上、さらには、１／１５０以上であることが望ましい。
【符号の説明】
【０１３６】
１０ 照明装置
１１ 有機ＥＬ素子
１２ 電源部
１３ 制御部
１４ 駆動部
２０１ ガラス基板
２０２ 陽極
２０３ 正孔注入層
２０４ 正孔輸送層
２０５ 赤色発光層
２０６ 電子輸送層
２０７ 電子注入層
２０８ 陰極
２１５ 緑色発光層
２２５ 青色発光層
３０１ 反射板
４０１ 金属電極
５０１ テーブル記憶部
５０２ ＲＡＭ
５０３ ＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）素子を光源とする照明装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
白色光を発光する白色有機ＥＬ素子を光源とする照明装置がある。このような照明装置では、一般に、複数の白色有機ＥＬ素子が直列接続され、定電流駆動されて発光し、その光が照明光として出力される。
【０００３】
白色有機ＥＬ素子は、材料、製造プロセス等により、電流−電圧特性、色度（色温度）、電流−輝度（光束）特性等の初期特性にばらつきが生じるため、白色有機ＥＬ素子を複数用いて照明装置を構成し、直列接続、定電流駆動を行うと、各白色有機ＥＬ素子の発光輝度、色度にばらつきが生じ、照明装置が不良となる確率が高くなる。
【０００４】
また、発光輝度が駆動電流の電流値に強く依存する白色有機ＥＬ素子は、駆動電流が一定であれば、発光輝度も一定のままのはずであるが、実際には、駆動時間の経過に伴い、白色有機ＥＬ素子には発光輝度の低下、色度のずれが生じる。さらに、発光輝度の低下、色度のずれは、各白色有機ＥＬ素子で一様ではない。従って、照明装置の使用時間が長くなるにつれ、各白色有機ＥＬ素子での発光輝度、色度に大きなばらつきが生じた場合には、照明装置は実用に耐えるものではなくなる。
【０００５】
特許文献１（特開２００６−３２４０８９号公報）には、輝度を一定とするために、光源としてそれぞれ、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）を発光する３つの有機ＥＬ素子を用い、各有機ＥＬ素子の駆動電流の電流値を個別に調整する照明装置が開示されている。この照明装置では、各有機ＥＬ素子の発光の合成光が照明光として出力される。そのため、照明光の輝度、色度（色度）は、各有機ＥＬ素子の発光輝度に応じて定まる。
【０００６】
なお、白色有機ＥＬ素子だけでなく、他の発光色の有機ＥＬ素子でも、発光輝度は駆動電流の電流値に強く依存し、また、経時的な発光輝度の低下を生じる。
【０００７】
上述したように、有機ＥＬ素子の発光輝度は駆動電流の電流値に強く依存する。特許文献１に開示の照明装置によれば、３つの有機ＥＬ素子の発光輝度に応じて出力される照明光の輝度、色度が定まるため、各有機ＥＬ素子の駆動電流の電流値を個別に調整することで、任意の輝度、色度の照明光を出力できる。
【０００８】
また、特許文献１に開示の照明装置によれば、有機ＥＬ素子の発光輝度が低下した場合にも、駆動電流の電流値を増加させて、発光輝度を上げることで、照明光の輝度や色度の変化を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３２４０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示の照明装置に用いられる３つの有機ＥＬ素子の発光輝度の経時変化の一例を図１５（ａ）に示す。なお、図１５（ａ）は、各有機ＥＬ素子の初期輝度を規格化した状態を示している。
【００１１】
図１５（ａ）に示すように、各有機ＥＬ素子の発光輝度は経時的に低下する。また、発光輝度の低下速度は、各有機ＥＬ素子間で異なり、青色光（Ｂ）、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）を発光する有機ＥＬ素子の順に速い。
【００１２】
各有機ＥＬ素子の発光輝度の低下を補正するために、特許文献１に開示の照明装置は、図１５（ｂ）に示すように、各有機ＥＬ素子の駆動電流の電流値を増加させる。ここで、発光輝度の低下速度が速い有機ＥＬ素子ほど、駆動電流の電流値の増加量が大きくなる。
【００１３】
しかし、駆動電流の電流値が増加すると、発熱等により有機ＥＬ素子へのダメージが増加する。
【００１４】
従って、特許文献１に開示の照明装置には、有機ＥＬ素子の発光輝度の低下による照明光の変化を抑制するために、有機ＥＬ素子の駆動電流の電流値を増加させることで、有機ＥＬ素子へのダメージを増加させてしまう。
【００１５】
有機ＥＬ素子へのダメージが大きくなると、発光輝度の低下が促進される。さらに、発光輝度の低下速度が速い有機ＥＬ素子ほど、駆動電流の電流値の増加量が大きいので、ダメージが大きくなり、ますます発光輝度の低下が促進されるという悪循環に陥る。その結果、図１５（ｃ）に示すように、発光輝度の低下速度が速い有機ＥＬ素子ほど急激に発光寿命が低下する。
【００１６】
本発明の目的は、上述した課題を解決することができる照明装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明の照明装置は、
それぞれ発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子の各々を時分割駆動により発光させ、該複数の有機ＥＬ素子の各々の発光の合成光を照明光として出力する照明装置であって、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々の発光輝度を検出する輝度センサを具備し、該輝度センサの検出結果に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々の駆動時間を決定する制御部と、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々について前記制御部により決定された駆動時間、前記複数の有機ＥＬ素子の各々に駆動電流を供給する駆動部と、を有する。
【００１８】
上記目的を達成するために本発明の照明装置の制御方法は、
それぞれ発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子の各々を時分割駆動により発光させ、該複数の有機ＥＬ素子の各々の発光の合成光を照明光として出力する照明装置の制御方法であって、
制御部が、前記複数の有機ＥＬ素子の各々の発光輝度を検出する輝度センサを具備し、該輝度センサの検出結果に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々の駆動時間を決定し、
駆動部が、前記複数の有機ＥＬ素子の各々について前記制御部により決定された駆動時間、前記複数の有機ＥＬ素子の各々に駆動電流を供給する。
【発明の効果】
【００１９】
時分割駆動により複数の有機ＥＬ素子を駆動し、各有機ＥＬ素子の発光の合成光を照明光として出力する照明装置では、各有機ＥＬ素子の単位時間当たりの発光輝度に応じて出力される照明光が定まる。また、各有機ＥＬ素子の単位時間当たりの発光輝度は、駆動時間により調整することができる。
【００２０】
従って、各有機ＥＬ素子の駆動時間を個別に調整することで、任意の輝度、色度の照明光を出力できると共に、有機ＥＬ素子の発光輝度の低下による照明光の変化も抑制することができる。
【００２１】
また、一般に、有機ＥＬ素子へのダメージは、駆動電流の電流値に強く依存するため、駆動時間により単位時間当たりの発光輝度を調整することで、有機ＥＬ素子へのダメージを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態の照明装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す有機ＥＬ素子の構成を示す図である。
【図３】図１に示す照明装置からの照明光の出力状態を説明するための図である。
【図４】図１に示す有機ＥＬ素子の他の構成を示す図である。
【図５】図１に示す照明装置からの照明光の他の出力状態を示す図である。
【図６】図１に示す制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示すテーブル記憶部に記憶される参照テーブルの構成を示す図である。
【図８】図１に示す有機ＥＬ素子に供給される駆動電流のタイミングチャートである。
【図９】有機ＥＬ素子に供給される駆動電流の変化を示す図である。
【図１０】図１に示す駆動部による駆動電流の供給動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の駆動部による駆動電流の供給動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態の有機ＥＬ素子に供給される駆動電流のタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施形態の駆動部による駆動電流の供給動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態の有機ＥＬ素子に供給される駆動電流のタイミングチャートである。
【図１５】特許文献１に開示の照明装置の課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
なお、本発明の照明装置は、有機ＥＬ素子を時分割駆動により駆動させるものである。
【００２５】
また、以下の実施形態では、照明装置が予め設定された一定の輝度、色度の照明光を出力するための構成および動作について説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の照明装置１０の構成を示す図である。
【００２７】
図１を参照すると、本実施形態の照明装置１０は、複数の有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂと、電源部１２と、制御部１３と、駆動部１４と、を有する。
【００２８】
有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂはそれぞれ、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）を発光する。なお、以下では、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂを区別しない場合には、有機ＥＬ素子１１と称する。また、複数の有機ＥＬ素子１１の発光色の組み合わせはＲ，Ｇ，Ｂに限られるものではない。
【００２９】
有機ＥＬ素子１１の構成について図２を参照して説明する。
【００３０】
図２（ａ）は、有機ＥＬ素子１１−Ｒの断面図である。
【００３１】
図２（ａ）を参照すると、有機ＥＬ素子１１−Ｒは、ガラス基板上２０１に、陽極２０２、正孔注入層２０３、正孔輸送層２０４、赤色発光層２０５、電子輸送層２０６、電子注入層２０７および陰極２０８を、この順に積層させた構成である。
【００３２】
陽極２０２および陰極２０８は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）を材料とする透明電極である。一般に、有機ＥＬ素子の陰極は、Ａｌなどの金属を材料とするため、光透過性を有さない。しかし、本実施形態の有機ＥＬ素子１１−Ｒは、陽極２０２および陰極２０８が透明電極であるため、光透過性を有する。
【００３３】
なお、ＩＴＯやＩＺＯを構成材料とする陰極２０８は、スパッタ法を用いて形成されるが、スパッタ法を用いると、電子注入層２０７などへのダメージが大きくなる。そのため、ダメージを軽減するために、光透過性を確保できる程度の薄さのＡｌ等の金属膜が電子注入層２０７の上に積層されることがある。
【００３４】
赤色発光層２０５は、例えば、Ａｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム）とＤＣＭ２（ジアノメチレンピラン誘導体）とを構成材料とする。
【００３５】
また、電子輸送層２０６は、例えば、有機金属錯体等の材料から構成されるが、Ｃｓ，Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属、または、Ｍｇ，Ｃａ等のアルカリ土類金属がドープされることもある。
【００３６】
また、電子注入層２０７は、例えば、ＬｉＯ（酸化リチウム）、ＬｉＦ（フッ化リチウム）を構成材料とし、ＭｇとＡｇ、ＡｌとＬｉなどの金属原子の混合層が、電子注入層２０７として用いられることもある。
【００３７】
なお、両面出力・透明素子として有機ＥＬ素子１１の駆動電圧を低減したり、発光効率を向上させたりするために、電子注入層２０７を積層させず、電子輸送層２０６の上に陰極２０８が積層されることがある。ＩＴＯやＩＺＯを材料とする陰極２０８の仕事関数は、Ａｌなどの金属膜と比べて仕事関数が大きく、電子輸送層２０６のＬＵＭＯ（最低非占有分子軌道 Lowest Unoccupied Molecular. Orbital）準位（電子親和力）と乖離している。そのため、陰極２０８と電子輸送層２０６との界面に、陰極２０８の仕事関数と電子輸送層２０６のＬＵＭＯ準位との差に相当するキャリアの注入障壁が形成されることにより、キャリアの注入効率が低くなる。
【００３８】
そこで、キャリアの注入効率の低下を防ぐ方法として、電子輸送層２０６に、ＬｉやＣｓ，Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属、Ｃａ，Ｍｇ等のアルカリ土類金属、または、リチウムキノリン等のアルカリ金属を中心金属にもつ錯体などをドープし、電子注入層としての役割も持たせる方法がある。また、別の方法として、透明陰極２０８に、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属やＣａ等のアルカリ土類金属をドープすることで、透明陰極２０８の仕事関数を低くする方法がある。
【００３９】
図２（ｂ）は、有機ＥＬ素子１１−Ｇの断面図である。
【００４０】
図２（ｂ）を参照すると、有機ＥＬ素子１１−Ｇは、有機ＥＬ素子１１−Ｒと比較して、赤色発光層２０５が緑色発光層２１５に変更された点のみが異なるため、同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
緑色発光層２１５は、例えば、Ａｌｑ３とクマリン化合物（クマリンＣ５４５）とを構成材料とする。
【００４２】
図２（ｃ）は、有機ＥＬ素子１１−Ｂの断面図である。
【００４３】
図２（ｃ）を参照すると、有機ＥＬ素子１１−Ｂは、有機ＥＬ素子１１−Ｒと比較して、赤色発光層２０５が青色発光層２２５に変更された点のみが異なるため、同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４４】
青色発光層２２５は、例えば、ＤＰＶＢｉ（４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル）とジスチリルアリーレン誘導体とを構成材料とする。
【００４５】
再び、図１を参照すると、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂが、この順に、積層されて積層体を構成している。各有機ＥＬ素子１１は光透過性を有するため、各有機ＥＬ素子１１の発光の合成光が照明光として出力される。
【００４６】
なお、図１においては、有機ＥＬ素子１１−Ｒの有機ＥＬ素子１１−Ｇと反対側の面を光取り出し面として、一方向に照明光が出力される状態を示している。
【００４７】
この場合、例えば、図３に示すように、有機ＥＬ素子１１−Ｂの有機ＥＬ素子１１−Ｇと反対側の面から出力される照明光を光取り出し面の方向に反射する反射板３０１（図１では不図示）を設けることで、一方向にのみ照明光を出力することができる。
【００４８】
また、図４に示すように、最奥の有機ＥＬ素子１１−Ｂの背面側の電極を透明電極ではなく、ＡｌやＡｇなどの金属陰極４０１とすれば、金属陰極４０１により照明光を反射して、一方向にのみ照明光を出力することもできる。
【００４９】
なお、照明光を反射させて一方向にのみ出力する場合、陰極と一部陽極の反射光や通常光が干渉し、減衰することがある。従って、光路長を制御する必要がある。
【００５０】
そこで、図１に示すように、光の波長が短い青色光を発光する有機ＥＬ素子１１−Ｂを最奥に配置することで、光路長を制御しやすくなる。
【００５１】
本実施形態においても、光路長を制御し、光の干渉を無くすように、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂは、積層されている。なお、有機ＥＬ素子１１を積層させる順序は、この順序に限られるものではない。
【００５２】
また、反射板３０１を設けない場合、図５に示すように、有機ＥＬ素子１１−Ｒの有機ＥＬ素子１１−Ｇと反対側の面と、有機ＥＬ素子１１−Ｂの有機ＥＬ素子１１−Ｇの反対側の面と、を光取り出し面として、二方向に照明光が出力される。
【００５３】
この場合、例えば、照明装置１０を室内のドア等の窓や街灯として用いると、昼間は非点灯とすることで視野を遮ることがなく、夜間は点灯することで照明光を出力することができる。
【００５４】
電源部１２は、各有機ＥＬ素子１１に供給される駆動電流の供給源である。
【００５５】
制御部１３は、輝度センサ（不図示）を備えるもので、該輝度センサにより、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの発光輝度を定期的に検出し、その検出結果に応じて、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を決定する。
【００５６】
なお、一定の照明光を出力するためには、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの発光輝度も、ある一定の目標値に保つ必要がある。制御部１３は、各有機ＥＬ素子１１の単位時間当たりの発光輝度が目標値に保たれるように、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を調整する。
【００５７】
駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれについて制御部１３により決定された駆動時間、電源部１２に所定の電流値の駆動電流を供給させ、各有機ＥＬ素子１１を駆動する。
【００５８】
次に、制御部１３の内部構成について図６を参照して説明する。
【００５９】
図６に示す制御部１３は、テーブル記憶部５０１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０３と、を有する。
【００６０】
テーブル記憶部５０１は、図７に示すように、有機ＥＬ素子１１の発光輝度と、その発光輝度で有機ＥＬ素子１１を駆動した場合の単位時間当たりの発光輝度が一定値となる駆動時間と、が対応付けられた参照テーブルを記憶している。なお、図７は、有機ＥＬ素子１１−Ｂの参照テーブルを示しているが、テーブル記憶部５０１は、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇの参照テーブルも記憶している。
【００６１】
有機ＥＬ素子１１の単位時間当たりの発光輝度は、その単位時間における有機ＥＬ素子１１の発光輝度の積分値で定まるため、有機ＥＬ素子１１の発光輝度が低いほど、参照テーブルにおいては長い駆動時間が対応付けられている。
【００６２】
ＲＡＭ５０２は、輝度センサによる有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの発光輝度の前回の検出結果やＣＰＵ５０３で処理される制御プログラム等を記憶する。
【００６３】
ＣＰＵ５０３は、輝度センサにより有機ＥＬ素子１１の発光輝度を検出すると、テーブル記憶部５０１に記憶されているその有機ＥＬ素子１１の参照テーブルを参照し、検出した発光輝度に対応付けられた駆動時間を、その有機ＥＬ素子１１の駆動時間と決定する。また、ＣＰＵ５０３は、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を駆動部１４に通知する。
【００６４】
次に、本実施形態の照明装置１０の動作について説明する。
【００６５】
ＣＰＵ５０３が、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの発光輝度の検出結果に応じて、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を決定する。具体的には、ＣＰＵ５０３が、輝度センサにより有機ＥＬ素子１１の発光輝度を検出すると、その有機ＥＬ素子１１の参照テーブルを参照し、検出した発光輝度に対応付けられた駆動時間を、その有機ＥＬ素子１１の駆動時間と決定する。
【００６６】
ここで、例えば、有機ＥＬ素子１１−Ｂの発光輝度の今回の検出結果が、ＲＡＭ５０２に記憶された前回の検出結果ａ１からａ２に低下したとする。すると、ＣＰＵ５０３が、図７に示す有機ＥＬ素子１１−Ｂの参照テーブルを参照し、有機ＥＬ素子１１−Ｂの発光輝度ａ２に対応付けられた駆動時間ｂ２を有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間と決定する。上述したように、参照テーブルでは、発光輝度が低いほど、長い駆動時間が対応付けられているので、有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間は、ｂ１からｂ２へと長くなる。
【００６７】
以下では、ＣＰＵ５０３が、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂの駆動時間をそれぞれ、ｔR，ｔG，ｔBと決定したとする。
【００６８】
駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれについて、ＣＰＵ５０３により決定された駆動時間、電源部１２に駆動電流を供給させ、各有機ＥＬ素子１１を駆動する。
【００６９】
有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれに供給される駆動電流のタイミングチャートを図８に示す。
【００７０】
図８に示すように、有機ＥＬ素子１１−Ｂについては、時刻ｔ１１から有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間ｔBの経過後の時刻ｔ１６までの間、有機ＥＬ素子１１−Ｒについては、時刻ｔ１２から有機ＥＬ素子１１−Ｒの駆動時間ｔRの経過後の時刻ｔ１５までの間、有機ＥＬ素子１１−Ｇについては、時刻ｔ１３から有機ＥＬ素子１１−Ｇの駆動時間ｔGの経過後の時刻ｔ１４までの間、駆動電流が供給される。すなわち、各有機ＥＬ素子１１には、その有機ＥＬ素子１１の駆動時間に相当する幅を有する矩形電流が供給される。
【００７１】
ここで、有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間は、ｂ１からｂ１よりも長いｂ２（＝ｔB）に変更されているため、図９に示すように、有機ＥＬ素子１１−Ｂに供給される駆動電流の幅は広くなる。そのため、有機ＥＬ素子１１−Ｂ自体の発光輝度が低下しても、単位時間当たりの発光輝度を目標値に保つことができ、照明光の変化を抑制することができる。
【００７２】
次に、駆動部１４による有機ＥＬ素子１１への駆動電流の供給動作について説明する。
【００７３】
図１０は、有機ＥＬ素子１１−Ｂの陽極２０２および陰極２０８の電位のタイミングチャートである。なお、図１０において、実線は、陽極２０２の電位を、点線は、陰極２０８の電位を示す。陽極２０２と陰極２０８との電位差が、その有機ＥＬ素子１１に印加される電圧を示す。また、図１０において、図８と同時刻については同じ符号を付す。
【００７４】
図１０に示すように、駆動部１４は、陰極２０８の電位を常に接地電位とする。
【００７５】
時刻ｔ１１において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を接地電位から正電位とする。なお、正電位は、陽極２０２と陰極２０８との電位差が、有機ＥＬ素子１１−Ｂに所定の電流値の駆動電流が流れる電圧に相当する電位差となるプラスの電位である。陽極２０２の電位が正電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂに所定の電流値の駆動電流が供給され、有機ＥＬ素子１１−Ｂが駆動を開始する。
【００７６】
時刻ｔ１６において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を正電位から接地電位とする。陽極２０２の電位が接地電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給が停止される。
【００７７】
時刻ｔ１７において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を接地電位から正電位とする。
【００７８】
以下、同様にして、有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流が供給される。
【００７９】
なお、図１０においては、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給動作について説明したが、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇにも同様の動作により駆動電流が供給されるため、説明を省略する。
【００８０】
このように本実施形態によれば、照明装置１０は、有機ＥＬ素子１１の発光輝度の検出結果に応じて、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を決定する。
【００８１】
照明装置１０から出力される照明光は、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの単位時間当たりの発光輝度に応じて定まる。また、各有機ＥＬ素子１１の単位時間当たりの発光輝度は、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間に応じて定まる。
【００８２】
従って、各有機ＥＬ素子１１の駆動時間を個別に調整することで、任意の輝度、色度の照明光を出力できると共に、有機ＥＬ素子１１の発光輝度が低下した場合にも、照明光の変化を抑制できる。
【００８３】
また、有機ＥＬ素子１１へのダメージは、駆動電流の電流値に強く依存するため、駆動時間により単位時間当たりの発光輝度を調整することで、ダメージを軽減できる。さらに、有機ＥＬ素子１１へのダメージが軽減されることで、照明装置１０の長寿命化を図ることもできる。
【００８４】
（第２の実施形態）
本実施形態の照明装置２０は、第１の実施形態と比較して、有機ＥＬ素子１１の陰極２０８の電位を変化させることで、有機ＥＬ素子１１に駆動電流を供給する点が異なる。上記の動作を実現するために、本実施形態では、駆動部１４は、第１の実施形態と異なる以下のような動作を行う。
【００８５】
すなわち、本実施形態では、駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１の陽極２０２の電位は常に正電位とし、陰極２０８の電位を、駆動時間には接地電位とし、非駆動時間には正電位とする。
【００８６】
以下、本実施形態の駆動部１４による有機ＥＬ素子１１への駆動電流の供給動作について図１１を参照して説明する。なお、以下では、有機ＥＬ素子１１−Ｂに図８と同様の駆動電流を供給する場合を例として説明する。また、図１１において、図８の各時刻と同時刻については同じ符号を付す。
【００８７】
図１１は、有機ＥＬ素子１１−Ｂの陽極２０２および陰極２０８の電位のタイミングチャートである。なお、図１１において、実線は、陽極２０２の電位を、点線は、陰極２０８の電位を示す。
【００８８】
図１１に示すように、駆動部１４は、陽極２０２の電位を常に正電位とする。なお、正電位は、第１の実施形態と同様のプラスの電位である。
【００８９】
また、駆動部１４は、時刻ｔ０から有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流の供給を開始する時刻ｔ１１までの間、陰極２０８の電位を正電位とする。
【００９０】
時刻ｔ１１において、駆動部１４は、陰極２０８の電位を正電位から接地電位とする。陰極２０８の電位が接地電位となることで、陰極２０２と陰極２０８との電位差が、有機ＥＬ素子１１−Ｂに所定の電流値の駆動電流が流れる電圧に相当する電位差となり、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給が開始される。
【００９１】
時刻ｔ１６において、駆動部１４は、陰極２０８の電位を接地電位から正電位とする。陰極２０８の電位が正電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給が停止される。また、駆動部１４は、次に有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流の供給を開始する時刻ｔ１７までの間、陰極２０８の電位を正電位とする。
【００９２】
時刻ｔ１７において、駆動部１４は、陰極２０８の電位を正電位から接地電位とし、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給が開始される。以下、同様にして、有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流が供給される。
【００９３】
なお、図１１においては、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給動作について説明したが、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇにも同様の動作により駆動電流が供給されるため、説明を省略する。
【００９４】
第１の実施形態のように、有機ＥＬ素子１１の駆動時に、陽極２０２の電位を接地電位から正電位として駆動電流を供給すると、有機ＥＬ素子１１の立ち上がり、すなわち、発光開始が遅くなる。これは、有機ＥＬ素子１１の持つ容量に電荷が充電された後に発光が開始されるため、電荷が充電される時間分だけ立ち上がりが遅くなるからである。
【００９５】
しかし、本実施形態の照明装置２０によれば、有機ＥＬ素子１１の非駆動時間に陽極２０２および陰極２０８の電位を正電位とすることで、電荷の充電を行っておく。そのため、駆動時に、電荷の充電のための立ち上がりの遅れがなくなり、有機ＥＬ素子１１の応答速度を速くすることができる。
【００９６】
（第３の実施形態）
本実施形態の照明装置３０は、第１および第２の実施形態と比較して、駆動する有機ＥＬ素子１１を順次切り替える点が異なる。上記の動作を実現するために、本実施形態では、駆動部１４は、第１および第２の実施形態と異なる以下のような動作を行う。
【００９７】
すなわち、本実施形態では、駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１を順次切り替えて、電源部１２に駆動電流を供給させる。
【００９８】
有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれに供給される駆動電流のタイミングチャートを図１２に示す。
【００９９】
図１２に示すように、有機ＥＬ素子１１−Ｒについては、時刻ｔ２１から有機ＥＬ素子１１−Ｒの駆動時間ｔRの経過後の時刻ｔ２２までの間、有機ＥＬ素子１１−Ｇについては、時刻ｔ２３から有機ＥＬ素子１１−Ｇの駆動時間ｔGの経過後の時刻ｔ２４までの間、有機ＥＬ素子１１−Ｂについては、時刻ｔ２５から有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間ｔBの経過後の時刻ｔ２６までの間、駆動電流が供給される。
【０１００】
第１の実施形態においては、複数の有機ＥＬ素子１１の駆動時間が重複する時間帯があり、この時間帯には、電源部１２は、複数の有機ＥＬ素子１１に同時に駆動電流を供給する必要がある。複数の有機ＥＬ素子１１に同時に駆動電流を供給するには、高い電流供給能力が電源部１２に必要となり、そのような電源部１２を設けることは、コストの増大を招くことになる。
【０１０１】
しかし、本実施形態の照明装置３０によれば、駆動電流を供給する有機ＥＬ素子１１を順次切り替えるため、複数の有機ＥＬ素子１１に同時に駆動電流を供給することがなくなる。従って、電源部１２に必要とされる電源供給能力は、第１の実施形態の場合と比べて低くなり、コストの増大を防ぐことができる。
【０１０２】
なお、第１の実施形態のように、陽極２０２の電位を変化させることで、あるいは、第２の実施形態のように、陰極２０８の電位を変化させることで、各有機ＥＬ素子１１に駆動電流を供給することができる。
【０１０３】
（第４の実施形態）
本実施形態の照明装置４０は、第１から第３の実施形態と比較して、有機ＥＬ素子１１の非駆動時間に、駆動時間に印加される電圧とは逆極性の逆バイアス電圧を印加する点が異なる。上記の動作を実現するために、本実施形態では、駆動部１４は、第１から第３の実施形態と異なる以下のような動作を行う。
【０１０４】
すなわち、本実施形態では、駆動部１４は、電源部１２に、有機ＥＬ素子１１の駆動時間には駆動電流を供給させると共に、非駆動時間には、逆バイアス電圧をその有機ＥＬ素子１１へ印加させる。
【０１０５】
以下、本実施形態の駆動部１４による有機ＥＬ素子１１への駆動電流の供給動作について図１３を参照して説明する。なお、以下では、有機ＥＬ素子１１−Ｂに図８と同様の駆動電流を供給する場合を例として説明する。また、図１３において、図８の各時刻と同時刻については同じ符号を付す。
【０１０６】
図１３は、有機ＥＬ素子１１−Ｂの陽極２０２および陰極２０８の電位のタイミングチャートである。なお、図１３において、実線は、陽極２０２の電位を、点線は、陰極２０８の電位を示す。
【０１０７】
図１３に示すように、駆動部１４は、陰極２０８の電位を常に接地電位とする。
【０１０８】
また、駆動部１４は、時刻ｔ０から有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流の供給を開始する時刻ｔ１１までの間、陽極２０２の電位を負電位とする。なお、負電位は、陽極２０２と陰極２０８との間に、有機ＥＬ素子１１−Ｂが破壊されない程度の電位差が生じるような所定のマイナスの電位である。陽極２０２の電位が負電位となることで、有機ＥＬ素子１１に逆バイアス電圧が印加される。
【０１０９】
時刻ｔ１１において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を負電位から正電位とする。陽極２０２が正電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂに所定の電流値の駆動電流の供給が開始される。
【０１１０】
時刻ｔ１６において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を負電位とする。陽極２０２が負電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給が停止されると共に、逆バイアス電圧が印加される。また、駆動部１４は、次に有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流の供給を開始する時刻ｔ１７までの間、陽極２０２の電位を負電位とし、その間、有機ＥＬ素子１１−Ｂに逆バイアス電圧が印加される。
【０１１１】
時刻ｔ１７において、駆動部１４は、陽極２０２の電位を負電位から正電位とする。陽極２０２が正電位となることで、有機ＥＬ素子１１−Ｂに駆動電流の供給が開始される。
【０１１２】
以下、同様にして、有機ＥＬ素子１１−Ｂには、図８と同様の駆動電流が供給されると共に、非駆動時間には、逆バイアス電圧が印加される。
【０１１３】
なお、図１３においては、有機ＥＬ素子１１−Ｂへの駆動電流の供給動作について説明したが、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇにも同様の動作により駆動電流の供給および逆バイアス電圧の印加が行われるので、説明を省略する。
【０１１４】
また、図１３においては、有機ＥＬ素子１１−Ｂに図８と同様の駆動電流を供給する例を用いて説明したが、図１２に示すように、有機ＥＬ素子１１を切り替えて駆動電流を供給する場合にも、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれの非駆動時間に逆バイアス電圧を印加してもよい。
【０１１５】
有機ＥＬ素子１１の発光は、キャリアの発光層への注入による有機材料の酸化還元の繰り返しを基にしており、一方向への継続的な電圧の印加は、有機ＥＬ素子１１内部の電荷の蓄積を招く。有機ＥＬ素子１１内部に電荷が蓄積された状態が続くと、有機材料の劣化を促進し、発光輝度の低下の一因となる。
【０１１６】
しかし、本実施形態の照明装置４０によれば、有機ＥＬ素子１１の非駆動時間に逆バイアス電圧を印加することにより、有機ＥＬ素子１１内部における電荷の蓄積が緩和されるため、有機材料の劣化の促進を抑制することができる。
【０１１７】
なお、駆動時間が長い有機ＥＬ素子ほど、印加する逆バイアス電圧の電圧値を大きくすることが望ましい。
【０１１８】
有機ＥＬ素子１１の駆動時間が長くなるほど、その有機ＥＬ素子１１内部における電荷の蓄積が大きくなる。また、有機ＥＬ素子１１の駆動時間が長くなるほど、逆バイアス電圧が印加される時間は短くなる。すなわち、駆動時間の長い有機ＥＬ素子１１ほど、電荷の蓄積が大きくなるにも関わらず、電荷の蓄積を緩和するのに用いることができる時間が短くなる。
【０１１９】
従って、各有機ＥＬ素子１１に印加する逆バイアス電圧の電圧値を一定とすると、駆動時間の長い有機ＥＬ素子１１では、蓄積された電荷の緩和が十分に行われないおそれがある。そこで、駆動時間が長い有機ＥＬ素子１１ほど、印加する逆バイアス電圧の電圧値を大きくすることで、駆動時間が長い有機ＥＬ素子１１についても、電荷の蓄積を十分に緩和することができる。
【０１２０】
（第５の実施形態）
本実施形態の照明装置５０は、第１から第４の実施形態と比較して、複数の有機ＥＬ素子１１の各々が所定値以上の発光輝度で発光することができる時間である発光寿命に応じて、各有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を調整する点が異なる。上記の動作を実現するために、本実施形態では、駆動部１４は、第１から第４の実施形態と異なる以下のような動作を行う。
【０１２１】
すなわち、駆動部１４は、発光寿命が短い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を低くし、発光寿命が長い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を高くする。
【０１２２】
有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂの発光寿命にはばらつきがある。従って、第１から第４の実施形態のように、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂに共通の電流値の駆動電流を供給すると、各有機ＥＬ素子１１の発光寿命が尽きるのにばらつきが生じる。
【０１２３】
一方、上述したように、有機ＥＬ素子１１へのダメージは、駆動電流の電流値に強く依存する。そこで、発光寿命が短い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値は低くすることで、ダメージを低減し、発光寿命が尽きるのを遅らすことができる。また、発光寿命が長い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を高くすることで、ダメージを増加させ、発光寿命が尽きるのを早めることができる。そのため、各有機ＥＬ素子１１の発光寿命が尽きるばらつきを少なくすることができる。
【０１２４】
本実施形態の駆動部１４により有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂそれぞれに供給される駆動電流のタイミングチャートを図１４に示す。
【０１２５】
なお、一般的に、有機ＥＬ素子１１−Ｇが最も発光寿命が長く、次に有機ＥＬ素子１１−Ｒ、そして、有機ＥＬ素子１１−Ｂが最も発光寿命が短い。
【０１２６】
そこで、図１４に示すように、駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１−Ｂには、第１から第４の実施形態で供給される駆動電流の電流値Ｉよりも低い電流値ＩLの駆動電流を供給する。一方、駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇには、電流値Ｉよりも高い電流値ＩHの駆動電流を供給する。また、駆動部１４は、発光寿命が長い有機ＥＬ素子１１ほど、供給する駆動電流の電流値を高くする。すなわち、有機ＥＬ素子１１−Ｒには、電流値ＩH1の駆動電流を、有機ＥＬ素子１１−Ｇには、電流値ＩH1よりも高い電流値ＩH2の駆動電流を供給する。
【０１２７】
ここで、有機ＥＬ素子１１−Ｂについては、第１から第４の実施形態よりも供給される駆動電流の電流値が低いため、発光輝度も低下する。発光輝度が低下すると、有機ＥＬ素子１１−Ｂの単位時間当たりの発光輝度を一定に保つためには、駆動時間を長くする必要がある。すなわち、有機ＥＬ素子１１−Ｂについては、第１から第４の実施形態における駆動時間ｔBよりも長い駆動時間ｔB'となる。
【０１２８】
一方、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇについては、第１から第４の実施形態よりも供給される駆動電流の電流値が高いため、発光輝度も増加する。発光輝度が増加すると、有機ＥＬ素子１１−Ｂの単位時間当たりの発光輝度を一定に保つためには、駆動時間を短くする必要がある。すなわち、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇについては、第１から第４の実施形態における駆動時間ｔR，ｔGよりも短い駆動時間ｔR，ｔG'となる。
【０１２９】
従って、図１４に示すように、駆動部１４は、有機ＥＬ素子１１−Ｂについては、時刻ｔ３１から有機ＥＬ素子１１−Ｂの駆動時間ｔB'の経過後の時刻ｔ３６までの間、電流値ＩLの駆動電流を供給し、有機ＥＬ素子１１−Ｒについては、時刻ｔ３２から有機ＥＬ素子１１−Ｒの駆動時間ｔR'の経過後の時刻ｔ３５までの間、電流値ＩH1の駆動電流を供給し、有機ＥＬ素子１１−Ｇについては、時刻ｔ３３から有機ＥＬ素子１１−Ｇの駆動時間ｔG'の経過後の時刻ｔ３４までの間、電流値ＩH2の駆動電流を供給する。
【０１３０】
このように、本実施形態の照明装置５０によれば、有機ＥＬ素子１１−Ｒ，１１−Ｇ，１１−Ｂ各々の発光寿命に応じて、各有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を調整する。
【０１３１】
有機ＥＬ素子１１へのダメージは、駆動電流の電流値に強く依存するため、発光寿命が短い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を低くすることで、ダメージを軽減し、長寿命化を図ることができる。また、発光寿命が長い有機ＥＬ素子１１に供給する駆動電流の電流値を高くすることで、ダメージは大きくし、発光寿命が尽きるのを早め、各有機ＥＬ素子１１の発光寿命が尽きるばらつきを減らすことができる。
【０１３２】
なお、上述した有機ＥＬ素子１１の発光寿命の特性はあくまでも一例であり、有機材料の特性によっては、有機ＥＬ素子１１−Ｒや有機ＥＬ素子１１−Ｂの方が長寿命であることもある。
【０１３３】
また、第１の実施形態のように、陽極２０２の電位を変化させることで、あるいは、第２の実施形態のように、陰極２０８の電位を変化させることで、各有機ＥＬ素子１１に駆動電流を供給することができる。
【０１３４】
また、照明装置５０において、第３の実施形態のように、駆動電流を供給する有機ＥＬ素子１１を順次、切り替えるようにしたり、第４の実施形態のように、有機ＥＬ素子１１の非駆動時間に逆バイアス電圧を供給したりしてもよい。
【０１３５】
また、上述した各実施形態において、照明光のちらつきを無くすために、各有機ＥＬ素子１１の単位時間あたりの駆動時間と駆動時間以外の非駆動時間との比であるＤｕｔｙ比は、１／５０以上、さらには、１／１５０以上であることが望ましい。
【符号の説明】
【０１３６】
１０ 照明装置
１１ 有機ＥＬ素子
１２ 電源部
１３ 制御部
１４ 駆動部
２０１ ガラス基板
２０２ 陽極
２０３ 正孔注入層
２０４ 正孔輸送層
２０５ 赤色発光層
２０６ 電子輸送層
２０７ 電子注入層
２０８ 陰極
２１５ 緑色発光層
２２５ 青色発光層
３０１ 反射板
４０１ 金属電極
５０１ テーブル記憶部
５０２ ＲＡＭ
５０３ ＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子の各々を時分割駆動により発光させ、該複数の有機ＥＬ素子の各々の発光の合成光を照明光として出力する照明装置であって、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々の発光輝度を検出する輝度センサを具備し、該輝度センサの検出結果に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々の駆動時間を決定する制御部と、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々について前記制御部により決定された駆動時間、前記複数の有機ＥＬ素子の各々に駆動電流を供給する駆動部と、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１記載の照明装置において、
前記制御部は、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々について、該有機ＥＬ素子の発光輝度と、該発光輝度で駆動した場合の該有機ＥＬ素子の単位時間当たりの発光輝度が所定値となる駆動時間と、が対応付けて記憶する参照テーブルを備え、
前記輝度センサにより発光輝度が検出された有機ＥＬ素子についての前記参照テーブルを参照して、前記検出された発光輝度と対応付けられた駆動時間を、該有機ＥＬ素子の駆動時間と決定することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項２記載の照明装置において、
前記駆動部は、前記複数の有機ＥＬ素子の各々の、所定値以上の発光輝度で発光することができる時間に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々に供給する駆動電流の電流値を調整することを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記駆動部は、前記有機ＥＬ素子の駆動時間以外の時間には、前記駆動時間に該有機ＥＬ素子に印加される電圧とは逆極性の電圧を印加することを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々は、発光層を挟持する陽極および陰極を具備し、
前記駆動部は、前記有機ＥＬ素子の駆動時間には、該有機ＥＬ素子の、陰極の電位を第１の電位とし、陽極の電位を、前記有機ＥＬ素子に前記駆動電流が流れる際に生じる前記陽極と陰極との電位差の分だけ前記第１の電位よりも高い第２の電位とし、前記駆動時間以外の時間には、前記陽極および陰極の電位を前記第２の電位とすることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記駆動部は、前記駆動電流を供給する有機ＥＬ素子を順次切り替えることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々は、光透過性を有するとともに、積層されることにより、一端の有機ＥＬ素子の他の有機ＥＬ素子と対向しない面である第１の光取り出し面と、他端の有機ＥＬ素子の他の有機ＥＬ素子と対向しない面である第２の光取り出し面と、が形成された積層体を構成し、
前記照明光は、前記第１または第２の光取り出し面の少なくとも一方から出力されることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１または７記載の照明装置において、
前記制御部は、単位時間あたりの前記有機ＥＬ素子の駆動時間と駆動時間以外の時間との比であるＤｕｔｙ比を１／５０以上とすることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
それぞれ発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子の各々を時分割駆動により発光させ、該複数の有機ＥＬ素子の各々の発光の合成光を照明光として出力する照明装置の制御方法であって、
制御部が、前記複数の有機ＥＬ素子の各々の発光輝度を検出する輝度センサを具備し、該輝度センサの検出結果に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々の駆動時間を決定し、
駆動部が、前記複数の有機ＥＬ素子の各々について前記制御部により決定された駆動時間、前記複数の有機ＥＬ素子の各々に駆動電流を供給することを特徴とする照明装置の制御方法。
【請求項１】
それぞれ発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子の各々を時分割駆動により発光させ、該複数の有機ＥＬ素子の各々の発光の合成光を照明光として出力する照明装置であって、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々の発光輝度を検出する輝度センサを具備し、該輝度センサの検出結果に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々の駆動時間を決定する制御部と、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々について前記制御部により決定された駆動時間、前記複数の有機ＥＬ素子の各々に駆動電流を供給する駆動部と、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１記載の照明装置において、
前記制御部は、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々について、該有機ＥＬ素子の発光輝度と、該発光輝度で駆動した場合の該有機ＥＬ素子の単位時間当たりの発光輝度が所定値となる駆動時間と、が対応付けて記憶する参照テーブルを備え、
前記輝度センサにより発光輝度が検出された有機ＥＬ素子についての前記参照テーブルを参照して、前記検出された発光輝度と対応付けられた駆動時間を、該有機ＥＬ素子の駆動時間と決定することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項２記載の照明装置において、
前記駆動部は、前記複数の有機ＥＬ素子の各々の、所定値以上の発光輝度で発光することができる時間に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々に供給する駆動電流の電流値を調整することを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記駆動部は、前記有機ＥＬ素子の駆動時間以外の時間には、前記駆動時間に該有機ＥＬ素子に印加される電圧とは逆極性の電圧を印加することを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々は、発光層を挟持する陽極および陰極を具備し、
前記駆動部は、前記有機ＥＬ素子の駆動時間には、該有機ＥＬ素子の、陰極の電位を第１の電位とし、陽極の電位を、前記有機ＥＬ素子に前記駆動電流が流れる際に生じる前記陽極と陰極との電位差の分だけ前記第１の電位よりも高い第２の電位とし、前記駆動時間以外の時間には、前記陽極および陰極の電位を前記第２の電位とすることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記駆動部は、前記駆動電流を供給する有機ＥＬ素子を順次切り替えることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々は、光透過性を有するとともに、積層されることにより、一端の有機ＥＬ素子の他の有機ＥＬ素子と対向しない面である第１の光取り出し面と、他端の有機ＥＬ素子の他の有機ＥＬ素子と対向しない面である第２の光取り出し面と、が形成された積層体を構成し、
前記照明光は、前記第１または第２の光取り出し面の少なくとも一方から出力されることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１または７記載の照明装置において、
前記制御部は、単位時間あたりの前記有機ＥＬ素子の駆動時間と駆動時間以外の時間との比であるＤｕｔｙ比を１／５０以上とすることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
それぞれ発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子の各々を時分割駆動により発光させ、該複数の有機ＥＬ素子の各々の発光の合成光を照明光として出力する照明装置の制御方法であって、
制御部が、前記複数の有機ＥＬ素子の各々の発光輝度を検出する輝度センサを具備し、該輝度センサの検出結果に応じて、該複数の有機ＥＬ素子の各々の駆動時間を決定し、
駆動部が、前記複数の有機ＥＬ素子の各々について前記制御部により決定された駆動時間、前記複数の有機ＥＬ素子の各々に駆動電流を供給することを特徴とする照明装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−３３４４７（Ｐ２０１２−３３４４７Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４３０８（Ｐ２０１０−１７４３０８）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（３０００２２３５３）ＮＥＣライティング株式会社 (483)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（３０００２２３５３）ＮＥＣライティング株式会社 (483)
【Ｆターム（参考）】
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