発光装置およびこれを用いた照明器具
【課題】複数の発光素子を配列して形成した発光装置において、正常な発光素子に安定な点灯状態を維持しつつ、異常のある発光素子をリフレッシュすることのできる発光装置を提供する。
【解決手段】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、発光素子ごとに割当てられ、発光素子に印加される電流の順逆を切替える複数の順逆反転回路とを具備した。この構成によれば、発光素子ごとに割当てられる複数の順逆反転回路を備えているので、直列に接続していても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るとともに、正常な発光素子には通常の電圧を印加することができるので、すべての発光素子が不点となることがない。
【解決手段】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、発光素子ごとに割当てられ、発光素子に印加される電流の順逆を切替える複数の順逆反転回路とを具備した。この構成によれば、発光素子ごとに割当てられる複数の順逆反転回路を備えているので、直列に接続していても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るとともに、正常な発光素子には通常の電圧を印加することができるので、すべての発光素子が不点となることがない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置およびこれを用いた照明器具に係り、特に有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）素子などの直流駆動型の発光装置におけるリカバリー機能に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセント素子は固体蛍光性物質の電界発光現象を利用した発光デバイスであり、近年広く研究が進められている。
【０００３】
有機エレクトロルミネッセント素子は、発光層と正孔輸送層、電子輸送層などを含む有機層と、この有機層を介して対向配置された陽極および陰極とを具備している。通常有機層は１００ｎｍ程度の非常に薄い層厚を有するものである。従って微小異物の混入や有機層の形成ムラなどに起因して、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などが発生するおそれがある。
【０００４】
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素子駆動時に黒点や暗線、黒線が観察されることになり、有機エレクトロルミネッセント素子の表示品位が低下する。また黒点などには至らないまでも、十分な絶縁耐圧を持たない箇所がある場合は、有機エレクトロルミネッセント素子駆動中にリーク電流が発生してしまうというおそれもある。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、これが大きな問題となっている。
【０００５】
そこで有機エレクトロルミネッセント装置の絶縁不良部を好適に修復するために、有機層のそれぞれに相互に異なる印加条件で逆バイアス電圧を印加することにより絶縁不良部を絶縁化する修復方法が提案されている（特許文献１）。
つまり、特許文献１では、電源電圧停止を検出したとき、逆電圧の印加によって発生するジュール熱によって有機層が変質絶縁化することで、リーク電流を防止し、発光効率の低下を抑制するとしている。
【０００６】
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２）。
【０００７】
【特許文献１】特開2007-207703号公報
【特許文献２】特開2007-149463号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
一方、特許文献２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。
【００１０】
また、多数個の有機エレクトロルミネッセント素子を直列接続した場合、上記のいずれの方法を用いても、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ため、逆方向の電圧を印加しても、リフレッシュできないという問題がある。
さらにまた、多数個の有機エレクトロルミネッセント素子を並列接続した場合、異常のある有機エレクトロルミネッセント素子に逆方向電圧を印加した場合に、正常な有機エレクトロルミネッセント素子への印加電圧が変動し、望むような安定した点灯状態を維持することができないという問題があった。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、複数の発光素子を配列して形成した発光装置において、正常な発光素子に安定な点灯状態を維持しつつ、異常のある発光素子をリフレッシュすることのできる発光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】
【００１１】
そこで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、発光素子に一定以上の電流を供給する直流電源回路と、発光素子ごとに割当てられ、発光素子に印加される電流の順逆を切替える複数の順逆反転回路とを具備したことを特徴とする。
この構成によれば、発光素子ごとに割当てられる複数の順逆反転回路を備えているので、直列に接続していても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るとともに、正常な発光素子には通常の電圧を印加することができるので、すべての発光素子が不点となることがない。
【００１２】
また本発明の照明器具は、上記発光装置を具備したことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上記照明器具において、前記複数の順逆反転回路は前記直流電源回路に並列接続され、各順逆反転回路が、インピーダンス要素によって構成される順逆の両方向の電流を制御する電流制御部を具備したものを含む。
この構成によれば、並列に接続した場合、異常の生じた発光素子のインピーダンス低下分を補償するインピーダンス要素を逆方向の電流経路に有することで、順逆反転回路への入力インピーダンスを正常時と概ね同じにすることができ、逆方向に順方向と同等の電流を印加した際の直流電源回路の出力電圧を一定にすることができ、正常な発光素子への影響を与えないようにすることができる。
【００１４】
また本発明は、上記照明器具において、発光素子に印加される電圧を検知する電圧検知回路を具備し、前記発光素子に流れる電流が順逆双方向で略同一であるものを含む。
この構成によれば、順方向と逆方向の電流をほぼ同じにすることで、異常な負荷の有無によらず、直流電源の出力電流を略一定に安定させることができる。従って回路の最適化（簡易化、低コスト、小型化）が容易となる。すなわち、直流電源の出力電流を略一定に安定にしない場合には、直流電源回路が所定の電流を供給する電流源の場合、並列に接続されたブリッジ群のうち、インピーダンスの低いところのみに電流が流れ、他にはほとんど流れず、出力電圧は下がり、これにより他ブリッジは電流不足になり不点灯となる。また、低インピーダンスブリッジは、ブリッジの数をNとすると、最大で定格のN倍の電流が流れることになる。つまり、所定の電圧を供給する電圧源を用いて、インピーダンスの低いところには、過大な電流が流れ、電源の出力電流はインピーダンス変化割合の逆数倍分だけ増大してしまうことになり、過大出力電流による電源の過熱、故障などの可能性が生じることになる。
【００１５】
また本発明は、上記照明器具において、前記順逆反転回路は、発光素子の正常／異常によるインピーダンスの変化に対し、順逆反転回路の入力インピーダンスが略一定となるように順逆方向で異なるインピーダンスをもつ回路要素を具備したものを含む。
【００１６】
また本発明は、上記照明器具において、前記回路要素はバイポーラトランジスタであるものを含む。
この構成によれば、順逆反転を切り替えるスイッチと、インピーダンスの低下分を補償するインピーダンス要素を兼用するスイッチとして、バイポーラトランジスタ（BJT）を用いることにより、電圧を持つインピーダンス要素となることで、順逆双方向の電流を揃えることができ、装置を増大させることなく、信頼性の高い制御が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明してきたように、本発明の発光装置によれば、発光素子ごとに割当てられる複数の順逆反転回路を備えているため、直列に接続していても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、正常な発光素子には通常の電圧を印加して、点灯状態を維持しつつ、リフレッシュを行うことができる。
また、並列に接続した場合、異常な発光素子のインピーダンス低下分を補償するインピーダンス要素を逆方向の電流経路に有することで、順逆反転回路への入力インピーダンスを正常時と概ね同じにすることができる。
また、逆方向に順方向と同等の電流を印加した際の直流電源回路の出力電圧を一定にすることができ、正常な発光素子への影響を防ぐことができる。
さらにまた、順方向と逆方向の電流をほぼ同じにすることで、異常な負荷の有無によらず、直流電源の出力電流を略一定に安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施の形態の有機エレクトロルミネッセント装置は、図１に基本回路構成を示すように、直流電源装置１００に、それぞれ有機エレクトロルミネッセント素子ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３・・・を中心にすえたフルブリッジ回路からなる照明回路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・が並列接続されており、各有機エレクトロルミネッセント素子毎に、有機エレクトロルミネッセント素子に印加される電流の順逆を切替える複数の順逆反転回路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・が配設されたことを具備したことを特徴とする。
【００１９】
この有機エレクトロルミネッセント装置は図２（ａ）に示すように、ケース１０内に収納された、有機エレクトロルミネッセント素子ＬＰ１、ＬＰ２・・・と、照明回路２０とで構成されている。この照明回路２０はプリント基板２０１上に搭載された電子部品２０２で構成されている。そして有機エレクトロルミネッセント素子は、その一例を図２（ｂ）に要部拡大断面図で示したように、透光性のガラス基板１０１の表面に、透明導電膜からなる陽極１０２、発光機能を有する層（有機発光層）１０３、陰極１０４を順に積層形成したものである。１０５は保護膜（ガラス）である。
【００２０】
そして各照明回路は電流制御回路２００ａ（２００ｂ、２００ｃ・・）と、有機エレクトロルミネッセント素子ＬＰ１（ＬＰ２、ＬＰ３・・）を囲む順逆反転回路Ｓ１（Ｓ２、Ｓ３・・）としてのフルブリッジ回路を構成するスイッチＱ１１、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１４・・・とで構成される。
【００２１】
図１に示す基本回路を用いて本発明の有機エレクトロルミネッセント装置の動作について説明する。図１のＶａ−Ｖｂが発光素子に印加される電圧Ｖｌａ、発光素子ＬＰに流れる電流をＩｌａとする。
ここで、Ｑｎ１→ＬＰｎ陽極→ＬＰn陰極→Ｑｎ４を介する電流の流れを順方向、
Ｑｎ２→ＬＰｎ陰極→ＬＰn陽極→Ｑｎ３を介する電流の流れを逆方向とする。
順方向、逆方向とも、流れる電流は電流制御回路２００ａ、２００ｂ、２００ｃ・・・によって、所定値、たとえば０．４Ａなどの値に制御されるものとする。
【００２２】
次に直流電源部１００について説明する。直流電源部１００は、図３に示すように、
ＡＣ電源１とＰＦＣ回路２と降圧チョッパ回路４とで構成されている。ＰＦＣ回路２は、ＡＣ電圧からDC電圧に変換する回路である。ここでスイッチング素子Ｑ１は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚで動作している。なおここではＰＦＣ回路を用いたが、PFC回路でなくとも直流電源となる回路方式、又は直流電源そのもののみでもよい。また、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。ここでスイッチング素子Ｑ２は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚで動作している。なおここでは降圧チョッパ回路を用いたが降圧チョッパ回路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。
【００２３】
次にこの照明回路の動作について説明する。
図４はこの照明回路の動作を示すタイムチャートである。
まず、発光素子である有機エレクトロルミネッセント素子ＬＰ１が正常な状態の時はＱ１１、Ｑ１４をオン、Ｑ１２、Ｑ１３をオフとし、有機エレクトロルミネッセント素子の陽極から陰極に向かって（順方向）電流を流して発光させる。
ここで電圧検出回路は、陽極１０２と陰極１０４との間の電圧を検出するもので通常の電圧検出回路を用いる。
【００２４】
次に、有機エレクトロルミネッセント素子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。
Ｔ１：図示しない電圧検出回路で有機エレクトロルミネッセント素子の異常（部分的な短絡）を検知する。
Ｔ２：有機エレクトロルミネッセント素子に通常と逆向きの（逆方向）電流を流す。このときＱ１１、Ｑ１４をオフ、Ｑ１２、Ｑ１３をオンとし、有機エレクトロルミネッセント素子の陰極から陽極に向かって（逆方向）電流を流して有機エレクトロルミネッセント素子をリフレッシュさせる。
Ｔ３：電圧検出回路で有機エレクトロルミネッセント素子の復帰を検知する（短絡部分が開放）。
Ｔ４：再びＱ１１、Ｑ１４をオン、Ｑ１２、Ｑ１３をオフとし、有機エレクトロルミネッセント素子の陽極から陰極に向かって（順方向）電流を流して発光させる。
【００２５】
動作の流れのタイムチャートを図４（ａ）乃至（ｄ）を参照しつつ詳細に説明する。
図４（ａ）は、有機エレクトロルミネッセント素子に印加される電圧Ｖｌａを示し、図４（ｂ）は、Ｑｎ１，Ｑｎ４ゲート信号を示し、図４（ｃ）は、Ｑｎ２，Ｑｎ３ゲート信号を示し、図４（ｄ）は、有機エレクトロルミネッセント素子を流れる電流Ｉｌａを示す。
Ｔ１：有機エレクトロルミネッセント素子の異常を検知する。なんらかの要因で有機エレクトロルミネッセント素子の一部分が短絡することで、短絡部分のみに電流が流れ、不点となったり、一部分のみが発光するなど、異常な状態となる。このときＶｌａ(有機エレクトロルミネッセント素子に印加される電圧)は低下する。Ｖｌａ検出回路によりＶｌａが低下したことを検知し、マイコンに信号を送る。
Ｔ２：有機エレクトロルミネッセント素子に通常と逆向きの電圧を印加する。Ｖｌａが所定の値Ｖｔｈ１に低下したことをトリガとして、Ｑ１、Ｑ４をオフしてＱ２、Ｑ３をオンする。
このオン、オフの信号はたとえば、マイコンで生成されたパルスをドライブドライブＩＣを介してスイッチのベースあるいはゲートに与えるものでよい。Ｑ２、Ｑ３のオンにより、有機エレクトロルミネッセント素子には通常とは逆向きの電圧が印加される。このとき、有機エレクトロルミネッセント素子には逆向きの電流(リフレッシュ電流)が流れる。
Ｔ３：有機エレクトロルミネッセント素子が正常に復帰したことを検知する逆向きの電流を印加し続けるのは、短絡部分には集中的に過大な電流を流し、その発熱によって短絡部分が断線して開放状態となることを狙うものである。開放状態になると、Ｖｌａは−Ｖｉｎ(Ｖｉｎは降圧チョッパ出力電圧Ｃ２間電圧)まで低下する。
Ｖｌａ検出回路によりＶｌａが低下したことを検知し、正常状態への復帰のトリガとする。
【００２６】
また、同じく、開放状態になると、有機エレクトロルミネッセント素子に流れる逆方向の電流は減少する。
電流検知回路によりＩｌａがＩｔｈ１にまで上昇したことを検知したことも正常状態への復帰のトリガとすることができる。
【００２７】
有機エレクトロルミネッセント素子の正常復帰を検知する条件は
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。
【００２８】
Ｔ４：有機エレクトロルミネッセント素子に通常の電流を流す ＶｌａがＶｔｈ２まで低下する(ＩｌａがＩｔｈ１以上になる)と、上記Ｔ３で示したトリガによって、Ｑ１、Ｑ４をオンしてＱ２、Ｑ３をオフする。
有機エレクトロルミネッセント素子には順方向の電流が流れて有機エレクトロルミネッセント素子が発光する。なお、開放になった部分には電流が流れないので部分的に不点灯にはなる。
【００２９】
（実施例１）
次に本発明の実施例１の順逆反転回路について説明する。
本実施例の順逆反転回路（２００ａ、２００ｂ。２００ｃ、・・・）では、図５に等価回路、図６に検出抵抗を用いた電流制御回路の一例を示すように、検出抵抗Ｒ１２、Ｒ１１・・・Ｒｎ２、Ｒｎ１による電圧を検出し、前記実施の形態で説明したように、所定の電圧値と電流値に応じた検出電圧値の比較によって、トランジスタをオンオフして、電流値を一定とする。ここで、正方向電流の印加時はＱ２４(Ｑｎ４)を制御し、逆方向の場合は、Ｑ２２(Ｑｎ２)を制御する。一方、逆方向の電流はＱ２３(とＱ２２)を常時オンとして、Ｒ２２によって制御する。
ここで、Ｒ２２をＲ２２＝(Ｖｉｎ／正常時のＩｌａ）とすることで、順方向と同じ程度の電流を逆方向に流す。
（実施例２）
次に本発明の実施例２について説明する。
図７は、実施例２の順逆制御回路を示す。本実施例は、電流制御と逆方向の電流制御用の電流検出抵抗（電流制御部）を共有した形である。本実施例では、検出抵抗Ｒ１１、Ｒ２１・・・Ｒｎ１による電圧を検出し、前記実施の形態で説明したように、所定の電圧値と電流値に応じた検出電圧値の比較によって、トランジスタをオンオフして、電流値を一定とする。ここで、正方向電流の印加時はＱ２４(Ｑｎ４)を制御し、逆方向の場合は、Ｑ２３(Ｑｎ３)を制御する。Ｑ２４とＲ２１による順方向の電流制御は実施例１と同様である。ここでは、逆方向の電流は、Ｒ２１の電流検出によって、Ｑ２３をオンオフして行う。負荷のインピーダンスが低減（ほぼゼロ）しているので、ＶｉｎがＱ２３にかかる形になる。バイポーラトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧をそれぞれのトランジスタの動作中で、ＶＣＥ２4、ＶＣＥ２３と置くと、（正逆の負荷電流をIL、正方向の電流での点灯時の負荷電圧をＶＬとして）Ｖｉｎ−（ＩＬ×Ｒ２１）≒ＶＣＥ２３＞ＶＣＥ２４＝Ｖｉｎ−ＶＬ−（ＩＬ×Ｒ２１）となる。
【００３０】
（実施の形態２）
なお、本発明の実施の形態２として、前記実施例１の電流制御回路のスイッチＱｎ３の位置にスイッチに代えて、その他、ＬＥＤなどの別光源４０を配した照明器具も有効である。この照明器具の電流制御回路の例を図８に示す。このＬＥＤ４０は、正常点灯時は有機エレクトロルミネッセント素子を用いた発光素子に加えて点灯し、異常時の逆方向電流印加時にも同様に点灯することで、有機エレクトロルミネッセント素子の修復中にも照明器具としては、すべての光源が消灯してしまわないようにすることができる。
ここでこの電流制御回路では、ＬＥＤでの印加電圧をＶＦとしたとき、（Ｖａｎ−ＶＦ)／Ｒｎ２＝正常時のＬＥＤ電流＝修復中のＬＥＤ電流が概ね正常時の有機エレクトロルミネッセント素子の順方向電流と等しくなるようにＲｎ２の値を設定するとよい。
【００３１】
（実施の形態３）
なお、本発明の実施の形態３として、発光素子をを直列に接続した例を示す。
本発明の実施の形態３の有機エレクトロルミネッセント装置は、図９に基本回路構成を示すように、直流電源装置１００に、それぞれ有機エレクトロルミネッセント素子ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３・・・を中心にすえたフルブリッジ回路からなる照明回路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・が直列接続されており、前記実施の形態１と同様、各有機エレクトロルミネッセント素子毎に、有機エレクトロルミネッセント素子に印加される電流の順逆を切替える複数の順逆反転回路２００ａ、２００ｂ、２００ｃ・・・が配設されたことを具備したことを特徴とする。
本実施の形態においても、個々の照明回路における、有機エレクトロルミネッセント素子両側の電位差からのランプ電圧検出、異常検出〜修復（ブリッジの反転）〜復帰検出、の過程は前記実施の形態１の発光装置と同様である。
本実施の形態では、個々の照明回路が直列に接続されるので、１箇所の電流制御で有機エレクトロルミネッセント素子に流れる電流は順逆、素子に関係なく一定とすることができる。
【００３２】
また、この有機エレクトロルミネッセンス素子１００は、その一例を図２（ａ）および（ｂ）に要部拡大断面図で示したように、透光性のガラス基板１０１の表面に、透明導電膜からなる陽極１０２、発光機能を有する層１０３、陰極１０４を順に積層形成したものである。この透光性基板１０１は、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどの透光性のガラス板や、透光性のプラスチック板などを用いることができる。透光性基板１０１は、光透過性であればよく、無色透明の他、若干着色されているものであっても、すりガラス状のものであってもよい。
【００３３】
また、発光機能を有する層１０３は、いわゆる発光層に加え、陽極１０２の側にホール輸送層、陰極１０４の側に電子注入層を積層した多層膜であり、陽極１０２に正電圧を、陰極４に負電圧を印加することで、電子注入層を介して注入された電子と、ホール輸送層を介して注入されたホールとが、発光層内で結合して発光が起こる。このように発光機能を有する層１０３で発光した光は、透明導電膜からなる陽極１０２と透光性基板１０１を透過し、透光性基板１０１の表面側から取り出されるものである。この有機エレクトロルミネッセンス素子１００は、電池など１０Ｖ程度の低電圧で高輝度発光が可能である。
【００３４】
また陽極１０２は、発光機能を有する層中にホールを注入するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、導電性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が４ｅＶ以上のものを用いるのがよい。このような陽極２の材料としては、例えば、Ａｕ（金）などの金属、ＣｕＩ（ヨウ化銅）、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ：インジウムチンオキサイド）、ＳｎＯ2（酸化スズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等の透光性の導電材料が使用可能である。陽極１０２は、例えば、これらの電極材料を、透光性基板１０１の表面に、真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により成膜及びパターニングすることによって形成される。また、発光機能を有する層１０３における発光を陽極１０２を透過させて外部に照射するためには、陽極１０２の光透過率を７０％以上にすることが好ましい。さらに、陽極１０２のシート抵抗は数百Ω／□以下とすることが好ましく、特に好ましくは１００Ω／□以下とするものである。ここで、陽極１０２の膜厚は、陽極１０２の光透過率、シート抵抗等の特性を上記のように制御するために、材料により異なるが、５００ｎｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲に設定するのが望ましい。
【００３５】
また、陰極１０４は、発光機能を有する層１０３中に電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、導電性化合物及びこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が５ｅＶ以下のものであることが好ましい。このような陰極１０４の電極材料としては、例えば、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Ａｌ／Ａｌ2Ｏ3混合物、Ａｌ／ＬｉＦ混合物などが挙げられる。陰極１０４についても陽極と同様、例えば、これらの電極材料を、真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により、成膜後パターニングすることによって得ることができる。また、発光機能を有する層１０３における発光を陽極１０２側に照射するためには、陰極４の光透過率を１０％以下にすることが好ましい。ここで陰極１０４の膜厚は、材料により異なるが陰極１０４の光透過率等の特性を制御するために、通常５００ｎｍ以下、好ましくは１００〜２００ｎｍの範囲とするのがよい。
【００３６】
ここで発光機能を有する層１０３のうち、電子輸送層とホール輸送層とに挟まれた発光層に用いる発光材料またはドーピング材料は、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス（8−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、トリス（５−フェニル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチルベンゼン誘導体、ジスチルアリーレン誘導体、及び各種蛍光色素等があるが、これに限定されるものではない。
【００３７】
また、上記発光機能を有する層１０３は、上記発光層と陽極２との間すなわち陽極側にホール輸送層を積層しており、このホール輸送層を構成する材料としては、ホールを輸送する能力を有し、陽極１０２からのホール注入効果を有するとともに、発光層に対して優れたホール注入効果を有し、また電子のホール輸送層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を挙げることができる。具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリエチレンジオキサイドチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の導電性高分子等の高分子材料が挙げられる。
【００３８】
また、上記発光機能を有する層１０３は、発光層と陰極１０４との間すなわち陰極１０４の側に電子注入層を積層しており、この電子注入層を構成する材料としては、電子を輸送する能力を有し、陰極１０４からの電子注入効果を有するとともに、発光機能を有する層１０３に対して優れた電子注入効果を有し、さらにホールの電子注入層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を挙げることができる。具体的には、フルオレン、バソフェナントロリン、バソクプロイン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、アントラキノジメタン等やそれらの化合物、金属錯体化合物もしくは含窒素五員環誘導体である。さらに、ポリマー有機エレクトロルミネッセンス素子に使用されるポリマー材料も使用することができる。例えば、ポリパラフェニレン及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体等である。電子注入層は、例えば、バソフェナントロリンとＣｓ（セシウム）を、モル比１：１の割合で共蒸着して形成することができる。
以上説明したように本実施の形態によれば上記有機エレクトロルミネッセント素子を用いることにより、減衰も少なく、ゆらぎを生成し自然光に近いやわらかな演出照明を実現することができる。
なお前記実施の形態では面状発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた例について説明したが、有機エレクトロルミネッセンス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ス素子をはじめ、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。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】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
【図２】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
【図３】本発明の実施の形態１にかかる直流電源装置を示す図
【図４】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
【図５】本発明の実施例１の順逆反転回路を示す図
【図６】本発明の実施例１の順逆反転回路における電流制御装置を示す図
【図７】本発明の実施例１の順逆反転回路を示す図
【図８】本発明の実施の形態２の照明装置を示す図
【図９】本発明の実施の形態３の照明装置を示す図
【符号の説明】
【００４０】
１００ 直流電源装置
ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３・有機エレクトロルミネッセント素子
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、２０ 照明回路
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 順逆反転回路
２０１ プリント基板
２０２ 電子部品
１０１ ガラス基板
１０２ 陽極
１０３ 発光機能を有する層
１０４ 陰極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置およびこれを用いた照明器具に係り、特に有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）素子などの直流駆動型の発光装置におけるリカバリー機能に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセント素子は固体蛍光性物質の電界発光現象を利用した発光デバイスであり、近年広く研究が進められている。
【０００３】
有機エレクトロルミネッセント素子は、発光層と正孔輸送層、電子輸送層などを含む有機層と、この有機層を介して対向配置された陽極および陰極とを具備している。通常有機層は１００ｎｍ程度の非常に薄い層厚を有するものである。従って微小異物の混入や有機層の形成ムラなどに起因して、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などが発生するおそれがある。
【０００４】
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素子駆動時に黒点や暗線、黒線が観察されることになり、有機エレクトロルミネッセント素子の表示品位が低下する。また黒点などには至らないまでも、十分な絶縁耐圧を持たない箇所がある場合は、有機エレクトロルミネッセント素子駆動中にリーク電流が発生してしまうというおそれもある。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、これが大きな問題となっている。
【０００５】
そこで有機エレクトロルミネッセント装置の絶縁不良部を好適に修復するために、有機層のそれぞれに相互に異なる印加条件で逆バイアス電圧を印加することにより絶縁不良部を絶縁化する修復方法が提案されている（特許文献１）。
つまり、特許文献１では、電源電圧停止を検出したとき、逆電圧の印加によって発生するジュール熱によって有機層が変質絶縁化することで、リーク電流を防止し、発光効率の低下を抑制するとしている。
【０００６】
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２）。
【０００７】
【特許文献１】特開2007-207703号公報
【特許文献２】特開2007-149463号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
一方、特許文献２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。
【００１０】
また、多数個の有機エレクトロルミネッセント素子を直列接続した場合、上記のいずれの方法を用いても、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ため、逆方向の電圧を印加しても、リフレッシュできないという問題がある。
さらにまた、多数個の有機エレクトロルミネッセント素子を並列接続した場合、異常のある有機エレクトロルミネッセント素子に逆方向電圧を印加した場合に、正常な有機エレクトロルミネッセント素子への印加電圧が変動し、望むような安定した点灯状態を維持することができないという問題があった。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、複数の発光素子を配列して形成した発光装置において、正常な発光素子に安定な点灯状態を維持しつつ、異常のある発光素子をリフレッシュすることのできる発光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】
【００１１】
そこで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、発光素子に一定以上の電流を供給する直流電源回路と、発光素子ごとに割当てられ、発光素子に印加される電流の順逆を切替える複数の順逆反転回路とを具備したことを特徴とする。
この構成によれば、発光素子ごとに割当てられる複数の順逆反転回路を備えているので、直列に接続していても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るとともに、正常な発光素子には通常の電圧を印加することができるので、すべての発光素子が不点となることがない。
【００１２】
また本発明の照明器具は、上記発光装置を具備したことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上記照明器具において、前記複数の順逆反転回路は前記直流電源回路に並列接続され、各順逆反転回路が、インピーダンス要素によって構成される順逆の両方向の電流を制御する電流制御部を具備したものを含む。
この構成によれば、並列に接続した場合、異常の生じた発光素子のインピーダンス低下分を補償するインピーダンス要素を逆方向の電流経路に有することで、順逆反転回路への入力インピーダンスを正常時と概ね同じにすることができ、逆方向に順方向と同等の電流を印加した際の直流電源回路の出力電圧を一定にすることができ、正常な発光素子への影響を与えないようにすることができる。
【００１４】
また本発明は、上記照明器具において、発光素子に印加される電圧を検知する電圧検知回路を具備し、前記発光素子に流れる電流が順逆双方向で略同一であるものを含む。
この構成によれば、順方向と逆方向の電流をほぼ同じにすることで、異常な負荷の有無によらず、直流電源の出力電流を略一定に安定させることができる。従って回路の最適化（簡易化、低コスト、小型化）が容易となる。すなわち、直流電源の出力電流を略一定に安定にしない場合には、直流電源回路が所定の電流を供給する電流源の場合、並列に接続されたブリッジ群のうち、インピーダンスの低いところのみに電流が流れ、他にはほとんど流れず、出力電圧は下がり、これにより他ブリッジは電流不足になり不点灯となる。また、低インピーダンスブリッジは、ブリッジの数をNとすると、最大で定格のN倍の電流が流れることになる。つまり、所定の電圧を供給する電圧源を用いて、インピーダンスの低いところには、過大な電流が流れ、電源の出力電流はインピーダンス変化割合の逆数倍分だけ増大してしまうことになり、過大出力電流による電源の過熱、故障などの可能性が生じることになる。
【００１５】
また本発明は、上記照明器具において、前記順逆反転回路は、発光素子の正常／異常によるインピーダンスの変化に対し、順逆反転回路の入力インピーダンスが略一定となるように順逆方向で異なるインピーダンスをもつ回路要素を具備したものを含む。
【００１６】
また本発明は、上記照明器具において、前記回路要素はバイポーラトランジスタであるものを含む。
この構成によれば、順逆反転を切り替えるスイッチと、インピーダンスの低下分を補償するインピーダンス要素を兼用するスイッチとして、バイポーラトランジスタ（BJT）を用いることにより、電圧を持つインピーダンス要素となることで、順逆双方向の電流を揃えることができ、装置を増大させることなく、信頼性の高い制御が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明してきたように、本発明の発光装置によれば、発光素子ごとに割当てられる複数の順逆反転回路を備えているため、直列に接続していても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、正常な発光素子には通常の電圧を印加して、点灯状態を維持しつつ、リフレッシュを行うことができる。
また、並列に接続した場合、異常な発光素子のインピーダンス低下分を補償するインピーダンス要素を逆方向の電流経路に有することで、順逆反転回路への入力インピーダンスを正常時と概ね同じにすることができる。
また、逆方向に順方向と同等の電流を印加した際の直流電源回路の出力電圧を一定にすることができ、正常な発光素子への影響を防ぐことができる。
さらにまた、順方向と逆方向の電流をほぼ同じにすることで、異常な負荷の有無によらず、直流電源の出力電流を略一定に安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施の形態の有機エレクトロルミネッセント装置は、図１に基本回路構成を示すように、直流電源装置１００に、それぞれ有機エレクトロルミネッセント素子ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３・・・を中心にすえたフルブリッジ回路からなる照明回路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・が並列接続されており、各有機エレクトロルミネッセント素子毎に、有機エレクトロルミネッセント素子に印加される電流の順逆を切替える複数の順逆反転回路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・が配設されたことを具備したことを特徴とする。
【００１９】
この有機エレクトロルミネッセント装置は図２（ａ）に示すように、ケース１０内に収納された、有機エレクトロルミネッセント素子ＬＰ１、ＬＰ２・・・と、照明回路２０とで構成されている。この照明回路２０はプリント基板２０１上に搭載された電子部品２０２で構成されている。そして有機エレクトロルミネッセント素子は、その一例を図２（ｂ）に要部拡大断面図で示したように、透光性のガラス基板１０１の表面に、透明導電膜からなる陽極１０２、発光機能を有する層（有機発光層）１０３、陰極１０４を順に積層形成したものである。１０５は保護膜（ガラス）である。
【００２０】
そして各照明回路は電流制御回路２００ａ（２００ｂ、２００ｃ・・）と、有機エレクトロルミネッセント素子ＬＰ１（ＬＰ２、ＬＰ３・・）を囲む順逆反転回路Ｓ１（Ｓ２、Ｓ３・・）としてのフルブリッジ回路を構成するスイッチＱ１１、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１４・・・とで構成される。
【００２１】
図１に示す基本回路を用いて本発明の有機エレクトロルミネッセント装置の動作について説明する。図１のＶａ−Ｖｂが発光素子に印加される電圧Ｖｌａ、発光素子ＬＰに流れる電流をＩｌａとする。
ここで、Ｑｎ１→ＬＰｎ陽極→ＬＰn陰極→Ｑｎ４を介する電流の流れを順方向、
Ｑｎ２→ＬＰｎ陰極→ＬＰn陽極→Ｑｎ３を介する電流の流れを逆方向とする。
順方向、逆方向とも、流れる電流は電流制御回路２００ａ、２００ｂ、２００ｃ・・・によって、所定値、たとえば０．４Ａなどの値に制御されるものとする。
【００２２】
次に直流電源部１００について説明する。直流電源部１００は、図３に示すように、
ＡＣ電源１とＰＦＣ回路２と降圧チョッパ回路４とで構成されている。ＰＦＣ回路２は、ＡＣ電圧からDC電圧に変換する回路である。ここでスイッチング素子Ｑ１は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚで動作している。なおここではＰＦＣ回路を用いたが、PFC回路でなくとも直流電源となる回路方式、又は直流電源そのもののみでもよい。また、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。ここでスイッチング素子Ｑ２は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚで動作している。なおここでは降圧チョッパ回路を用いたが降圧チョッパ回路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。
【００２３】
次にこの照明回路の動作について説明する。
図４はこの照明回路の動作を示すタイムチャートである。
まず、発光素子である有機エレクトロルミネッセント素子ＬＰ１が正常な状態の時はＱ１１、Ｑ１４をオン、Ｑ１２、Ｑ１３をオフとし、有機エレクトロルミネッセント素子の陽極から陰極に向かって（順方向）電流を流して発光させる。
ここで電圧検出回路は、陽極１０２と陰極１０４との間の電圧を検出するもので通常の電圧検出回路を用いる。
【００２４】
次に、有機エレクトロルミネッセント素子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。
Ｔ１：図示しない電圧検出回路で有機エレクトロルミネッセント素子の異常（部分的な短絡）を検知する。
Ｔ２：有機エレクトロルミネッセント素子に通常と逆向きの（逆方向）電流を流す。このときＱ１１、Ｑ１４をオフ、Ｑ１２、Ｑ１３をオンとし、有機エレクトロルミネッセント素子の陰極から陽極に向かって（逆方向）電流を流して有機エレクトロルミネッセント素子をリフレッシュさせる。
Ｔ３：電圧検出回路で有機エレクトロルミネッセント素子の復帰を検知する（短絡部分が開放）。
Ｔ４：再びＱ１１、Ｑ１４をオン、Ｑ１２、Ｑ１３をオフとし、有機エレクトロルミネッセント素子の陽極から陰極に向かって（順方向）電流を流して発光させる。
【００２５】
動作の流れのタイムチャートを図４（ａ）乃至（ｄ）を参照しつつ詳細に説明する。
図４（ａ）は、有機エレクトロルミネッセント素子に印加される電圧Ｖｌａを示し、図４（ｂ）は、Ｑｎ１，Ｑｎ４ゲート信号を示し、図４（ｃ）は、Ｑｎ２，Ｑｎ３ゲート信号を示し、図４（ｄ）は、有機エレクトロルミネッセント素子を流れる電流Ｉｌａを示す。
Ｔ１：有機エレクトロルミネッセント素子の異常を検知する。なんらかの要因で有機エレクトロルミネッセント素子の一部分が短絡することで、短絡部分のみに電流が流れ、不点となったり、一部分のみが発光するなど、異常な状態となる。このときＶｌａ(有機エレクトロルミネッセント素子に印加される電圧)は低下する。Ｖｌａ検出回路によりＶｌａが低下したことを検知し、マイコンに信号を送る。
Ｔ２：有機エレクトロルミネッセント素子に通常と逆向きの電圧を印加する。Ｖｌａが所定の値Ｖｔｈ１に低下したことをトリガとして、Ｑ１、Ｑ４をオフしてＱ２、Ｑ３をオンする。
このオン、オフの信号はたとえば、マイコンで生成されたパルスをドライブドライブＩＣを介してスイッチのベースあるいはゲートに与えるものでよい。Ｑ２、Ｑ３のオンにより、有機エレクトロルミネッセント素子には通常とは逆向きの電圧が印加される。このとき、有機エレクトロルミネッセント素子には逆向きの電流(リフレッシュ電流)が流れる。
Ｔ３：有機エレクトロルミネッセント素子が正常に復帰したことを検知する逆向きの電流を印加し続けるのは、短絡部分には集中的に過大な電流を流し、その発熱によって短絡部分が断線して開放状態となることを狙うものである。開放状態になると、Ｖｌａは−Ｖｉｎ(Ｖｉｎは降圧チョッパ出力電圧Ｃ２間電圧)まで低下する。
Ｖｌａ検出回路によりＶｌａが低下したことを検知し、正常状態への復帰のトリガとする。
【００２６】
また、同じく、開放状態になると、有機エレクトロルミネッセント素子に流れる逆方向の電流は減少する。
電流検知回路によりＩｌａがＩｔｈ１にまで上昇したことを検知したことも正常状態への復帰のトリガとすることができる。
【００２７】
有機エレクトロルミネッセント素子の正常復帰を検知する条件は
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。
【００２８】
Ｔ４：有機エレクトロルミネッセント素子に通常の電流を流す ＶｌａがＶｔｈ２まで低下する(ＩｌａがＩｔｈ１以上になる)と、上記Ｔ３で示したトリガによって、Ｑ１、Ｑ４をオンしてＱ２、Ｑ３をオフする。
有機エレクトロルミネッセント素子には順方向の電流が流れて有機エレクトロルミネッセント素子が発光する。なお、開放になった部分には電流が流れないので部分的に不点灯にはなる。
【００２９】
（実施例１）
次に本発明の実施例１の順逆反転回路について説明する。
本実施例の順逆反転回路（２００ａ、２００ｂ。２００ｃ、・・・）では、図５に等価回路、図６に検出抵抗を用いた電流制御回路の一例を示すように、検出抵抗Ｒ１２、Ｒ１１・・・Ｒｎ２、Ｒｎ１による電圧を検出し、前記実施の形態で説明したように、所定の電圧値と電流値に応じた検出電圧値の比較によって、トランジスタをオンオフして、電流値を一定とする。ここで、正方向電流の印加時はＱ２４(Ｑｎ４)を制御し、逆方向の場合は、Ｑ２２(Ｑｎ２)を制御する。一方、逆方向の電流はＱ２３(とＱ２２)を常時オンとして、Ｒ２２によって制御する。
ここで、Ｒ２２をＲ２２＝(Ｖｉｎ／正常時のＩｌａ）とすることで、順方向と同じ程度の電流を逆方向に流す。
（実施例２）
次に本発明の実施例２について説明する。
図７は、実施例２の順逆制御回路を示す。本実施例は、電流制御と逆方向の電流制御用の電流検出抵抗（電流制御部）を共有した形である。本実施例では、検出抵抗Ｒ１１、Ｒ２１・・・Ｒｎ１による電圧を検出し、前記実施の形態で説明したように、所定の電圧値と電流値に応じた検出電圧値の比較によって、トランジスタをオンオフして、電流値を一定とする。ここで、正方向電流の印加時はＱ２４(Ｑｎ４)を制御し、逆方向の場合は、Ｑ２３(Ｑｎ３)を制御する。Ｑ２４とＲ２１による順方向の電流制御は実施例１と同様である。ここでは、逆方向の電流は、Ｒ２１の電流検出によって、Ｑ２３をオンオフして行う。負荷のインピーダンスが低減（ほぼゼロ）しているので、ＶｉｎがＱ２３にかかる形になる。バイポーラトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧をそれぞれのトランジスタの動作中で、ＶＣＥ２4、ＶＣＥ２３と置くと、（正逆の負荷電流をIL、正方向の電流での点灯時の負荷電圧をＶＬとして）Ｖｉｎ−（ＩＬ×Ｒ２１）≒ＶＣＥ２３＞ＶＣＥ２４＝Ｖｉｎ−ＶＬ−（ＩＬ×Ｒ２１）となる。
【００３０】
（実施の形態２）
なお、本発明の実施の形態２として、前記実施例１の電流制御回路のスイッチＱｎ３の位置にスイッチに代えて、その他、ＬＥＤなどの別光源４０を配した照明器具も有効である。この照明器具の電流制御回路の例を図８に示す。このＬＥＤ４０は、正常点灯時は有機エレクトロルミネッセント素子を用いた発光素子に加えて点灯し、異常時の逆方向電流印加時にも同様に点灯することで、有機エレクトロルミネッセント素子の修復中にも照明器具としては、すべての光源が消灯してしまわないようにすることができる。
ここでこの電流制御回路では、ＬＥＤでの印加電圧をＶＦとしたとき、（Ｖａｎ−ＶＦ)／Ｒｎ２＝正常時のＬＥＤ電流＝修復中のＬＥＤ電流が概ね正常時の有機エレクトロルミネッセント素子の順方向電流と等しくなるようにＲｎ２の値を設定するとよい。
【００３１】
（実施の形態３）
なお、本発明の実施の形態３として、発光素子をを直列に接続した例を示す。
本発明の実施の形態３の有機エレクトロルミネッセント装置は、図９に基本回路構成を示すように、直流電源装置１００に、それぞれ有機エレクトロルミネッセント素子ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３・・・を中心にすえたフルブリッジ回路からなる照明回路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・が直列接続されており、前記実施の形態１と同様、各有機エレクトロルミネッセント素子毎に、有機エレクトロルミネッセント素子に印加される電流の順逆を切替える複数の順逆反転回路２００ａ、２００ｂ、２００ｃ・・・が配設されたことを具備したことを特徴とする。
本実施の形態においても、個々の照明回路における、有機エレクトロルミネッセント素子両側の電位差からのランプ電圧検出、異常検出〜修復（ブリッジの反転）〜復帰検出、の過程は前記実施の形態１の発光装置と同様である。
本実施の形態では、個々の照明回路が直列に接続されるので、１箇所の電流制御で有機エレクトロルミネッセント素子に流れる電流は順逆、素子に関係なく一定とすることができる。
【００３２】
また、この有機エレクトロルミネッセンス素子１００は、その一例を図２（ａ）および（ｂ）に要部拡大断面図で示したように、透光性のガラス基板１０１の表面に、透明導電膜からなる陽極１０２、発光機能を有する層１０３、陰極１０４を順に積層形成したものである。この透光性基板１０１は、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどの透光性のガラス板や、透光性のプラスチック板などを用いることができる。透光性基板１０１は、光透過性であればよく、無色透明の他、若干着色されているものであっても、すりガラス状のものであってもよい。
【００３３】
また、発光機能を有する層１０３は、いわゆる発光層に加え、陽極１０２の側にホール輸送層、陰極１０４の側に電子注入層を積層した多層膜であり、陽極１０２に正電圧を、陰極４に負電圧を印加することで、電子注入層を介して注入された電子と、ホール輸送層を介して注入されたホールとが、発光層内で結合して発光が起こる。このように発光機能を有する層１０３で発光した光は、透明導電膜からなる陽極１０２と透光性基板１０１を透過し、透光性基板１０１の表面側から取り出されるものである。この有機エレクトロルミネッセンス素子１００は、電池など１０Ｖ程度の低電圧で高輝度発光が可能である。
【００３４】
また陽極１０２は、発光機能を有する層中にホールを注入するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、導電性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が４ｅＶ以上のものを用いるのがよい。このような陽極２の材料としては、例えば、Ａｕ（金）などの金属、ＣｕＩ（ヨウ化銅）、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ：インジウムチンオキサイド）、ＳｎＯ2（酸化スズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等の透光性の導電材料が使用可能である。陽極１０２は、例えば、これらの電極材料を、透光性基板１０１の表面に、真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により成膜及びパターニングすることによって形成される。また、発光機能を有する層１０３における発光を陽極１０２を透過させて外部に照射するためには、陽極１０２の光透過率を７０％以上にすることが好ましい。さらに、陽極１０２のシート抵抗は数百Ω／□以下とすることが好ましく、特に好ましくは１００Ω／□以下とするものである。ここで、陽極１０２の膜厚は、陽極１０２の光透過率、シート抵抗等の特性を上記のように制御するために、材料により異なるが、５００ｎｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲に設定するのが望ましい。
【００３５】
また、陰極１０４は、発光機能を有する層１０３中に電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、導電性化合物及びこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が５ｅＶ以下のものであることが好ましい。このような陰極１０４の電極材料としては、例えば、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Ａｌ／Ａｌ2Ｏ3混合物、Ａｌ／ＬｉＦ混合物などが挙げられる。陰極１０４についても陽極と同様、例えば、これらの電極材料を、真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により、成膜後パターニングすることによって得ることができる。また、発光機能を有する層１０３における発光を陽極１０２側に照射するためには、陰極４の光透過率を１０％以下にすることが好ましい。ここで陰極１０４の膜厚は、材料により異なるが陰極１０４の光透過率等の特性を制御するために、通常５００ｎｍ以下、好ましくは１００〜２００ｎｍの範囲とするのがよい。
【００３６】
ここで発光機能を有する層１０３のうち、電子輸送層とホール輸送層とに挟まれた発光層に用いる発光材料またはドーピング材料は、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス（8−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、トリス（５−フェニル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチルベンゼン誘導体、ジスチルアリーレン誘導体、及び各種蛍光色素等があるが、これに限定されるものではない。
【００３７】
また、上記発光機能を有する層１０３は、上記発光層と陽極２との間すなわち陽極側にホール輸送層を積層しており、このホール輸送層を構成する材料としては、ホールを輸送する能力を有し、陽極１０２からのホール注入効果を有するとともに、発光層に対して優れたホール注入効果を有し、また電子のホール輸送層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を挙げることができる。具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリエチレンジオキサイドチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の導電性高分子等の高分子材料が挙げられる。
【００３８】
また、上記発光機能を有する層１０３は、発光層と陰極１０４との間すなわち陰極１０４の側に電子注入層を積層しており、この電子注入層を構成する材料としては、電子を輸送する能力を有し、陰極１０４からの電子注入効果を有するとともに、発光機能を有する層１０３に対して優れた電子注入効果を有し、さらにホールの電子注入層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を挙げることができる。具体的には、フルオレン、バソフェナントロリン、バソクプロイン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、アントラキノジメタン等やそれらの化合物、金属錯体化合物もしくは含窒素五員環誘導体である。さらに、ポリマー有機エレクトロルミネッセンス素子に使用されるポリマー材料も使用することができる。例えば、ポリパラフェニレン及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体等である。電子注入層は、例えば、バソフェナントロリンとＣｓ（セシウム）を、モル比１：１の割合で共蒸着して形成することができる。
以上説明したように本実施の形態によれば上記有機エレクトロルミネッセント素子を用いることにより、減衰も少なく、ゆらぎを生成し自然光に近いやわらかな演出照明を実現することができる。
なお前記実施の形態では面状発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた例について説明したが、有機エレクトロルミネッセンス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ス素子をはじめ、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。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】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
【図２】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
【図３】本発明の実施の形態１にかかる直流電源装置を示す図
【図４】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
【図５】本発明の実施例１の順逆反転回路を示す図
【図６】本発明の実施例１の順逆反転回路における電流制御装置を示す図
【図７】本発明の実施例１の順逆反転回路を示す図
【図８】本発明の実施の形態２の照明装置を示す図
【図９】本発明の実施の形態３の照明装置を示す図
【符号の説明】
【００４０】
１００ 直流電源装置
ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３・有機エレクトロルミネッセント素子
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、２０ 照明回路
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 順逆反転回路
２０１ プリント基板
２０２ 電子部品
１０１ ガラス基板
１０２ 陽極
１０３ 発光機能を有する層
１０４ 陰極
【特許請求の範囲】
【請求項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、
発光素子ごとに割当てられ、発光素子に印加される電流の順逆を切替える複数の順逆反転回路とを具備した発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置を具備した照明器具。
【請求項３】
請求項２に記載の照明器具であって、
前記複数の順逆反転回路は前記直流電源回路に並列接続され、
各順逆反転回路が、
インピーダンス要素によって構成される順逆の両方向の電流を制御する電流制御部を具備した照明器具。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の照明器具であって、
発光素子に印加される電圧を検知する電圧検知回路を具備し、
前記発光素子に流れる電流が順逆双方向で略同一である照明器具。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載の照明器具であって、
前記順逆反転回路は、
発光素子の正常／異常によるインピーダンスの変化に対し、
順逆反転回路の入力インピーダンスが略一定となるように順逆方向で異なるインピーダンスをもつ回路要素を具備した照明器具。
【請求項６】
請求項５に記載の照明器具であって、
前記回路要素はバイポーラトランジスタである照明器具。
【請求項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、
発光素子ごとに割当てられ、発光素子に印加される電流の順逆を切替える複数の順逆反転回路とを具備した発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置を具備した照明器具。
【請求項３】
請求項２に記載の照明器具であって、
前記複数の順逆反転回路は前記直流電源回路に並列接続され、
各順逆反転回路が、
インピーダンス要素によって構成される順逆の両方向の電流を制御する電流制御部を具備した照明器具。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の照明器具であって、
発光素子に印加される電圧を検知する電圧検知回路を具備し、
前記発光素子に流れる電流が順逆双方向で略同一である照明器具。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載の照明器具であって、
前記順逆反転回路は、
発光素子の正常／異常によるインピーダンスの変化に対し、
順逆反転回路の入力インピーダンスが略一定となるように順逆方向で異なるインピーダンスをもつ回路要素を具備した照明器具。
【請求項６】
請求項５に記載の照明器具であって、
前記回路要素はバイポーラトランジスタである照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２３８８７０（Ｐ２００９−２３８８７０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８０５１７（Ｐ２００８−８０５１７）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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