JP2013235800A - 有機ｅｌ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光を透過させる自己発電型の発光装置において、周囲が極端に明るいときでも周囲に適度な量の光を供給することが可能な有機ＥＬ装置を提供する。
【解決手段】本発明の有機ＥＬ装置１は、透光性の基板１０と、基板１０の表面上に設けられ、基板１０に入射する光の一部を電力に変換し、それ以外の光の少なくとも一部を透過する太陽電池層２０と、基板１０の裏面上に設けられ、太陽電池層２０及び基板１０を透過した光を遮光し、太陽電池層２０と電気的に接続された有機ＥＬ層３０とを備え、基板１０の第１部分１１では、表面に太陽電池層２０が設けられ、かつ、裏面に有機ＥＬ層３０が設けられており、基板１０の第２部分１２では、表面に太陽電池層２０が設けられ、かつ、裏面に有機ＥＬ層３０が設けられていない。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池を備えた有機ＥＬ装置に関する。

有機ＥＬ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子は、発光スペクトルが幅広く自然光に近く、また面発光が可能な発光素子である。従って、有機ＥＬ素子は、近年、発光装置、特に照明装置の新しい光源として期待されており、有機ＥＬ素子を光源とする照明装置の研究開発が進められている。

このような有機ＥＬ素子を用いた照明装置の一例としての有機ＥＬ装置が特許文献１に開示されている。この有機ＥＬ装置では、可視光透過性のガラス基板の一方の面に可視光透過性の有機ＥＬ層が形成され、他方の面に可視光透過性の太陽電池層が配置され、有機ＥＬ層及び太陽電池層がそれぞれ蓄電装置に接続されている。

特開２０１１−１１９４５５号公報

ところで、特許文献１の有機ＥＬ装置は、自身で電力を発生すると共にそれを用いて発光する自己発電型の発光装置であり、周囲が暗いときには太陽電池層で発生した電力により有機ＥＬ層を発光させて、周囲に適度な量の光を供給することができる。しかしながら、同有機ＥＬ装置は、装置外の光（外光）を基板の全領域で透過させる構成でもあるため、周囲が極端に明るいときには、周囲に多くの光が供給され過ぎてグレア等が発生し、周囲に適度な量の光を供給することが困難である。

例えば、特許文献１の有機ＥＬ装置を窓ガラスとして利用する場合、夜間には室外の光が弱いため、日中に蓄電した電力により有機ＥＬ層を発光させて、適度な量の光を室内に供給することができる。しかし、日中には外光（昼光）が強く、西日等の強い光もそのまま室内に取り入れられるため、室内でグレア等が発生する。

そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、光を透過させる自己発電型の発光装置において、周囲が極端に明るいときでも周囲に適度な量の光を供給することが可能な有機ＥＬ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る有機ＥＬ装置の一態様は、透光性の基板と、前記基板の表面上に設けられ、前記基板に入射する光の一部を電力に変換し、それ以外の光の少なくとも一部を透過する太陽電池層と、前記基板の裏面上に設けられ、前記太陽電池層及び前記基板を透過した光を遮光し、前記太陽電池層と電気的に接続された有機ＥＬ層とを備え、前記基板の第１部分では、表面に前記太陽電池層が設けられ、かつ、裏面に前記有機ＥＬ層が設けられており、前記基板の第２部分では、表面に前記太陽電池層が設けられ、かつ、裏面に前記有機ＥＬ層が設けられていない、ことを特徴とする。

さらに、本発明に係る有機ＥＬ装置の一態様において、前記有機ＥＬ層は、発光層と、前記発光層を挟むように配置され、前記発光層に電圧を印加する第１電極及び第２電極とを有し、前記第１電極は、前記発光層で発せられた光を透過し、前記第２電極は、前記太陽電池層及び前記基板を透過した光を遮光する、ことができる。

さらに、本発明に係る有機ＥＬ装置の一態様において、前記第２電極は、前記基板と前記発光層との間に設けられている、ことができる。

さらに、本発明に係る有機ＥＬ装置の一態様において、前記第１電極は、前記基板と前記発光層との間に設けられている、ことができる。

さらに、本発明に係る有機ＥＬ装置の一態様において、前記太陽電池層は、前記基板の表面の全面上に設けられている、ことができる。

さらに、本発明に係る有機ＥＬ装置の一態様において、前記有機ＥＬ装置は、複数の前記有機ＥＬ層を備え、前記複数の有機ＥＬ層は、前記基板の裏面上で間をおいて設けられ、互いに電気的に接続されている、ことができる。

さらに、本発明に係る有機ＥＬ装置の一態様において、前記有機ＥＬ装置は、さらに、前記太陽電池層及び前記有機ＥＬ層と電気的に接続され、前記太陽電池層で生成された電力を蓄電する蓄電池を備える、ことができる。

さらに、本発明に係る有機ＥＬ装置の一態様において、前記蓄電池は、表面に前記基板が立設され、光を遮光する板状の筐体内部に設けられる、ことができる。

本発明によれば、光を透過させる自己発電型の発光装置において、周囲が極端に明るいときでも周囲に適度な量の光を供給することが可能な有機ＥＬ装置を実現することができる。

本発明の実施の形態１の有機ＥＬ装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１の有機ＥＬ装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１の有機ＥＬ装置において光が通過する様子及び光を発する様子を詳細に示す断面図である。 本発明の実施の形態１の有機ＥＬ装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態１の変形例１の有機ＥＬ装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１の変形例１の有機ＥＬ装置において光が通過する様子及び光を発する様子を詳細に示す断面図である。 本発明の実施の形態１の変形例２の有機ＥＬ装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２の有機ＥＬ装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２の有機ＥＬ装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態２の有機ＥＬ装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態３の有機ＥＬシステムの構成を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。また、図面において、実質的に同一の構成、動作及び効果を表す要素については、同一の符号を付す。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置１の構成について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の構成を示す断面図である。図３は、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置１において光が通過する様子及び光を発する様子を詳細に示す断面図である。図４は、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の回路構成を示す図である。

有機ＥＬ装置１は、自己発電型の発光装置であり、図１及び図２に示されるように、基板１０と、基板１０の表面（一方の主面）に設けられた太陽電池層２０と、基板１０の裏面（他方の主面）に設けられた有機ＥＬ層３０とを備える。

［基板］
基板１０は、装置外部から有機ＥＬ装置１に供給される外光４５に対して透光性を有する透光性基板、例えば可視光領域の光に対して透光性を有する透明基板である。基板１０としては、透明の無アルカリガラスから構成されるガラス基板、又は樹脂から構成される可撓性のフレキシブル基板等を用いることができる。なお、基板１０の透過率は、材料組成を変更することによって調整することができるが、基板１０の厚みを変更することによっても調整することができる。

［太陽電池層］
太陽電池層２０は、下部電極層２１と、光電変換層２２と、上部電極層２３とから構成される。太陽電池層２０は、全体として外光４５の一部の波長の光４４に対して透光性を有し、例えば可視光領域の光４４に対して透光性を有する。同時に、太陽電池層２０は、外光４５の他部の波長の光４２に対して遮光性を有し、例えば可視光領域を外れる特定の波長帯の光４２を吸収する。

下部電極層２１は、基板１０上に設けられる。下部電極層２１は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）又はインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等の透明金属酸化物等の透明導電材料より構成することができる。

光電変換層２２は、下部電極層２１と上部電極層２３との間に設けられる。光電変換層２２は、例えば下部電極層２１側に形成されたｐ型の銅アルミ酸化物半導体層と、上部電極層２３側に形成されたｎ型の酸化亜鉛半導体層との積層体等から構成することができる。

上部電極層２３は、光電変換層２２上に設けられる。上部電極層２３は、例えばＳｎＯ２等の透明導電材料より構成することができる。

このような太陽電池層２０において、特定の波長帯の光４２、特に、波長３００〜４２０ｎｍの紫外光領域の光４２が光電変換層２２に照射されると、光電変換層２２は光エネルギーを吸収し、光電変換層２２で励起した電子と正孔とのペアが形成される。励起された電子は光電変換層２２のｐ型層（ｐ型の銅アルミ酸化物半導体層）に、正孔はｎ型層（ｎ型の酸化亜鉛半導体層）に流れ込み、これによって、ｐ型層に正の、ｎ型層に負の電圧が発生する。このようにして発生した電荷は下部電極層２１及び上部電極層２３を介して有機ＥＬ層３０に供給される。

［有機ＥＬ層］
有機ＥＬ層３０は、基板１０の第１部分１１にのみ設けられ、反射電極層３１と、正孔注入層３２と、発光層３３と、電子輸送層３４と、透明電極層３５とから構成される。有機ＥＬ層３０は、外光４５にうちの基板１０及び太陽電池層２０を透過した光４６に対して遮光性を有し、例えば可視光領域の光４６を反射する。なお、有機ＥＬ層３０としては、正孔輸送層や電子注入層を含むように構成してもよい。この場合、電子注入層としてはポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）等を用いることができ、正孔輸送層としてはトリフェルアミンやポリアニリン等を用いることができる。

反射電極層３１は、正孔が供給される、つまり、太陽電池層２０から電流が流れ込む陽極（アノード）であり、基板１０上に設けられる。反射電極層３１は、本発明の第１電極の一例であり、基板１０及び太陽電池層２０を透過した光４６に対して反射性を有する。反射電極層３１は、例えば、Ａｌ又は銀合金ＡＰＣ等の反射金属の単層体や、ＩＴＯ等の透明金属酸化物と銀合金ＡＰＣ等の反射金属との積層体より構成することができる。

正孔注入層３２は、反射電極層３１と発光層３３との間に設けられ、正孔を安定的に、又は正孔の生成を補助して、発光層３３に正孔を注入する機能を有する。正孔注入層３２を形成することにより、有機ＥＬ層３０の駆動電圧を低電圧化することができると共に、有機ＥＬ層３０を長寿命化することができる。正孔注入層３２は、正孔注入性の材料を主成分とする所定の有機材料を用いて形成することができ、例えばＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）又はアニリン等の化合物等により構成することができる。

発光層３３は、正孔注入層３２と電子輸送層３４との間に設けられる。発光層３３では、反射電極層３１と透明電極層３５とに所定の電圧が印加されることにより注入された電子と正孔とが再結合して生じるエネルギーにより、発光材料が励起されて発光する。発光層３３は、例えば下層としてのα−ＮＰＤ（Ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ］ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）と、上層としてのＡｌｑ３（ｔｒｉｓ−（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｌｕｍｉｎｕｍ）との積層体等の有機材料を用いて構成することができる。

電子輸送層３４は、発光層３３と透明電極層３５との間に設けられ、透明電極層３５から注入された電子を発光層３３内へ効率良く輸送すると共に、発光層３３と透明電極層３５との界面での励起子の失活防止をし、さらには正孔をブロックする機能を有する。電子輸送層３４は、有機材料を用いて構成することができる。

透明電極層３５は、電子が供給される、つまり、太陽電池層２０へ電流が流れ出す陰極（カソード）であり、電子輸送層３４上に設けられる。透明電極層３５は、本発明の第２電極の一例であり、反射電極層３１に対して負の電圧を発光層３３に印加して、電子を発光層３３に注入する機能を有する。透明電極層３５は、例えばＩＴＯ又はＩＺＯ等の透明金属酸化物等の透明導電材料より構成することができる。

このような有機ＥＬ層３０では、光４２を受けて太陽電池層２０で発生した電圧が反射電極層３１及び透明電極層３５の間に印加されると、それぞれに正孔及び電子が注入される。注入された電子及び正孔は発光層３３で結合し、結合によるエネルギーで発光層３３の発光材料が励起される。その励起状態から再び基底状態に戻る際に光４３が発せられる。

［接続部材］
第１接続部材４０は、反射電極層３１と下部電極層２１とを電気的に接続するワイヤー又は配線パターン等の導電体であり、例えば基板１０のビア内に設けられた導電体により構成することができる。

第２接続部材４１は、透明電極層３５と上部電極層２３とを電気的に接続するワイヤー又は配線パターン等の導電体であり、例えば基板１０、太陽電池層２０及び有機ＥＬ層３０のビア内に絶縁層を介して設けられた導電体により構成することができる。

上記構成を有する有機ＥＬ装置１では、図４に示されるように、外光４５のうちの一部の光は基板１０の有機ＥＬ層３０が設けられた部分つまり第１部分１１に向かい、それ以外の光は基板１０の有機ＥＬ層３０が設けられていない部分つまり第２部分１２に向かう。

基板１０の第２部分１２に向かう光について、その一部の光４２は太陽電池層２０で吸収（遮光）されるが、それ以外の光４４は太陽電池層２０を透過すると共に基板１０も透過する。そして、透過した光４４は有機ＥＬ層３０に邪魔されることなく、基板１０の有機ＥＬ層３０が設けられた側（有機ＥＬ装置１の外光４５が入射された側と反対側）から装置外部に発せられる。

しかし、基板１０の第２部分１２に向かう光については、太陽電池層２０及び基板１０を透過した光のうちの一部の光４６は有機ＥＬ層３０で反射（遮光）される。そして、反射された光４６は、基板１０の有機ＥＬ層３０が設けられた側でなく、太陽電池層２０が設けられた側（有機ＥＬ装置１の外光４５が入射された側）から装置外部に発せられる。

従って、外光４５のうちの一部の光は有機ＥＬ装置１を透過し、それ以外の光は有機ＥＬ装置１で遮光される。

一方、有機ＥＬ層３０から発せられる外光４５以外の光４３については、基板１０及び太陽電池層２０に影響されることなく、基板１０の有機ＥＬ層３０が設けられた側から装置外部に発せられる。

以上のように本実施の形態の有機ＥＬ装置１は、透光性の基板１０と、基板１０の表面上に設けられ、基板１０に入射する外光４５の一部（光４２）を電力に変換し、それ以外の光４４を透過する太陽電池層２０とを備える。さらに、有機ＥＬ装置１は、基板１０の裏面上に設けられ、太陽電池層２０及び基板１０を透過した光４４を遮光し、太陽電池層２０と電気的に接続された有機ＥＬ層３０を備える。そして、基板１０の第１部分１１では、表面に太陽電池層２０が設けられ、かつ、裏面に有機ＥＬ層３０が設けられている。しかし、基板１０の第２部分１２では、表面に太陽電池層２０が設けられ、かつ、裏面に有機ＥＬ層３０が設けられていない。このような構成により、外光４５のうちの基板１０の第２部分１２を透過した光４４は有機ＥＬ装置１を透過できるが、基板１０の第１部分１１を透過した光４６は有機ＥＬ層３０で遮光されて有機ＥＬ装置１を透過できない。従って、外光４５を透過させる自己発電型の発光装置において、外光４５の一部を遮光する構成を実現でき、外光４５が強いときでも適度な量の光を供給することができる。

また、本実施の形態の有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ層３０は、発光層３３と、発光層３３を挟むように配置され、発光層３３に電圧を印加する透明電極層３５及び反射電極層３１とを有する。そして、透明電極層３５は、有機ＥＬ層３０で発せられた光４３を透過し、反射電極層３１は、外光４５のうちの太陽電池層２０及び基板１０を透過した光４６を遮光する。このような構成により、有機ＥＬ層３０の電極が外光４５の遮光機能を持つので、有機ＥＬ層３０に外光４５の遮光機能を持つ層を付加する必要がなくなり、有機ＥＬ装置１を小型化することができる。

また、本実施の形態の有機ＥＬ装置では、反射電極層３１は、基板１０と発光層３３との間に設けられている。このような構成により、基板１０の有機ＥＬ層３０が設けられた側に、有機ＥＬ層３０の光４３を多く供給することができる。

また、本実施の形態の有機ＥＬ装置１では、太陽電池層２０は、基板１０の表面の全面上に設けられている。このような構成により、太陽電池層２０の表面積を大きくして、太陽電池層２０でより多くの電力を発生させることができる。

また、本実施の形態の有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ層３０により外光４５を遮光するため、遮光部が遮光機能と共に発光機能を持つ。従って、外光４５が遮光された部分からも適度な発光を得ることができるので、輝度差を起因とするグレアの発生を抑えることができる。

例えば、基板１０をガラス規格に合致する外径寸法のガラス板として本実施の形態の有機ＥＬ装置１を窓ガラスに適用した場合には、有機ＥＬ層３０によりブラインドと窓ガラスとが一体化されたブラインド構造の窓ガラスを実現することができる。そして、有機ＥＬ層３０を室内側に配置した場合には、単に外光４５の一部を遮光するだけでなく、外光４５が遮光された部分からも室内に適度な量の光を供給してグレアの発生を抑える窓ガラスを実現することができる。

（変形例１）
次に、本発明の実施の形態１の変形例１に係る有機ＥＬ装置１の構成について、図５〜図６を用いて説明する。図５は、本変形例に係る有機ＥＬ装置１の構成を示す断面図である。図６は、本変形例に係る有機ＥＬ装置１において光が通過する様子及び光を発する様子を詳細に示す断面図である。

実施の形態１の有機ＥＬ層３０では、反射電極層３１が発光層３３に対して基板１０側に配置され、発光層３３からの光４３を基板１０の有機ＥＬ層３０が設けられた側に導くとした。この構成では、基板１０の有機ＥＬ層３０が設けられた側に有機ＥＬ層３０の光４３を供給することができるが、基板１０の有機ＥＬ層３０が設けられていない側（太陽電池層２０が設けられた側）には光４３を供給することができない。従って、本変形例の有機ＥＬ装置１は、反射電極層３１を発光層３３に対して基板１０と反対側に設けることで、基板１０の太陽電池層２０が設けられた側に光４３を供給することが可能な有機ＥＬ装置を実現するものである。

本変形例の有機ＥＬ装置１は、図５に示されるように、有機ＥＬ層３０の構成が実施の形態１の有機ＥＬ層３０の構成に対して異なるものである。具体的に、本変形例の有機ＥＬ装置１は、反射電極層３１及び正孔注入層３２の組と電子輸送層３４及び透明電極層３５の組とが発光層３３に対して反対に配置されたものである。以下、実施の形態１の有機ＥＬ装置１と異なる点を中心に詳述する。

［有機ＥＬ層］
有機ＥＬ層３０は、反射電極層３１と、正孔注入層３２と、発光層３３と、電子輸送層３４と、透明電極層３５とから構成される。

透明電極層３５は、基板１０上に設けられる。電子輸送層３４は、透明電極層３５と発光層３３との間に設けられる。発光層３３は、電子輸送層３４と正孔注入層３２との間に設けられる。正孔注入層３２は、発光層３３と反射電極層３１との間に設けられる。反射電極層３１は、正孔注入層３２上に設けられる。

［接続部材］
第１接続部材４０は、反射電極層３１と下部電極層２１とを電気的に接続するワイヤー又は配線パターン等の導電体であり、例えば基板１０及び有機ＥＬ層３０のビア内に絶縁層を介して設けられた導電体により構成することができる。

第２接続部材４１は、透明電極層３５と上部電極層２３とを電気的に接続するワイヤー又は配線パターン等の導電体であり、例えば基板１０及び太陽電池層２０のビア内に絶縁層を介して設けられた導電体により構成することができる。

上記構成を有する有機ＥＬ装置１において、図６に示されるように、外光４５のうちの一部の光は有機ＥＬ装置１を透過し、それ以外は有機ＥＬ装置１で遮光される。一方、有機ＥＬ層３０から発せられる外光４５以外の光４３については、基板１０及び太陽電池層２０を透過して、基板１０の太陽電池層２０が設けられた側から装置外部に発せられる。

以上のように本変形例の有機ＥＬ装置１によれば、実施の形態１の有機ＥＬ装置１と同様の理由により、外光４５が強いときでも適度な量の光を供給することができる。

また、本変形例の有機ＥＬ装置１では、透明電極層３５は、基板１０と発光層３３との間に設けられている。このような構成により、有機ＥＬ層３０の光４３は、基板１０の太陽電池層２０が設けられた側に向けて供給されるので、基板１０の太陽電池層２０が設けられた側に光を供給することができる。

例えば、基板１０をガラス規格に合致する外径寸法のガラス板として本変形例の有機ＥＬ装置１を窓ガラスに適用した場合には、前述したブラインド構造の窓ガラスを実現することができる。そして、有機ＥＬ層３０を室内側に配置した場合には、有機ＥＬ層３０を所定の模様を示すようにパターニング等することで、室外に向けて所定の模様の光を発する看板等のサインパネルとして機能する窓ガラスを実現することができる。

（変形例２）
次に、本発明の実施の形態１の変形例２に係る有機ＥＬ装置１の構成について、図７を用いて説明する。図７は、本変形例に係る有機ＥＬ装置１の構成を示す斜視図である。

実施の形態１の有機ＥＬ装置１では、基板１０の裏面に１つの有機ＥＬ層３０のみが設けられるとしたが、複数設けることにより、さらに細かく有機ＥＬ層３０による外光４５の遮光量を調整することができる。従って、本変形例の有機ＥＬ装置１は、同じ１枚の基板１０の裏面上に複数の有機ＥＬ層３０を設けて構成されるものである。

本変形例の有機ＥＬ装置１は、図７に示されるように、実施の形態１の有機ＥＬ装置１に対し有機ＥＬ層３０を複数としたものである。以下、実施の形態１の有機ＥＬ装置１と異なる点を中心に詳述する。

［有機ＥＬ層］
複数の有機ＥＬ層３０は、同じ構成を有し、例えば一定の間隔で矩形の基板１０の長手方向に並んで配置されている。有機ＥＬ層３０のそれぞれは、基板１０の裏面上において矩形状をなし、かつ、その長手方向で基板１０を横切るように形成されており、有機ＥＬ層３０の長手方向は基板１０の短手方向と略平行とされている。

複数の有機ＥＬ層３０は、第１接続部材４０及び第２接続部材４１により、太陽電池層２０の両電極つまり下部電極層２１と上部電極層２３との間に並列接続されている。具体的には、第１接続部材４０により１つの下部電極層２１と複数の有機ＥＬ層３０の反射電極層３１とが電気的に接続され、第２接続部材４１により１つの上部電極層２３と複数の有機ＥＬ層３０の透明電極層３５とが電気的に接続されている。従って、複数の有機ＥＬ層３０には、太陽電池層２０で発生した電圧が均等に印加されている。

以上のように本変形例の有機ＥＬ装置１によれば、実施の形態１の有機ＥＬ装置１と同様の理由により、外光４５が強いときでも適度な量の光を供給することができる。

また、本変形例の有機ＥＬ装置１は、複数の有機ＥＬ層３０を備え、複数の有機ＥＬ層３０は、基板１０の裏面上で間をおいて設けられ、互いに電気的に接続されている。このような構成により、複数の有機ＥＬ層３０の間隔を調整することにより、有機ＥＬ装置１の外光４５の遮光量を細かく調整することができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置２の構成について、図８〜図１０を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の構成を示す斜視図である。図９は、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の構成を示す断面図である。図１０は、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の回路構成を示す図である。

本実施の形態の有機ＥＬ装置２は、実施の形態１の有機ＥＬ装置１に対し、蓄電池７０、制御部６０及びそれらを内蔵する筐体５０を付加して１つの有機ＥＬ装置としたものである。以下、実施の形態１の有機ＥＬ装置１と異なる点を中心に詳述する。

有機ＥＬ装置２は、自己発電型の発光装置であり、図８及び図９に示されるように、基板１０、太陽電池層２０及び有機ＥＬ層３０と、これらが表面に立設された板状の筐体５０と、筐体５０の内部に設けられた蓄電池７０及び制御部６０とを備える。

［筐体］
筐体５０は、例えば板状であり、外光４５のうちの基板１０、太陽電池層２０及び有機ＥＬ層３０を透過した光４４、並びに有機ＥＬ層３０からの光４３のうちの、基板１０に対して所定の角度以上で有機ＥＬ装置２から発せられた光を遮光する機能を有する。筐体５０は、例えば可視光領域の光に対して遮光性を有する。このとき遮光される光の角度は、筐体５０の主面が基板１０の主面となす角度を変更することで調整することができる。

なお、有機ＥＬ装置２を窓ガラスに適用する場合、筐体５０は例えば窓枠とすることができる。

［蓄電池］
蓄電池７０は、充放電可能な電池であり、太陽電池層２０で発生した電力を蓄電し、かつ、制御部６０を介して蓄電した電力を有機ＥＬ層３０に供給する。

［制御部］
制御部６０は、電気的な接続関係について、有機ＥＬ層３０と太陽電池層２０との間に挿入されており、太陽電池層２０で発生した電力に基づいてどのように有機ＥＬ層３０に電圧印加するかを制御している。また、制御部６０は、蓄電池７０とも電気的に接続されており、太陽電池層２０で発生した電力をどのように蓄電池７０に蓄電するかも制御している。さらに、制御部６０は、蓄電池７０に蓄電された電力に基づいてどのように有機ＥＬ層３０に電圧印加するかも制御している。制御部６０は、有機ＥＬ層３０、太陽電池層２０及び蓄電池７０の電気的な接続関係を切り替えるスイッチ等の切り替え部により構成することができる。

制御部６０による制御は、例えば次のように行われる。すなわち、制御部６０は、太陽電池層２０で発生する電力が第１の所定値より大きいときには、外光４５（特に光４２）が強いと判断して、太陽電池層２０で発生した電力を蓄電池７０に蓄電させる。一方、太陽電池層２０で発生する電力が第１の所定値以下であるときには、外光４５が弱いと判断して、太陽電池層２０で発生した電力の全てと蓄電池７０に蓄電された電力とを有機ＥＬ層３０に供給して有機ＥＬ層３０を発光させる。このとき、太陽電池層２０で発生する電力が第１の所定値より大きいときに全ての電力を蓄電池７０に蓄電させるのではなく、一部の電力のみを蓄電させ、それ以外の電力は有機ＥＬ層３０に供給して有機ＥＬ層３０を発光させてもよい。そして、太陽電池層２０で発生する電力が第１の所定値より大きい第２の所定値より大きいときに全ての電力を蓄電池７０に蓄電させてもよい。

具体的に、本実施の形態の有機ＥＬ装置２が窓ガラスに適用される場合、制御部６０は、一日のうち、外光４５が強い昼及び朝は、太陽電池層２０で発生した電力を蓄電池７０に蓄電させる。そして、外光４５が比較的弱い夕方は、太陽電池層２０で発生した電力の一部を蓄電池７０に蓄電させ、それ以外を有機ＥＬ層３０に供給して有機ＥＬ層３０を発光させる。さらに、外光４５が殆どない夜は、太陽電池層２０で発生した電力の全てと蓄電池７０に蓄電された電力とを有機ＥＬ層３０に供給して有機ＥＬ層３０を発光させる。

以上のように本実施の形態の有機ＥＬ装置２によれば、実施の形態１の有機ＥＬ装置１と同様の理由により、外光４５が強いときでも適度な量の光を供給することができる。

また、本実施の形態の有機ＥＬ装置２は、さらに、太陽電池層２０及び有機ＥＬ層３０と電気的に接続され、太陽電池層２０で生成された電力を蓄電する蓄電池７０を備える。このような構成により、外光４５が弱いときでも、太陽電池層２０で生成されて蓄電された電力を用いて有機ＥＬ層３０を発光させることができ、外光４５が弱いときでも適度な量の光を供給することができる。

また、本実施の形態の有機ＥＬ装置２では、蓄電池７０は、表面に基板１０が立設され、光を遮光する板状の筐体５０内部に設けられる。このような構成により、有機ＥＬ層３０だけでなく蓄電池７０の筐体５０にも外光４５の一部を遮光する機能を持たせることができるので、外光４５の遮光量を細かく調整することができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る有機ＥＬシステム３の構成について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態に係る有機ＥＬシステム３の構成を示す斜視図である。

本実施の形態の有機ＥＬシステム３は、図１１に示されるように、実施の形態２の有機ＥＬ装置２を連結部材８０により複数連結して１つの有機ＥＬシステムとしたものである。

複数の有機ＥＬ装置２は、例えば４本の紐又は針金等の連結部材８０により互いに連結されている。複数の有機ＥＬ装置２（筐体５０の主面）の連結部材８０に対する角度は調整可能であり、この角度を調整することによりいずれの角度以上の光を筐体５０により遮光させるかを調整することができる。

なお、複数の有機ＥＬ装置２は、ワイヤー等の接続部材を介して電気的に接続されていても、電気的に接続されていなくてもよい。電気的に接続されている場合には、複数の有機ＥＬ装置２で電力の共用を行い、また複数の有機ＥＬ層３０の発光の同期をとることができる。一方、電気的に接続されていない場合には、簡素な構成の装置を実現できる。

以上のように本実施の形態の有機ＥＬシステム３によれば、実施の形態２の有機ＥＬ装置２と同様の理由により、外光４５が強いときでも適度な量の光を供給することができる。

また、本実施の形態の有機ＥＬシステム３は、複数の有機ＥＬ装置２を備え、複数の有機ＥＬ装置２は間をおいて設けられている。このような構成により、複数の有機ＥＬ装置２の間隔を調整することにより、有機ＥＬシステム３の外光４５の遮光量を細かく調整することができる。

例えば、複数の有機ＥＬ装置２をそれぞれ遮光体とし、本実施の形態の有機ＥＬシステム３をブラインドに適用した場合には、発光機能を持つブラインドを実現することができる。そして、有機ＥＬ層３０を室内側に配置し、さらに図２の構成を採用した場合には、単に外光４５の一部を遮光するだけでなく、外光４５が遮光された部分からも室内に適度な量の光を供給できるので、グレアの発生を抑えるブラインドを実現することができる。一方、有機ＥＬ層３０を室内側に配置し、さらに図５の構成を採用した場合には、有機ＥＬ層３０を所定の模様を示すようにパターニング等することで、室外に向けて所定の模様の光を発する看板等のサインパネルとして機能するブラインドを実現することができる。

以上、本発明の有機ＥＬ装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、複数の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

例えば、上記実施の形態では、基板の表面上の全面に太陽電池層を設けるとしたが、有機ＥＬ層を発光可能な電力が得られれば、基板の表面上の一部にのみ太陽電池層が設けられてもよい。

また、上記実施の形態では、有機ＥＬ層において発光層を挟んで配置されて発光層に電圧を印加する２つの電極のいずれかが遮光性を有するとした。しかし、有機ＥＬ層の２つの電極はいずれも透光性を有し、有機ＥＬ層の電極以外の他の層が遮光性を有してもよい。

本発明は、有機ＥＬ装置に利用でき、特に照明機能を持つ窓ガラス及びブラインド等に利用することができる。

１、２ 有機ＥＬ装置
３ 有機ＥＬシステム
１０ 基板
１１ 第１部分
１２ 第２部分
２０ 太陽電池層
２１ 下部電極層
２２ 光電変換層
２３ 上部電極層
３０ 有機ＥＬ層
３１ 反射電極層
３２ 正孔注入層
３３ 発光層
３４ 電子輸送層
３５ 透明電極層
４０ 第１接続部材
４１ 第２接続部材
４２、４３、４４、４６ 光
４５ 外光
５０ 筐体
６０ 制御部
７０ 蓄電池
８０ 連結部材

Claims (8)

1. 透光性の基板と、
   前記基板の表面上に設けられ、前記基板に入射する光の一部を電力に変換し、それ以外の光の少なくとも一部を透過する太陽電池層と、
   前記基板の裏面上に設けられ、前記太陽電池層及び前記基板を透過した光を遮光し、前記太陽電池層と電気的に接続された有機ＥＬ層とを備え、
   前記基板の第１部分では、表面に前記太陽電池層が設けられ、かつ、裏面に前記有機ＥＬ層が設けられており、
   前記基板の第２部分では、表面に前記太陽電池層が設けられ、かつ、裏面に前記有機ＥＬ層が設けられていない、
   有機ＥＬ装置。
2. 前記有機ＥＬ層は、発光層と、前記発光層を挟むように配置され、前記発光層に電圧を印加する第１電極及び第２電極とを有し、
   前記第１電極は、前記発光層で発せられた光を透過し、
   前記第２電極は、前記太陽電池層及び前記基板を透過した光を遮光する、
   請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
3. 前記第２電極は、前記基板と前記発光層との間に設けられている、
   請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
4. 前記第１電極は、前記基板と前記発光層との間に設けられている、
   請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
5. 前記太陽電池層は、前記基板の表面の全面上に設けられている、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
6. 前記有機ＥＬ装置は、複数の前記有機ＥＬ層を備え、
   前記複数の有機ＥＬ層は、前記基板の裏面上で間をおいて設けられ、互いに電気的に接続されている、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
7. 前記有機ＥＬ装置は、さらに、前記太陽電池層及び前記有機ＥＬ層と電気的に接続され、前記太陽電池層で生成された電力を蓄電する蓄電池を備える、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
8. 前記蓄電池は、表面に前記基板が立設され、光を遮光する板状の筐体内部に設けられる
   請求項７に記載の有機ＥＬ装置。

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