JP5046973B2

JP5046973B2 - 面状発光型照明システムおよびその駆動方法

Info

Publication number: JP5046973B2
Application number: JP2008015716A
Authority: JP
Inventors: 将直大川; 信請川; 彌岩井; 秀治河地; 洋司高宮; 哲森
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2028-01-28
Also published as: JP2009176633A

Description

本発明は、面状発光型照明システムおよびその駆動方法に係り、特に、折り畳み動作に伴う発光制御の可能な面状発光型照明システムに関する。

近年、面発光型照明装置としては、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などのエレクトロルミネッセンス素子が注目されている。エレクトロルミネッセンス素子は、蛍光物質に電圧を印加することで発光するものであり、有機エレクトロルミネッセンス素子と無機エレクトロルミネッセンス素子に分類することができる。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子は、平面発光が容易であること、電池など１０Ｖ程度の低電圧で１００〜１０００００ｃｄ／ｍ²程度の高輝度の発光が可能なこと、蛍光物質を構成する材料の組合せで多数の色を発光させることが可能なことから、平面発光体として注目されている。

有機エレクトロルミネッセント素子においても、近年演出照明の高度化への要求を受け、１つの発光装置で多様な照明を行うことが求められるようになってきており、基板上に形成された複数の有機発光ダイオードを、カプセル化カバーを用いて電気的に接続可能にし、多様な発光を実現するようにした照明装置が提案されている（特許文献１）。
また、面状発光素子を照明器具として用いた面状発光型照明器具においては収納時にこれを巻き取るようにしたロールスクリーンも提案されている（特許文献２）。

特開２００４−３１３４１号公報特開２００５−３４９９９７号公報

上記特許文献１の照明装置では、電気接点すなわち、給電部を複数備えた照明取り付け具に、複数の有機発光ダイオードを装着することで、発光を実現するものであるため、形状に制限があり、またカプセル化カバーの領域は非発光領域として大面積を要することになり、発光分布の調整には制限が必要であった。
また特許文献２の照明装置においても、配光制御については、別途部材が必要であるという問題もあった。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、取り扱いが容易でかつ、発光分布の制御が容易でかつ、演出照明の高度化の可能な面状発光型照明システムを提供することを目的とする。
また、薄型でかつ、コンパクトに収納することで、既存の設置場所の形状を大きく変更することなく、収納することの可能な面状発光型照明システムを提供することを目的としている。

そこで本発明の面状発光型照明システムは、可撓性の基板上に面状発光素子を形成し、この基板を湾曲させ、又は曲折させることで、発光領域と非発光領域とを形成し、発光分布を調整するようにしたことを特徴とする。
この構成により、種々の配光制御が可能となる。また、露出しなくなった発光面の発光を停止することで、省エネ効果を得ることができる。また巻き取り部において折りたたまれた領域は非発光領域とするため発熱を抑制することができる。

本発明の面状発光型照明システムは、可撓性の基板上に形成された面状発光素子と、前記面状発光素子の少なくとも一部を湾曲または曲折させ、前記面状発光素子の形状を変化させる形状制御部と、前記形状の変化により、前記基板上の光量分布を変化させる通電制御部と、を有し、前記面状発光素子は、前記基板の第１の面上に、畳み込み方向に沿って配列されるとともに、それぞれ第１および第２の端子が前記畳み込み方向と一致する方向に配列された複数個の面状発光素子で構成され、前記通電制御部は、前記基板の第２の面上の前記第１および第２の端子形成位置に対応して配設され、前記第１の端子と同電位となるように接続された第３の端子を具備し、畳み込み時に、前記第２の端子が前記第３の端子に当接することで、前記第１および第２の端子が短絡することを特徴とする。
この構成により、可撓性の基板上に形成された面状発光素子の一部を湾曲または曲折させ、形状を変化させる形状制御部と、前記形状の変化により、前記基板面上の光量分布を変化させる通電制御部を具備しており、必要に応じて容易に光量分布を調整することができる。また特別の接続冶具を必要とすることなく装着できるため、発光面積および発光光量の占有面積に対する割合を十分に大きくすることができる。

また本発明は、上記面状発光型照明システムにおいて、前記形状制御部が、面状発光素子の少なくとも一部を巻き取りまたは折り畳む畳み込み動作と、前記畳み込み動作のなされた面状発光素子を展開する繰り出し動作とを行うように構成され、前記通電制御部は、前記畳み込み動作で折り畳まれた領域は短絡し、非発光領域となり、畳み込まれていない領域のみに電界がかかり、発光領域となるように構成されたものを含む。
この構成により、上記作用効果に加え、構造が簡単であるという特徴を有する。

また本発明は、上記面状発光型照明システムにおいて、前記通電制御部が、発光停止手段を有し、前記発光停止手段は、前記面状発光素子に対する畳み込みによって露出しなくなった発光面の発光を停止するものである。
この構成により、極めて取り扱いが容易で、制御が簡単である。

この構成によれば、通電制御部として、第３の端子を付加するのみで極めて簡単な構成で制御を行うことが可能となる。

また本発明は、上記面状発光型照明システムにおいて、前記面状発光素子は、前記基板の第１の面上に、畳み込み方向に沿って配列されるとともに、それぞれ第１および第２の端子が前記畳み込み方向と一致する方向に配列された複数個の面状発光素子で構成され、前記通電制御部は、前記基板の第２の面上の前記第１および第２の端子形成位置に対応して配設され、畳み込み時に、前記第１および第２の端子の両方に当接することで、第１および第２の端子が短絡するように構成されたものを含む。
この構成により、通電制御部として、第３の端子を付加するのみで極めて簡単な構成で制御を行うことが可能となるが、この場合は第３の端子は繰り出し状態では浮遊状態であればよく、畳み込み時に第１および第２の端子を接続するものであればよい。

また本発明は、上記面状発光型照明システムにおいて、前記第３の端子は、前記基板の第２の面に沿って一体的に形成されたストライプ状のパターンである。
この構成により、高精度の位置決めを必要とすることなく形成可能で、容易に光量分布を制御することができる。

また本発明は、上記面状発光型照明システムにおいて、前記第３の端子は、前記基板の第２の面に沿って一定間隔で形成されたパターンである。
この構成により、第３の端子を、第１および第２の端子の配置に対応して一定間隔で形成することで、位置決めは必要となる反面、導電性材料の節減が可能となる。

また本発明は、上記面状発光型照明システムにおいて、前記面状発光素子は、前記基板上に、第１電極と、発光機能層と、第２電極とを順次積層するとともに、前記第１及び第２電極が前記基板の１辺側に導出されたものを含む。
この構成により、極めて簡単な構成で所望の光量分布を得ることができる。

また本発明は、上記面状発光型照明システムにおいて、前記第１の端子と前記第２の端子は、前記面状発光素子の１辺に沿って相対向する位置で突出部を構成している。
この構成により、前記第１の端子と前記第２の端子は、第３の端子との接触性が確実となり、光量分布の制御を確実にすることが可能となる。

また本発明は、上記面状発光型照明システムにおいて、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の第１電極は共通電極であり、前記第１電極に給電するための第１の端子は、前記基板の前記第２の面に形成されたストライプ状の第３の端子に接続されており、折り畳み時に、前記第２電極に接続された前記第２の端子と前記第３の端子が当接することで、短絡するように構成されたものを含む。
この構成により、共通電極である第１の端子に第３の端子が当接することで第２の端子が第１の端子に短絡し、その領域は非発光領域とすることができるため、極めて構造が容易である。また、有機エレクトロルミネッセンス素子の場合には、１方の電極のみを分割電極にすれば発光機能を有した層も他方の電極も一体的に形成してもよく、構造が極めて簡単となる。

また本発明は、上記面状発光型照明システムにおいて、前記第２の端子と前記第３の端子は、前記基板に設けられたスルーホールを介して電気的接続がなされたものを含む。
この構成により、特別な接続領域が不要となり、効率よく実装することができる。

また本発明は、上記面状発光型照明システムの駆動方法であって、前記形状制御部を用いて、面状発光素子の少なくとも一部を巻き取りまたは折り畳む畳み込み動作を含み、前記畳み込み動作で折り畳まれた領域は短絡し、非発光領域となり、畳み込まれていない領域のみに電界がかかり、発光領域となるように、通電制御部で所望の光量分布を得るように制御することを特徴とする。
この駆動方法によれば、畳み込みと繰り出し動作を繰り返すことで極めて容易に光量分布を調整することが可能となる。

以上説明してきたように、上記構成によれば、容易に光量分布を調整することができ、薄型でかつ、コンパクトに収納することのできる面状発光型照明システムを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の面状発光型照明システムは、図１にその全体斜視図を示すように、可撓性の基板上に形成された面状発光素子１００としての有機エレクトロルミネッセンス素子と、面状発光素子１００の少なくとも一部を湾曲させ、供給ロール２０１と巻き取りロール２０２との間で折り畳み（巻き込み）動作を行い形状を変化させる形状制御部２００と、前記形状の変化により、前記基板面上の光量分布を変化させる通電制御部３００とを有することを特徴とする。４００は電源である。

前記通電制御部３００は、前記巻き込み動作で巻き込まれた領域は短絡し、非発光領域となり、畳み込まれていない領域のみに電界がかかり、発光領域となるように構成される。

なお、この面状発光素子１００としての有機エレクトロルミネッセンス素子は、図２に要部拡大斜視図を示すように、可撓性の基板１０１としてのポリイミド樹脂基板の第１の面上に、第１の電極１０２が形成されると共に、この上層に有機樹脂層からなる発光機能を有した層１０３、第２の電極１０４が積層され、この第１および第２の電極１０２、１０３の端子１０２Ｔ、１０３Ｔを介して通電制御部（図２では図示しない）に接続され、巻き込み方向に沿って配列されるとともに、それぞれ第１および第２の端子が前記畳み込み方向と一致する方向に配列された複数個の有機エレクトロルミネッセンス素子１００（１００ａ、１００ｂ・・・）で構成され、前記通電制御部は、前記基板の第２の面上の前記第１および第２の端子形成位置に対応して配設された第３の端子を具備し、巻き込み時に、前記第１および第２の端子が前記第３の端子に当接することで、第１および第２の端子が短絡するように構成される。

この面状発光型照明システムでは面状発光素子としての有機エレクトロルミネッセンス素子１００は図３（ａ）および（ｂ）に第１の面および第２の面を示すとともに、図４に一部巻取り時の断面図を示すように、片側が巻き取られる面状発光素子は上から見た際に、発光する領域が短冊状に細分化され、その領域ごとに極性を有する２つの電極である第１および第２の端子３０１、３０２が直線状に配置される（裏面）。図５（ａ）および（ｂ）はこの面状発光素子の第１の面および第２の面を示す説明図であり、図６は通電制御部を示す図である。ここで、電極すなわち、第１および第２の端子３０１、３０２の発光機能を有した層１０３をはさんで反対側（おもて面）である第２の面には、ストライプ状の導体で構成された第３の端子３０３が配置され、通電制御部を構成している。ここでは、図４に断面図を示すように巻き取る際に裏面が巻き取り中心の内側になるように巻き取る。また、図８に示すように、この面状発光型照明システムにおける有機エレクトロルミネッセンス素子の基板１０１の縁の部分をガイド部材５００としてのレールに沿わせて曲部を設けるようにしてもよい。この構成では、レールに嵌める形で設置する。この構成により、レールの下部がレール上部より出っ張っていることによって、巻取り部の押し出しによって余ってくる面発光部が上方向に曲げられる。また出っ張りの形状を上下逆にすることで、下に向かって凸型に変形することも可能である。

このようにして、順次巻き取ることで、巻き取り部が１回転したところで、第１の面の第１および第２の端子３０１、３０２が第２の面に形成された第３の端子３０３によって導通する。
また、図５（ａ）および（ｂ）にこの面状発光素子の第１の面および第２の面の説明図を示すように、１画素の発光素子毎に１対の第１の端子および第２の端子が形成されている。

このあとさらに巻取りをすすめることで、導体による裏面の電極の導通箇所がふえ、非発光領域が増大することになる。
また、この電極の導通状態を検出し、もっとも発光部に近い側で導通している第１および第２の端子３０１、３０２の存在する領域より、発光部に遠い側を非発光とすることで、巻き取り部の発光を停止することが可能となる。

ここで、この第１および第２の端子３０１、３０２の導通は、例えば、点灯回路から見て、所定の抵抗を介して直流電圧が、第１の端子３０１に接続され、第２の端子３０２を接地するといった構造において、第１の端子３０１の電位を測定することで検出できる。
導通していない場合は当該電位は直流電圧にプルアップされ、導通した場合は、接地されているので、零となる。

なおこの通電制御部３００は、図６に示すように、電流制御部３０４を介して有機エレクトロルミネッセンス素子の第１および第２電極に接続されている。この第１および第２の端子３０１、３０２は直接有機エレクトロルミネッセンス素子に電流を供給するための電極ではなく、電力は別の電源線により供給される。第１および第２の端子３０１、３０２は第３の端子３０３を介して接続されることによって、電流制御部のトランジスタＴｒ_ａがオフして有機エレクトロルミネッセンス素子の第１電極への電流が遮断される。

この例では第１および第２の端子がオープンで、トランジスタがオンであるとき、次式のように電流制御がなされる。

Ｉ＝ｈ_ＦＥ＊（Ｖｃ−ＶＬ−０．７）／Ｒａ

また、ストリング毎のトランジスタの特性ばらつきによって、電流値がばらつくのを防ぐために、図７に変形例を示すように電流値検出による定電流制御部３０５を設けてもよい。ここで電源４００としては、所定のＤＣ電圧あるいは電流を供給するものであればよく、電池、定電圧源、定電流源、ＡＣ／ＤＣコンバータなどでもよい。

この構成により、可撓性の基板上に形成された面状発光素子の一部を湾曲または曲折させ、形状を変化させる形状制御部と、前記形状の変化により、前記基板面上の光量分布を変化させる通電制御部を具備しており、必要に応じて容易に光量分布を調整することができる。また特別の接続冶具を必要とすることなく装着できるため、発光面積（および発光光量の）占有面積に対する割合を十分に大きくすることができる。

また、通電制御部として、第３の端子を付加するのみで極めて簡単な構成で制御を行うことが可能となる。

（実施の形態２）
前記実施の形態１では第３の端子として一体的に形成されたストライプ状の導体パターンを用いたが、本実施の形態では、図９に有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する可撓性の基板１０１の第２の面を示すように第３の端子３０３を、所定の間隔でひとつずつ設けるようにしてもよい。
他の構成については、前記実施の形態１と同様に形成した。

この面状発光型照明システムにおいても、第１の面に形成された第１および第２の端子３０１、３０２が第２の面の第３の端子によって接続されることで、トランジスタＴｒ_ａをオフにし、有機エレクトロルミネッセンス素子への電流を遮断する。

本実施の形態では、巻き取った際に第１および第２の端子３０１、３０２の両方に重なる位置にくるように、巻取り部の円周の長さが発光部(各有機エレクトロルミネッセンス素子)の配置ピッチのおよそ整数倍になっている必要がある。また巻き取りムラなどに夜位置ずれなどの際に異なるストリング間の電極が接触しないように、電極の配置間隔は導体の長さより短くなっていることが望ましい。

なお、巻き取りを可能にするためには、基板としては湾曲が可能な材料を用いる必要がある。例えばポリイミド基板などの可撓性の配線基板（ＦＰＣ）や、その他樹脂材料あるいは紙などが適用可能である。
また、有機エレクトロルミネッセンス素子と電流制御部、第１乃至第３の端子はこの基板上に形成されるが、集積化するかあるいはチップ部品を搭載する場合にはフレキシブル基板に設けた部品や小型パッケージ部品を用いるのが望ましい。

（実施の形態３）
前記実施の形態１、２では巻取り動作による通電制御を用いたが、本実施の形態では、折り畳み動作により通電制御を行うようにした面状発光型照明システムについて説明する。
この面状発光素子１００としての有機エレクトロルミネッセンス素子は、図２に要部拡大斜視図を示したのと同様に、可撓性の基板１０１としてのポリイミド樹脂基板の第１の面上に、畳み込み方向に沿って配列されるとともに、それぞれ第１および第２の端子が前記畳み込み方向と一致する方向に配列された複数個の有機エレクトロルミネッセンス素子１００ａ、１００ｂ・・・で構成され、図１０乃至図１２に示すように、前記通電制御部３００は、前記基板の第２の面上の前記第１および第２の端子形成位置に対応して第３の端子が配設され、隣接画素では第２の面上に第１の端子および第２の端子が配設され、第１の面上に第３の端子が形成されと、畳み込み時に、前記第１および２の端子が前記第３の端子に当接することで、第１および第２の端子が短絡するように構成される。

この面状発光型照明システムでは面状発光素子としての有機エレクトロルミネッセンス素子１００は図１０（ａ）および（ｂ）（図１２（ａ）および（ｂ））に第１の面および第２の面を示すとともに、図１１に一部折り畳み時の断面図を示すように、片側が折り畳まれる面状発光素子は上から見た際に、発光する領域が短冊状に細分化され、その領域ごとに極性を有する２つの電極である第１および第２の端子３０１、３０２が直線状に配置される（裏面）。その電極すなわち、第１および第２の端子３０１、３０２の発光機能を有した層１０３をはさんで反対側（おもて面）である第２の面には、導体で構成された第３の端子３０３が交互に配置される。

このように、本実施の形態では、折り畳むことで同様に第１および第２の端子が接続されるように、第１および第２の端子と第３の端子とが交互に配置されている。順次折りたたむことで、第１および第２の端子３０１、３０２は第３の端子３０３によって短絡される。

なお、折り畳みを可能にするためには、基板としては剛性基板でもよいが折り畳み領域は可撓性材料で構成するのが望ましい。
前記実施の形態では電極を有機エレクトロルミネッセンス素子の情報のみに配置したが電極の厚みおよび部品の厚みによって巻き取りあるいは折り畳んだ際に重なり部の厚みが増え、両側で巻き取り部の径に差異が生じるのを防ぐために、図１３に変形例を示すように、両側に交互に通電制御部３００を形成し、両側で厚みに差が生じにくいようにバランスをとるようにしてもよい。

なお、ここでも折り畳みを可能にするためには、基板としては湾曲が可能な材料を用いる必要がある。例えばポリイミド基板などの可撓性の配線基板（ＦＰＣ）や、その他樹脂材料あるいは紙などが適用可能である。
また、有機エレクトロルミネッセンス素子と電流制御部、第１乃至第３の端子はこの基板上に形成されるが、集積化するかあるいはチップ部品を搭載する場合には、本実施の形態においても、フレキシブル基板に設けた部品や小型パッケージ部品を用いるのが望ましい。

さらにまた、以上説明してきた面状発光型照明システムによれば、１単位素子（有機エレクトロルミネッセント素子）毎に通電制御部を設けた例について説明したが、複数の素子に対し１個の電流供給回路を用いる構造の場合には、給電部に直接、第１乃至第３の端子を接続したスイッチング回路を設けてもよい。すなわち、たとえば定電流回路などの電流供給回路の＋側電位に接続された第１の端子と−側電位に接続された第２の端子とを基板の第１の面に設けるとともに、第２の面に第３の端子を設けるようにすれば、同様の制御が可能である。

また、上記実施の形態１乃至３の面状発光型照明システムは、可撓性の基板上に形成された面状発光素子で構成されているため、以下のような照明方式をとることも可能である。
１）形状制御部によって、面発光型照明器具の面発光部の形状を変化させる。
２）巻き取り、繰り出し、折り曲げによって、面発光部を湾曲、または曲折させる。
３）発光面を凸型に湾曲させることによって、面発光体の発光を中心から広がる方向に配光させる。
４）発光面を凹型に湾曲させることによって、面発光体の発光を中心に寄せる方向に配光させる。

以下、上述した面状発光型照明システムを用いた演出照明例について説明する。
図１４（ａ）は本発明の面状発光型照明システムの要部説明用斜視図である。この面状発光型照明システムの面発光部は前記実施の形態１乃至３で説明した面状発光型照明システムと同様、有機エレクトロルミネッセント素子１００を配列して構成され、面発光部には(+)(-)の端子を介して電圧が供給され、有機エレクトロルミネッセント層が発光し、この光を第１の面１１０側に照射するように構成されている。２０２は巻き取り部であり、この巻取り部で光照射面の面積が調整でき、コンパクトに収納できる。図１４（ｂ）は図１４（ａ）の面状発光型照明システムの断面図である。図１４（ｂ）は巻き取り部２０２で巻き取ることによって面発光部を平坦にしたもの。

図１５（ａ）および（ｂ）は図１４の面状発光型照明システムの発光部の形状を変化させたものである。
図１５（a）は、巻き取り部２０２の回転で面発光部１１２が送り出されることによって、照射面に対して凸の形に湾曲している。この構成によれば、面発光部１１２が湾曲することで、発光面が外を向く形となり、中心部に対して、外方向に配光が広がるものである。
図１５（ｂ）は、巻き取り部２０２の回転で面発光部１１２が送り出されることによって、照射面に対して凹の形に湾曲している。この構成によれば、面発光部１１２が湾曲することで、照射面が内を向く形となり、中心部に対して、内方向に配光が集中し、中央部を周囲よりも明るくすることができる。

図１６（a）は、面状発光型照明システムの面発光部１１２の任意の位置に支点を設置し、そこから凸型に湾曲をさせるものである。この構造では、支点の外側の面発光部１１２による配光を変えないので、必要以上に外に光を広げることなく、照射領域の周辺部を明るくすることができる。
図１６（ｂ）は、面状発光型照明システムの面発光部１１２の任意の位置に支点を設置し、そこから凹型に湾曲をさせるものである。この構造では、支点の外側の面発光部１１２による配光を変えないので、照射域の周辺部の明るさを下げることなく、中央部を明るくすることができる。なお、この例では左右対称に配置したが、左右に偏った位置で湾曲させるようにしてもよい。

図１７（a）乃至（ｃ）は、面発光部１１２の一部分をその他の部分に比べて線状に相対的にやわらかくし、より屈曲し易くした屈曲部１１３を配置したもので、巻き取り部２０２の押し出しにより、折れ曲がりやすく、屈曲部１１３を支点に面発光体の発光部１１２の凹凸の変形を可能にしている。屈曲部１１３は、他の部分よりも剛性の低い状態となるようにし、より屈曲し易くするのが望ましい。図１７（ｃ）は例えば厚みをその他の部分と比べて薄くすることで屈曲部１１３をより屈曲し易くしたものである。屈曲部１１３は非発光領域とするようにしてもよいし、発光領域とするようにすることも可能である。
このようにして自在に形状変化を行いながら所望の演出照明を実現することができる。なお図８で説明したようなガイド部材５００を用いて形状変化を支えるような構成をとることでより安定でかつ再現性の良好な演出照明を実現することができる。

以下、本実施の形態１乃至３で用いられる有機エレクトロルミネッセント素子の構造について説明する。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に要部拡大断面図を示したように、透光性基板１０１の裏面に、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。

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。

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１０２の材料としては、例えば、Ａｕ（金）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。

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。

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。

また、上記発光機能を有する層１０３は、上記発光層と陽極１０２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。

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は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、高効率でかつ高度な演出照明を実現することができる。

以上説明してきたように、本発明によれば、高度の演出照明を実現可能であることから、家庭用から劇場やショールームなどの照明など、広範囲に適用可能である。

本発明の実施の形態１の面状発光型照明システムを示す外観図本発明の実施の形態１の面状発光型照明システムで用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面拡大図本発明の実施の形態１の面状発光型照明システムを示す説明図本発明の実施の形態１の面状発光型照明システムを示す断面図本発明の実施の形態１の面状発光型照明システムを示す説明図本発明の実施の形態１の面状発光型照明システムの通電制御部を示す等価回路図本発明の実施の形態１の面状発光型照明システムの通電制御部の変形例を示す図本発明の実施の形態１の面状発光型照明システムを示す説明図本発明の実施の形態１の面状発光型照明システムの変形例を示す説明図本発明の実施の形態２の面状発光型照明システムを示す説明図本発明の実施の形態２の面状発光型照明システムを示す断面図本発明の実施の形態２の面状発光型照明システムを示す説明図本発明の実施の形態の面状発光型照明システムの変形例を示す外観図本発明の実施の形態の面状発光型照明システムを用いた演出照明の変形例を示す図本発明の実施の形態の面状発光型照明システムを用いた演出照明の変形例を示す図本発明の実施の形態の面状発光型照明システムを用いた演出照明の変形例を示す図本発明の実施の形態の面状発光型照明システムを用いた演出照明の変形例を示す図

符号の説明

１００有機エレクトロルミネッセンス素子
２００形状制御部
３００通電制御部
４００電源
５００ガイド部材

Claims

可撓性の基板上に形成された面状発光素子と、
前記面状発光素子の少なくとも一部を湾曲または曲折させ、前記面状発光素子の形状を変化させる形状制御部と、
前記形状の変化により、前記基板上の光量分布を変化させる通電制御部と、を有し、
前記面状発光素子は、前記基板の第１の面上に、畳み込み方向に沿って配列されるとともに、それぞれ第１および第２の端子が前記畳み込み方向と一致する方向に配列された複数個の面状発光素子で構成され、
前記通電制御部は、前記基板の第２の面上の前記第１および第２の端子形成位置に対応して配設され、前記第１の端子と同電位となるように接続された第３の端子を具備し、畳み込み時に、前記第２の端子が前記第３の端子に当接することで、前記第１および第２の端子が短絡する面状発光型照明システム。
可撓性の基板上に形成された面状発光素子と、
前記面状発光素子の少なくとも一部を湾曲または曲折させ、前記面状発光素子の形状を変化させる形状制御部と、
前記形状の変化により、前記基板上の光量分布を変化させる通電制御部と、を有し、
前記面状発光素子は、前記基板の第１の面上に、畳み込み方向に沿って配列されるとともに、それぞれ第１および第２の端子が前記畳み込み方向と一致する方向に配列された複数個の面状発光素子で構成され、
前記通電制御部は、前記基板の第２の面上の前記第１および第２の端子形成位置に対応して配設され、畳み込み時に、前記第１および第２の端子の両方に当接することで、前記第１および第２の端子が短絡するように構成された面状発光型照明システム。
請求項１または２に記載の面状発光型照明システムであって、
前記面状発光素子は、前記基板上に、第１電極と、発光機能層と、第２電極とを順次積層するとともに、前記第１及び第２電極が前記基板の１辺側に導出され、
前記第１電極は共通電極であり、前記第１電極に給電するための第１の端子は、前記基板の前記第２の面に形成されたストライプ状の第３の端子に接続されており、
折り畳み時に、前記第２電極に接続された前記第２の端子と前記第３の端子が当接することで、短絡するように構成された面状発光型照明システム。
請求項１乃至３のいずれかに記載の面状発光型照明システムの駆動方法であって、
前記形状制御部を用いて、
面状発光素子の少なくとも一部を巻き取りまたは折り畳む畳み込み動作を含み、
畳み込み動作で折り畳まれた領域は短絡し、非発光領域となり、畳み込まれていない領域のみに電界がかかり、発光領域となるように、通電制御部で所望の光量分布を得るように制御する面状発光型照明システムの駆動方法。