(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整可能な分光分布を有する白色光エレクトロルミネセント照明装置であって、
（ａ）第１の発光素子、
（ｂ）第２の発光素子、および
（ｃ）コントローラーを含み、
前記第１の発光素子が、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射し、前記第１の波長帯域中の積分スペクトルパワーが前記第２の波長帯域に比べて高く、前記第２の波長帯域中の前記積分スペクトルパワーが前記第３の波長帯域に比べて高く、
前記第２の発光素子が、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射し、前記第３の波長帯域中の積分スペクトルパワーが前記第２の波長帯域の積分スペクトルパワーに比べて高く、前記第２の波長帯域中の前記積分スペクトルパワーが前記第１の波長帯域中の積分スペクトルパワーに比べて高く、
前記コントローラーが、調整された前記第１の発光素子および前記第２の発光素子によって生成された光を合わせることによって形成された光の分光分布が、４０００Ｋと９５００Ｋとの間の相関色温度でＣＩＥ標準昼光の分光分布と実質的に等しくなるように、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子によって生成された光の前記積分スペクトルパワーを調整する白色光エレクトロルミネセント照明装置。
【請求項２】
（ａ）基板、
（ｂ）２つの電極の間に設けられ、それらと電気的に接触する第１のエレクトロルミネセントユニットから構成される第１の発光素子、および
（ｃ）２つの電極の間に設けられ、それらとまた電気的に接触する第２のエレクトロルミネセントユニットから構成され、前記第１のエレクトロルミネセントユニットの上方もしくは下方に設けられた第２の発光素子
から構成される請求項１の白色光エレクトロルミネセント照明装置。
【請求項３】
（ａ）基板、
（ｂ）第１の電極アレイ、
（ｃ）前記第１の発光素子を形成するための第１のエレクトロルミネセント（ＥＬ）ユニット、および前記第２の発光素子を形成するための前記第２のエレクトロルミネセント（ＥＬ）ユニットのパターン化されたアレイ、ならびに
（ｄ）前記第１の発光素子および前記第２の発光素子が独立してアドレス指定可能であるように、電極がパターン化される第２の電極アレイ
から構成される請求項１の白色光エレクトロルミネセント照明装置。
【請求項４】
調整可能な分光分布を有する光を生成する照明装置を含む画像キャプチャーデバイスであって、
前記照明装置によって生成された光の前記スペクトルパワーが、
（ａ）第１の発光素子と、
（ｂ）第２の発光素子およびコントローラーとから構成され、
前記第１の発光素子が、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射し、前記第１の波長帯域中の積分スペクトルパワーが前記第２の波長帯域に比べて高く、前記第２の波長帯域中の積分スペクトルパワーが前記第３の波長帯域に比べて高く、
前記第２の発光素子が、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射し、前記第３の波長帯域中の積分スペクトルパワーが前記第２の波長帯域の積分スペクトルパワーに比べて高く、前記第２の波長帯域中の前記積分スペクトルパワーが前記第１の波長中の前記積分スペクトルパワーに比べて高く、
前記コントローラーが、調整された前記第１の発光素子および前記第２の発光素子によって生成された光を合わせることによって形成された光の分光分布が、４０００Ｋと９５００Ｋとの間の相関色温度でＣＩＥ昼光分光分布と実質的に等しくなるように、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子によって生成された光の前記積分スペクトルパワーを調整する画像キャプチャーデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明装置の構造および製造に関し、特に、複数の色と、独立してアドレス指定可能な２つの発光素子を有する黒体もしくは昼光光源とほぼ同じである白色光の分光分布とを生じさせることができる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光の複数の色を生じさせることができる照明装置は、ユーザーが光の相関色温度を調整できるような方法で「白色」光を発生させる、一般的な照明目的のための照明装置を含む多くの用途を満足させることが知られている。カメラのストロボおよび映画照明システムなどの特別な照明用途での使用のための調整可能な色温度を有する照明がさらに知られている。この応用空間の中では、一般的な黒体放射体、一般的な昼光照明もしくは標準昼光源の色度座標および分光分布と一致する色度座標および分光分布の両方を有する出力を提供する照明装置をつくり出すことが最も望ましい。日中の間、存在する自然光の色度座標は、ＣＩＥ色空間でプランク軌跡もしくは黒体曲線と呼ばれる曲線の近傍に一般的に該当する。４０００Ｋと２５０００Ｋとの間の色温度に関する昼光スペクトルを計算するための方法は、当該技術（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ  ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｏ．１５，Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ（Ｏｆｆｉｃｉａｌ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｎ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ），ウィーン，オーストリア，２００４．）の中で挙げられる。この曲線の近傍に到達して該当することが望ましい標準化された照明状態には、５０００Ｋ、６５００Ｋおよび９３００Ｋの昼光色温度に対応する、Ｄ５０、Ｄ６５およびＤ９３と呼ばれる照明状態、ならびに、より低い相関色温を有し、見かけ上、タングステンランプによって生じる光により類似する、いわゆる、より暖かな色の光がある。これらの標準照明状態と同じ色度座標を有する光を生じさせることが可能である照明装置を有することに加えて、これらの標準光源の標準分光分布と一致する分光分布を有する光を生じさせる照明装置を有することが望ましい。照明装置が生じさせた光の分光分布と、これらの標準照明状態の分光分布との間の一致する程度の評価方法の１つは、ＣＩＥ演色評価数、すなわちＣＲＩと呼ばれる評価方法である（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ  ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｏ．１３．３，Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｐｅｃｉｆｙｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒ−  Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｏｕｒｃｅｓ，ウィーン，オーストリア，１９９５．）。
【０００３】
ＣＲＩは、所与の照明装置によって照射された標準反射対象物のセットの色の見えが、特定の標準光源の分光分布を有する光によって照射されたそれらの同じ対象物の見えと一致する程度を特定する標準的な方法を提供する。一般に、８０以上の良好なＣＲＩを有する照明装置によって、目標の分光分布とよく一致し、高品質になると考えられる。
【０００４】
先行技術において知られている、色を制御することができる照明装置は、少なくとも３つの異なる独立して制御される光源から組み立てられる。Ｎｏｈは、欧州特許第１  ０７８  ５５６号明細書で、３つの異なる蛍光管、１つの整流器、３つの安定器およびその安定器を制御するための１つのコントローラーを使用して作られた照明装置を検討している。このシステムの中では、一般的な目的の照明デバイスの色温度における変化に影響を与えるために３つの照明装置の照明レベルが制御される。しかし、この態様では、特定のレベルまで全て機能させ、特定の分光分布を生じさせ、そして独立に制御しなければならない３つの異なる光源が必要である。この制御機構は複雑になる可能性があり、それぞれの照明装置が経年変化するにしたがってエラーを起こす傾向がある。
【０００５】
また、この開示は、制御装置が、理想的に言えば、第１の軸が照明装置の輝度レベルを表し、第２の軸が照明装置の色温度を表すような２つの直角をなす制御軸を有するように構成されるべきであるという事実を検討する。しかし、その著作者は、３つの独立的な光源を有することによって、発生することになる光の色度座標は、それぞれの隅がそれぞれの光源の色度座標によって表されるＣＩＥ色空間の２次元の三角形の中に該当しそうであるという問題を書いていない。したがって、そのシステムは、３つの光源のＣＩＥ色度座標がプランク軌跡に及ぶような位置に置かれる場合だけ、プランク軌跡に該当する色度座標の光を生成することになり、それぞれ３つの光源によって生成された相対的輝度が、混色するとプランク軌跡に該当する色度座標の光になるようなものである。この理由のため、もし、それらの照明装置のいずれか１つが別の物と異なる速度で経年変化する場合（すなわち、その分光分布が変わるか、またはその輝度出力が別の物と異なる速度で減少する場合）、照明装置の光出力は所望の色温度を有しそうもないのみならず、光出力の色度座標もプランク軌跡の近傍に該当しそうもなく、したがって、輝度と照明装置の出力の色度座標の位置とがプランク軌跡に該当しそうもない。さらに、プランク軌跡の近傍に該当する色度座標の光を作り出す３つの光源からの照明を制御するために、２つの制御を操作するので、光出力の正確な色を作り出すために３つの光源の正確な混色を決定することができるマイクロプロセッサーもしくは同様のデバイスを採用する必要がある。
【０００６】
奥村による「Ｃｏｌｏｒ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ−Ｒｅｇｕｌａｂｌｅ  Ｌｅｄ  Ｌｉｇｈｔ」のタイトルの米国特許出願公開第２００４/０２６４１９３号明細書で、色温度調整を有する照明装置もまた検討されている。この開示の中で、独立してアドレス指定可能な異なるＬＥＤの少なくとも２つの異なる態様が採用される。第１の態様では、青色もしくは紫外の発光体により励起されたときに広帯域の光を放射するりん光体物質から一般に形成される白色ＬＥＤは、青色および黄色の狭帯域ＬＥＤと共に使用される。この態様では、りん光体材料によって作り出された光は、スペクトル的に広帯域の放射であり、昼光に関してほどほどの演色評価数を有することが必要である。それから、青色および黄色のＬＥＤからの光は広帯域の光と混色される。組み合わせたものの全体の色温度を調整するために、混色の際の青色および黄色のＬＥＤの異なる割合を使用する。第２の態様では、広帯域の光を作り出すために蛍光体被覆物を有するこれらのうちの少なくとも１つと再び一緒に３つのＬＥＤが使用され、１番目は青色放射を有し、２番目は黄色放射を有し、そして、３番目はオレンジ色放射を有する。これらのそれぞれの態様は、少なくとも３つの放射性ＬＥＤを使用する照明装置を再び記述する。意図した光出力を作り出すためにそのＬＥＤからの光を混色する。この開示の中で示された第１の態様は、３つのＬＥＤを使用し、ＣＩＥ色空間を通る単一のラインの近傍に位置するようにそれらのＬＥＤの色度座標を全て検討するということを留意することが重要である。この事実により、１つのＬＥＤが別のものに比べて暗くなる場合でも、プランク軌跡から離れる光の色の傾向が弱まる。なぜならば、それらは、プランク軌跡にほぼ平行なラインに沿って位置するからである。残念ながら、この態様では、青色もしくは黄色のＬＥＤのどちらかを白色ＬＥＤと一緒に使用することが必要である。したがって、システムが適切に較正されない場合、またはＬＥＤの１つが別のものと異なる速度で経年変化する場合、１つのＬＥＤが消灯され、別のものが点灯された地点で輝度の移動が多分起こることになる。これは、色温度の不連続変化ならびに照明装置の知覚される明るさの突然の知覚的変化を作り出す可能性を有する。
【０００７】
また、Ｄｕｇｇａｌは、「Ｃｏｌｏｒ  ｔｕｎａｂｌｅ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅ」のタイトルの米国特許第６，８４１，９４９号明細書で、色可変照明装置について示している。しかし、この照明装置は、必要な色範囲を備えるために、独立してアドレス指定可能な３つのカラー発光素子を使用する。もう一度言いますが、照明装置にＣＩＥ色度座標の範囲を有する光を生成させるための照明装置内の独立してアドレス指定可能な３つ（たとえば、赤色、緑色および青色）の発光素子の存在は、昼光源の正確な色座標を作り出すために、独立してアドレス指定可能な３つの発光素子からの光の割合において複雑な制御を必要とし、そして、３つの照明装置の同等でない経時変化などの因子が、昼光色の形成をさらに困難にする。さらに、Ｄｕｇｇａｌは、赤色、緑色および青色の発光素子の適用を通して昼光源の分光分布を再現するための方法を検討していない。
【０００８】
光の異なる色を生成することができるＯＬＥＤの使用はよく知られており、ＴａｎｇおよびＬｉｔｔｍａｎに発行された「Ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｍｕｌｔｉｃｏｌｏｒ  ｉｍａｇｅ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ」というタイトルの米国特許第５,２９４,８６９号明細書で検討されているように、単一の平面上に空間的に配置された、または、Ｆｏｒｒｅｓｔらに発行された「Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｔａｃｔｓ  ｆｏｒ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」というタイトルの米国特許第５,７０３,４３６号明細書で検討されたように、積み重ねられ、それぞれアドレス指定可能な多数の放射層から構成される３色もしくは４色以上の発光素子を有するデバイスが文献で広く検討されてきている。Ｍｉｌｌｅｒらに譲渡された「Ｃｏｌｏｒ  ＯＬＥＤ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｗｉｔｈ  ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｐｏｗｅｒ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ」というタイトルの米国特許出願公開第２００４／０１１３８７５号明細書に記載されているように、フィルターと一緒に発光ダイオードデバイスを使用し、発光ダイオードデバイスの少なくともいくらかにフィルターをかけることによって４色の発光素子を有するＯＬＥＤデバイスを作り出すことがさらに知られている。しかし、照明装置が経時変化し、発光素子のうちの１つの光出力が他のものと比べて異なる速度で劣化するとしても、ＣＩＥ色空間内の単一のラインに沿って光の色を連続的に変化させることができ、この単一のラインに沿って光出力を連続的に供給する単純なＯＬＥＤベースの照明装置が提供されてこなかった。
【０００９】
また、一般的な照明環境の目的で使用するために、光を生成するための他のＬＥＤ技術が知られている。たとえば、それぞれの層を補色主波長帯域に同調させた複数の量子ドット層を堆積することができる能力を説明し、それにより白色光の放射を達成する研究が発表されてきている。たとえば、Ｂ．Ｄａｍｉｌａｎｏらによる論文「Ｆｒｏｍ  ｖｉｓｉｂｌｅ  ｔｏ  ｗｈｉｔｅ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｂｙ  ＧａＮ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔｓ  ｏｎ  Ｓｉ（１１１）  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ」（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒ  ｖｏｌ．７５，ｐ．９６２，１９９９）には、ＱＤサイズを制御することによる青色からオレンジ色までの連続的同調を引き起こすためにＳｉ（１１１）基板上のＧａＮ量子ドットを使用することが説明されている。フォトルミネセンス分光分布を通して説明されているように、白色光を生成するために、異なるサイズのＱＤの平面を４層積み重ねたものを含む試料が示されている。エレクトロルミネセント白色光放射は説明されておらず、固定した材料セットを使用した連続的色同調ではない。
【００１０】
米国特許出願公開第２００６／００４３３６１号明細書は、Ｌｅｅらによる白色発光有機−無機ハイブリットエレクトロルミネセンスデバイスを開示している。そのデバイスは、正孔注入電極、正孔輸送層、半導体ナノ結晶層、電子輸送層および電子注入電極を含む。ここで、その半導体ナノ結晶層は、少なくとも１種類の半導体ナノ結晶から構成される。そして、前記層のうちの少なくとも１つが光を放射して白色光放射を達成する。また、このデバイスの半導体ナノ結晶層は、サイズ、組成、構造もしくは形状のうちで少なくとも１つの差異点を有する少なくとも２種類のナノ結晶から構成されることができる。有機材料は輸送層のために使用され、一方、無機材料はナノ結晶および電極のために使用される。白色光を作り出すためにそのようなデバイスを使用することができるが、それには、この白色光源の色を変えること、もしくは白色光源の分光分布を制御することが必要であることが書かれていない。
【００１１】
Ｈｉｌｌによる米国特許第７，１２２，８４２号明細書は、白色光を生成する発光デバイスを開示している。ここで、一連の希土類元素をドープした第ＩＶ族半導体ナノ結晶は、白色光を生成するために、単一層に混合されるか、ＲＧＢ層のそれぞれの中で堆積される。一態様では、第ＩＩ族もしくは第ＶＩ族のナノ結晶の少なくとも１層が、ポンプ光源として作用する、希土類元素をドープした第ＩＶ族のナノ結晶によって放射された光を受光し、その後、第ＩＩ族もしくは第ＶＩ族のナノ結晶は、様々な波長で蛍光を発する。また、この開示は、デバイスが作動している間の色同調を説明していない。
【００１２】
Ｃｈｅｎによる米国特許出願公開第２００５／０１９４６０８号明細書は、広い分光分布のＡｌ(1-x-y)ＩｎyＧａxＮの白色発光デバイスを有するデバイスを開示している。そのデバイスは、広い分光分布を有する、少なくとも１つの青色−補色光量子ドット放射層と、少なくとも１つの青色発光層とを含む。青色−補色量子ドット層は複数の量子ドットを含み、その寸法およびインジウムの含有量は、その層の放射のＦＷＨＭを増加させるような一様でない分布になるように処理される。青色発光層は、パッケージ型ＬＥＤを形成するために２つの導電型クラッド層の間に配置される。様々な例が記載されており、その中では、広いスペクトル分布を提供するために９層までの放射層により青色−補色放射が達成され、４層までの青色放射層により青色放射が達成される。また、著作者は、ＬＥＤを構成する材料を変更することを通してＬＥＤの分光分布および色温度を調整することができる能力を検討する。しかし、著作者は、デバイスの色温度もしくは分光分布を動的に調整するための方法を提供していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、複数色の光出力、特にプランク軌跡に、もしくはプランク軌跡の近傍に位置する色度座標の複数色の光出力を供給し、先行技術の制御するための解決策に比べて製造するのに複雑ではなく単純であり、その上、さらに標準照明光源に比べて許容できるＣＲＩを有する光出力を作り出す能力を有する照明装置に関する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
白色光エレクトロルミネセント照明装置は調整可能な分光分布を有し。１）４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間、２）５２０ｎｍと６００ｎｍとの間および３）６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射する第１の発光素子を有する。第１の波長帯域中の積分スペクトルパワーは第２の波長帯域に比べて高く、第２の波長帯域中の積分スペクトルパワーは第３の波長帯域に比べて高い。第２の発光素子は、１）４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間、２）５２０ｎｍと６００ｎｍとの間および３）６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射する。第３の波長帯域中の積分スペクトルパワーは第２の波長帯域の積分スペクトルパワーに比べて高く、第２の波長帯域中の積分スペクトルパワーは第１の波長帯域中の積分スペクトルパワーに比べて高い。コントローラーは、調整された第１および第２の発光素子によって生成された光を合わせることによって形成された光の分光分布が、４０００Ｋと９５００Ｋとの間の相関色温度でＣＩＥ標準昼光分光分布と実質的に等しくなるように、第１および第２の発光素子によって生成された光の積分スペクトルパワーを調整する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一態様によるエレクトロルミネセント照明装置の略図である。
【図２】図２は、本発明の一態様による２つの発光素子の色座標、プランク軌跡および標準光源に対応する照明装置の出力例を示すＣＩＥ  １９７６  ＵＣＳ（Ｕｎｉｆｏｒｍ  Ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ  Ｓｃａｌｅ）色度図である。
【図３】図３は、２つの発光素子の分光分布を示すグラフであり、それのＵＣＳ座標が図２に描かれている。
【図４】図４は、図３でスペクトルが示された２つの発光素子の様々な組み合わせについて目標と実際の分光分布を示すグラフのグループである。
【図５】図５は、本発明の実施で有用な無機発光ダイオードの断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施で有用な、ダイオードからの無機発光層の断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施で有用な２つの発光素子に関する分光分布のグラフである。
【図８】図８は、図７に示す分光分布を有する２つの発光素子の色座標、プランク軌跡および標準光源に対応する照明装置の出力例を示すＣＩＥ  １９７６  ＵＣＳ色度図である。
【図９】図９は、本発明の実施で有用な２つの発光素子に関する分光分布のグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の実施で有用な２つの発光素子に関する分光分布のグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の実施で有用な１組の有機発光ダイオードの断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の一態様によるコントローラーである。
【図１３】図１３は、本発明のコントローラーに制御信号を供給する際に有用なユーザー用調節つまみを描いたものである。
【図１４】図１４は、本発明のコントローラーに制御信号を供給する際に有用なセンサーを描いたものである。
【図１５】図１５は、本発明の一態様による画像キャプチャーデバイスを描いたものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、図１に示すような白色光エレクトロルミネセント照明装置２を提供し、調整可能な分光分布放射を有する。ここで、その分光分布は、ＣＩＥによって指定された複数の標準昼光分布の分光分布とほぼ同じである。この照明装置２は２つの発光素子４，６を含む。第１の発光素子４は、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射する。ここで、第１の波長帯域中の積分スペクトルパワーは第２の波長帯域に比べて高く、第２の波長帯域中の積分スペクトルパワーは第３の波長帯域に比べて高い。第２の発光素子６は、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射する。ここで、第３の波長帯域中の積分スペクトルパワーは第２の波長帯域に比べて高く、第２の波長帯域中の積分スペクトルパワーは第１の波長帯域に比べて高い。照明装置２はコントローラー８をさらに含む。第１の発光素子と第２の発光素子とを組み合わせた分光分布が、４０００Ｋと１００００Ｋとの間の相関色温度でＣＩＥ標準昼光の分光分布と実質的に等しい分光分布を生じさせるように、コントローラー８は、第１の発光素子および第２の発光素子の積分スペクトルパワーを調整する。
【００１７】
本発明を可能にするため、２つの発光素子は、黒体すなわちプランク軌跡の近傍の２つのポイントとほぼ同じである色度座標を有する光出力を作り出すように設計される。このようなやり方で第１の発光素子４および第２の発光素子６の色度座標を設計することにより、照明装置は、２つの発光素子によって生成される輝度の割合を調整することによって一般の照明のための様々な所望の色の光を生成することができる。実際は、２つの発光素子４，６のＣＩＥ色度座標をつなぐ線に沿って色度が位置する色のいずれの色の光を生成することができ、それにより、所望の標準光源の条件等色を生成する。条件等色とそれらに対応する標準光源との間の分光分布の差異が最小になるように２つの発光素子のスペクトル出力を設計することができ、所望の標準光源に対する放射測定で一致する色とほほ同じである条件等色で一致する色を提供することが本発明で重要である。
【００１８】
特に、図２の１９７６  ＣＩＥ均等色空間図に示されるように、個別のＣＩＥ均等色空間座標を有する２つの発光素子４，６を有する照明装置２が提供される。この図に示されるように、照明装置２は、ｕ’ｖ’座標１２を有する光を放射するための第１の発光素子４およびｕ’ｖ’座標１４を有する光を放射するための第２の発光素子６を含む。ここで、ライン上の点が、プランク軌跡上の複数のポイントの０．０５色度単位内にあるように、１組のｕ’ｖ’座標１２，１４は、曲線１６によって示されるプランク軌跡の一部と実質的に一致するラインの端点を決定する。また、５０００Ｋ（１８）、６５００Ｋ（２０）および９３００Ｋ（２２）を含む様々な色温度に対応する様々な標準昼光光源を含む標準昼光光源もまたこのライン上もしくはこのラインの近傍に位置することに留意してください。これらの昼光光源は、ときどき、Ｄ５０、Ｄ６５およびＤ９３とそれぞれ呼ばれている。図２に示すように、これらの昼光光源の近傍のプランク軌跡１６の一部は比較的直線であり、それゆえ、可視スペクトル内の積分放射測定パワーの割合を調整することによって、そして、それゆえ、２つの発光素子のそれぞれから生成される輝度を調整することによって、本発明の照明装置２が、可視スペクトル内の積分放射測定パワーの割合を単に変更することによって、それゆえ、それらのｕ’ｖ’座標１２，１４を結んだライン上の色の光を選択するために発光素子４，６によって生成された輝度を単に変更することによって、これらの典型的な昼光光源のｕ’ｖ’座標と実質的に等しいｕ’ｖ’座標を達成する範囲の光を生成することができることに留意してください。
【００１９】
第１の発光素子および第２の発光素子は、昼光発光体の中間の色値を提供するために混色することができる色を一般にそれぞれ提供するが、参照することによって本明細書に組み込まれる、同時出願、同時係属の整理番号９３，６８１に記載されているように、様々なそのような組の発光素子を提供することが可能である。しかし、多くの照明の用途では、照明装置による光出力が標準光源と同じ色を生成することが重要であるのみならず、そのような照明装置が所望の光源の分光分布とほぼ一致するものを生成することが望ましいことが多い。これのスペクトルがほぼ一致しないと、高度な光源条件等色が生じない。ここで、反射する（もしくは透過する）対象物を表示する色刺激は、標準光源の表示と外観上全く一致しない。著作者は、照明装置の第１の発光素子４および第２の発光素子６の分光分布を適切なやり方で設計することにより、それぞれの標準光源に関する限り同じ色の光を達成することができるのみならず、標準昼光光源の分光分布にほとんど一致することが達成することがさらに可能になり、標準光源の色刺激と一致する色刺激を表す能力を提供することを示した。所望の分光分布を達成するためには、第１の発光素子４の放射強度が、４４０〜６８０ｎｍの波長の関数として一般に減少し、第２の発光素子６の放射強度が、４４０〜６８０ｎｍの波長の関数として増加することが重要である。図３は、第１の発光素子４に関する分光分布３０の例および第２の発光素子６に関する分光分布３２の例を示す。これらはこの要求を一般的に満たし、図２に示すような色度座標１２，１４を有する光を供給する。これら２つの分光分布は、この一般的な傾向に従うが、それぞれのこれらの分光分布は、一般的な傾向ラインの近くで振動し、それゆえ、この傾向ラインの周囲に局所的な最大および最小を示す。
【００２０】
しかし、本発明は、局所的最大のピーク幅が、第１の発光素子４に関する４４０〜６８０ｎｍの波長の関数として減少し、第２の発光素子６に関する４４０〜６８０ｎｍの波長の関数として減少することを単に必要とする。第１の発光素子４が、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域３４、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域３６および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域３８を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射することが本発明で特に重要である。ここに、第１の波長帯域の積分スペクトルパワーは第２の波長帯域よりも高く、第２の波長帯域の積分スペクトルパワーは第３の波長帯域よりも高い。図３に示す分光分布３０の場合、それぞれのこれらの３つの波長帯域について、積分放射強度は、それぞれ、１１，６３３、８３９０および６１８７ユニットである。また、第２の発光素子６が、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域３４、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域３６および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域３８を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射する。ここに、第３の波長帯域３８内の積分スペクトルパワーは、第２の波長帯域３６の積分スペクトルパワーよりも高く、第２の波長帯域３６内の積分スペクトルパワーは、第１の波長帯域３４内の積分スペクトルパワーよりも高い。図３に示す分光分布３２の場合、第１の、第２の、および第３の波長帯域について、積分放射強度は、それぞれ、６３４７、８３２３および１０１９３である。
【００２１】
図３に示す分光分布を結合する場合、それらは、典型的な昼光源の分光分布とよく一致することを説明するために、表１は、それぞれの標準昼光光源の相関色温度および上記参考文献で述べたように計算されたＣＲＩ値を示す。表１に示すように、これら２つの発光素子からの光出力の割合を変更することによって、この表に示す昼光色温度を有するそれぞれの光源について８０以上のＣＲＩを達成することができる。
【００２２】
【表１】
0005519493.tif 000002
【００２３】
これらの２つの光源を組み合わせた分光分布が標準昼光源に一致することをさらに例示するために、図４は、２つの発光素子３０，３２の分光分布を組み合わせることによって得られた分光分布を示す。５０００Ｋ，６５００Ｋおよび９３００Ｋの相関色温度について、これらを実線４２，４６，５０でそれぞれ示す。また、これらの相関色温度について点線４４，４８，５２で表された標準昼光の分光分布を示す。図に示したように、それぞれの相関色温度についてスペクトル的にかなり一致したものが得られた。ここに、それぞれの組は、他の２つと全く異なった全体の分光分布を有する。
【００２４】
本発明の場合、発光素子は、独立してアドレス指定可能な光を放射する素子のいずれかのものとして決定される。すなわち、２つの発光素子のそれぞれに様々な信号（たとえば、個別の電圧もしくは電流）を供給するコントローラーを提供することができなくてはならない。これは、２つの信号制御ライン１０ａ、１０ｂで図１に説明されており、２つの信号制御ライン１０ａ、１０ｂのそれぞれは、第１の発光素子４および第２の発光素子６のそれぞれにコントローラー８からの個別の信号を供給する。本発明の説明されている態様の中では、第１の発光素子４および第２の発光素子６のそれぞれについて分光分布を形成するために、複数の種類の発光体（たとえば、複数のサイズの量子ドット）が必要となり得ることを説明するであろう。本定義に従うと、コントローラーが単一の制御信号を照明装置２に供給する場合に全ての種類の発光体が放射する限り、発光素子の分光分布を生成するこれらの種類の発光体の全てを、区分された電極の単一の組の間に備える必要はない。
【００２５】
これにより参照によってに含まれる、同時係属中の整理番号９１，０６４に記載されているように、図３に示す分光分布を得る一方法は、コーティング可能な量子ドットを使用した無機発光ダイオードを使用することである。そのようなデバイスの中には、複数の異なる種類の発光体を形成するために、数多くのタイプの量子ドットを使用することができる。
【００２６】
図５は、本発明を実施する際に有用な被覆無機エレクトロルミネセント発光素子の断面図を示す。図に示すように、エレクトロルミネセントデバイス５６は、量子ドット無機発光層５８を組み込む。基板６０は、堆積された半導体層および金属層を支持する。すなわち、それには、堆積プロセスが可能な程に十分堅いこと、および熱アニールプロセス（２８５℃までの最大温度）に耐えることができることのみが必要である。それは、透明でも不透明でもあり得る。可能な基板材料は、ガラス、シリコン、金属ホイルおよびいくつかのプラスチックである。次の堆積材料はアノード６２である。基板６０がｐ型Ｓｉの場合、アノード６２は、基板６０の底面上に堆積される必要がある。ｐ−Ｓｉについて好適なアノード金属はＡｌである。熱蒸着もしくはスパッタリングによってそれを堆積することができる。その堆積に引き続いて、４３０℃までの温度でそれを２０分間アニールすることが好ましい。上で挙げられた他の基板タイプの全てについて、アノード６２は、基板６０の上面上に堆積され、透明導体、たとえば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から構成される。スパッタリングもしくは、当該技術分野でよく知られた他の処置によって、ＩＴＯを堆積することができる。ＩＴＯは、その透明度を改善するために、一般に、３００℃までの温度で１時間アニールされる。ＩＴＯなどの透明導体のシート抵抗は、金属のシート抵抗に比べて非常に大きいので、接触パッドから実際のデバイスまでの電圧降下を低減させるために、熱蒸着もしくはスパッタリングを使用してシャドーマスクを通してバス（ｂｕｓ）金属６４を選択的に堆積することができる。無機発光層５８を次に堆積する。透明導体（もしくはＳｉ基板）の上にそれを滴下もしくはスピンキャストすることができる。また、他の堆積技術、たとえば、量子ドット−無機ナノ粒子分散をインクジェット印刷することも可能である。その堆積に引き続いて、２７０℃の好ましい温度で無機発光層５８を５０分間アニールする。最後に、無機発光層５８を覆うようにカソード６６の金属を堆積する。カソード６６金属の候補は、発光層５８内の無機ナノ粒子を含む材料とオーム接触を形成するものである。たとえば、量子ドットがＺｎＳ無機ナノ粒子から形成される場合、好ましい金属はＡｌである。熱蒸着もしくはスパッタリングによりそれを堆積することができ、２８５℃、１０分間の熱アニールが後に続く。図５に示されていないが、無機発光層５８を囲むようにして、ｐ型輸送層およびｎ型輸送層をデバイスに加えることができる。当該技術分野で周知であるように、ＬＥＤ構造は、ドープされたｎ型輸送層およびｐ型輸送層を一般的に含む。それらは少し異なる目的にかなう。半導体がドープされている場合、半導体とオーム接触を形成することがより簡単になる。発光体層は一般に真性半導体か、もしくは少しドープされているので、ドープされた輸送層とオーム接触を作ることが非常に簡単になる。表面プラズモン効果の結果として、発光体層と隣接した金属層を有することにより、発光体効率の損失が生じる。したがって、十分な厚み（少なくとも１５０ｎｍ）の輸送層により金属接触から発光体層を一定の間隔に置くことは有利である。最後に、輸送層は、発光体層に電子および正孔を注入するのみならず、材料をより適切に選択することによって、発光体層から逆戻りして出てくるキャリアの漏れを防止することができる。たとえば、発光層５８の無機量子ドットがＺｎＳ0.5Ｓｅ0.5からなり、輸送層がＺｎＳから構成される場合、その場合、電子および正孔は、ＺｎＳのポテンシャル障壁によって発光体層に閉じ込められるだろう。ｐ型輸送層のために好適な材料には、ＩＩ−ＶＩ族半導体およびＩＩＩ−Ｖ族半導体がある。典型的なＩＩ−ＶＩ族半導体は、ＺｎＳｅ、ＺｎＳもしくはＺｎＴｅである。ＺｎＴｅのみが生来のｐ型であり、一方、ＺｎＳｅおよびＺｎＳはｎ型である。十分に高いｐ型伝導性を得るために、３つの材料の全てに追加のｐ型ドーパントを添加すべきである。ＩＩ−ＶＩ族ｐ型輸送層の場合、可能なドーパント候補はリチウムおよび窒素である。たとえば、文献では、０．４Ω−ｃｍしかない抵抗率を有するｐ型ＺｎＳｅを作り出すために３５０℃までの温度でＬｉ3ＮをＺｎＳｅ中に拡散することができるということが示されている。
【００２７】
ｎ型輸送層のために好適な材料には、ＩＩ−ＶＩ族半導体およびＩＩＩ−Ｖ族半導体がある。典型的なＩＩ−ＶＩ族半導体は、ＺｎＳｅもしくはＺｎＳである。ｐ型輸送層の場合は、十分に高いｎ型伝導性を得るために、ｎ型ドーパントを半導体に添加すべきである。ＩＩ−ＶＩ族ｎ型輸送層の場合、可能なドーパント候補は、Ａｌ，ＩｎもしくはＧａのＩＩＩ族タイプのドーパントである。当該技術分野でよく知られているように、イオン注入（アニールが後に続く）もしくは拡散プロセスのどちらかで、これらのドーパントをその層に添加することができる。よい好ましい経路は、ナノ粒子の化学合成の間に、その場でそのドーパントを添加することである。ヘキサデシルアミン（ＨＤＡ）／ＴＯＰＯ配位溶媒で形成されたＺｎＳｅ粒子の例に取ると、Ｚｎ源はヘキサン中のジエチル亜鉛であり、Ｓｅ源はＴＯＰ（ＴＯＰＳｅを形成する）中に溶解しているＳｅ粉である。ＺｎＳｅにＡｌをドープする場合、その場合は、ヘキサン中で配位する割合のトリメチルアルミニウム（ジエチル亜鉛の濃度と比較して数パーセント）を、ＴＯＰＳｅおよびジエチル亜鉛が入っている注入器に加えるであろう。化学浴堆積法により薄膜を成長させる場合、これらのような、その場でドープするプロセスは成功裡に明示される。その構造に加えられたｐ型輸送層もしくはｎ型輸送層のみを有するダイオードもまた作動することに留意すべきである。また、当業者は、カソード６６を基板６０上に堆積させ、アノード６２をｐ型輸送層上に形成するように、その層の構成を逆にすることができることを推測することができる。Ｓｉ支持体の場合、基板６０はｎ型Ｓｉである。
【００２８】
好ましくは、発光層５８は複数の発光コアからなり、それぞれのコアは、正孔および電子の再結合に応答して光を放射する半導体材料を有し、それぞれの上記発光コアは第１のバンドギャップを決定する。そして、コア／シェル量子ドットを形成するために、複数の半導体シェルが発光コアの周りにそれぞれ形成され、それぞれの上記半導体シェルは、第１のバンドギャップよりも広い第２のバンドギャップを有する。そして、半導体マトリックスは、半導体マトリックスを通る伝導路を備えるために半導体シェルと接続され、正孔および電子の再結合を可能にするように、それぞれの上記半導体シェルおよびそれに対応する発光コアと接続される。
【００２９】
２つの電極のうちの少なくとも１つ（すなわち、アノード６２もしくはカソード６６）を、ＩＴＯもしくはＩＺＯなどの透明もしくは半透明の材料で一般に形成する。対向する電極は、アルミニウムもしくは銀などの高反射材料で形成することが多いが、また透明でもよい。典型的な態様では、アノードが透明で、カソードが反射するが、反対の構造もまた実行可能である。上記のように、無機半導体材料から正孔および電子の輸送材料を形成することができるが、有機半導体材料から形成してもよい。また、電極のうちの１つの近くで反対に荷電した粒子と再結合するために、電子もしくは正孔が発光層を通って伝わるのを防止するための、電極または電子もしくは正孔のブロッキング層からの電子および正孔の注入など、他の機能を向上させるために追加の層をその構造の中に配置することができる。
【００３０】
説明したように、無機量子ドットを使用して構成されるデバイスのいくつかは約３０ｎｍの帯域幅を有する。したがって、図３に説明したような本発明の分光分布を構成するために、異なる材料もしくは、好ましくは異なるサイズを採用した様々な量子ドットをデバイスに埋め込む必要がある。実際は、図３に示すような２つの発光素子についてのそれぞれの分光分布は、３７０、４０１、４３２、４６０、４９０、５２０、５５０、５８０、６１０、６４０、６７０、７０５および７４０ｎｍのピークを伴うガウス分布を有する、１３、３０ｎｍ幅の分光分布のグループから構成される。したがって、そのようなデバイス構造では、異なる種類の発光体を備えるために、発光層が数多くのタイプの量子ドットを含むことが重要である。
【００３１】
無機量子ドットを使用してそのような発光層を作り出すことには、個別のステップの中で、少なくとも第１、第２および第３のサイズの量子ドットなどの複数の種類の発光粒子を合成し、その後これらの量子ドットを正確な割合でデバイスの発光層の中へ堆積させることが含まれる。３つの異なるタイプの量子ドットが、本発明の３つの波長帯域中の光放射を供給するために必要なことが多いことに留意してください。上記発光層の１つを図６に示す。この図に示すように、発光層７０は、少なくとも第１のタイプの量子ドット７２、第２のタイプの量子ドット７４および第３のタイプの量子ドット７６から構成される。これらの量子ドットのそれぞれは、サイズもしくは材料組成の点で一般に異なる。これらの量子ドットに加えて、発光層は、量子ドットと周囲の連結層もしくは電気接触６２，６６との間の電気的接触を改善するための追加の伝導要素７８をさらに含んでもよい。
【００３２】
それぞれの発光素子は数多くの種類の発光体を使用したが、このプロセスを通して上記照明装置を作り出すことは、先行技術の態様のいくつかで検討したように個々のＬＥＤから照明装置を組み立てるのに比べて非常に簡単になり、コスト的にも有効である。一度、発光素子が設計されると、複数の種類の発光素子を単一のステップで混合するかコーティングすることができるか、または層状デバイスを形成するために後に続くステップでそれらをコーティングすることができる。しかし、このプロセスには、個々別々のＬＥＤからの照明装置の組み立ての典型的なプロセスで必要であるような複数のデバイスの分類もしくは組み立てを行う必要がなく、別々のＬＥＤのアレイから製造された照明装置のコストの一部でコーティング可能なデバイスを製造することができる。
【００３３】
前の例では、２つの発光素子を使用し、同じ種類の１３個の発光体を使用した。しかし、２つの発光素子が同じ種類もしくは多数の発光体を使用することは必要なく、一般に好ましくない。別の態様では、１つの発光素子は複数の種類の発光体の１つのグループを使用し、一方、第２の発光素子は異なる複数の種類の発光体のグループを使用する。そのような例では、第１の発光素子は、３０ｎｍの半値幅を有し３７０、４０１、４３２、４６０、４９０、５２０、５５０、５８０、６１０および６４０ｎｍの中心波長を有する帯域幅を持つ１０種類の発光体を備えることができる。第２の発光素子は、３０ｎｍの半値幅を有し４５５、４９０、５２０、５５０、５８０、６１０、６４０、６７０、７０５および７４０ｎｍの中心波長を有する帯域幅を持つ複数の種類の発光体を含む１０種類の発光体のグループを使用することができる。２つの発光素子を構成するこれらの種類の発光体のいくつかは、同じ帯域幅および中心周波数を有し、それゆえ、同じ種類の発光体であり得ることに留意してください。しかし、他のものは、その中心波長を有さず、それゆえ、同じ種類ではない。これらの２つの発光素子について結果として生じた分光分布を図７に示す。図７は、第１の発光素子８０について分光分布を示す。
【００３４】
前の例のように、第１の発光素子４の場合、ピーク振幅の極大が４４０ｎｍと６８０ｎｍとの間の波長の関数として減少することに留意してください。また、第２の発光素子８２について分光分布が図７に示されている。この第２の発光素子６の場合、放射強度の極大ピーク振幅は４４０ｎｍと６８０ｎｍとの間の波長の関数として減少している。４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域３４、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域３６および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域３８を含む３つの波長帯域のそれぞれの波長域内の光を第１の発光素子４が放射することはこの発明で特に重要である。ここに、第１の波長帯域３４中の積分スペクトルパワーは第２の波長帯域３６に比べて高く、第２の波長帯域３６中の積分スペクトルパワーは第３の波長帯域３８に比べて高い。図７に示す分光分布８０の場合、積分放射強度は、これらの３つの波長帯域についてそれぞれ７６１９、４３８４および１５０５ユニットである。また、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域３４、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域３６および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域３８を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を第２の発光素子６は放射する。ここに、第３の波長帯域３８中の積分スペクトルパワーは第２の波長帯域３６の積分スペクトルパワーに比べて高く、第２の波長帯域３６中の積分スペクトルパワーは第１の波長帯域３４中の積分スペクトルパワーに比べて高い。図７に示す分光分布８２の場合、積分スペクトルパワーは第１、第２および第３の波長帯域について、それぞれ５８０３、８０７６および１００２１である。
【００３５】
４０００Ｋと９５００Ｋとの間の相関色温度を有する標準昼光のそれぞれの分布に非常に近くなる分光分布を作り出すために、これらの２つの分光分布を組み合わせることができる。この事実は、表２に示すＣＲＩ値で裏づけられる。すでに述べたように、これらの値の全てが８０以上であり、実際、最小値は８５であることに留意してください。対応する昼光光源のそれぞれの分光分布に非常に近い分光分布を作り出すために、２つの発光素子を組み合わせることができるが、それらの色度座標が図８に示すような黒体曲線上に正確に位置する必要はない。この図は、第１の発光素子９０に関する１９７６  ＣＩＥ  ＵＣＳ座標、ならびに第２の発光素子９２に関する１９７６  ＣＩＥ  ＵＣＳ座標を示す。これらの点は、黒体曲線の非常に近くに位置するが、直接、黒体曲線上に位置しないことに留意してください。これらの発光素子の色を組み合わせることによって、９５００ケルビンと４０００ケルビンとの間の相関色温度を有する昼光光源に色が非常に近い光源を形成することが可能である。たとえば、Ｄ５０（９４）およびＤ６５（９６）に近い色を示す。また、結果として生じた、Ｄ９３の近くに位置する色がプロットされているが、この色の位置は第１の発光素子９０の色座標と実際は見分けがつかない。
【００３６】
【表２】
0005519493.tif 000003
【００３７】
第１の２つの例では、数多くの種類の発光体から構成され、それぞれが３０ｎｍの帯域幅を有する発光素子を使用してきたが、２つの発光素子４，６が、より広い帯域幅の光放射を提供する複数の種類の発光体から構成されることが可能であり、ある状態では望ましい。さらに別の態様では、２つの発光素子がより広い帯域幅を有する数多くの種類の発光体から構成されるようにすることができる。たとえば、数多くの種類の発光体から、それぞれの発光素子について望ましい分光分布を生成することができる。ここに、それぞれの種類の発光体は、６０ｎｍの帯域幅を有し、４３５、４９０、５５０、６１０および７３０ｎｍでピーク放射を有し、図９に示す分光分布を生成する。第１の発光素子に関する分光分布１０２および第２の発光素子に関する分光分布１０４が図９に含まれる。図９に示すように、第１の発光素子１０２の場合、放射強度の極大は、包絡線全体が単調に減少するように、４４０と６８０との間の波長の関数として単調に減少する。第２の発光素子１０４の場合、放射強度の極大は、この第２の発光素子６について６８０ｎｍと４４０ｎｍとの間の波長の関数として減少する。本発明では特に重要である。４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域３４、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域３６および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域３８を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を第１の発光素子４が放射する。ここに、第１の波長帯域３４中の積分スペクトルパワーは第２の波長帯域３６についての積分スペクトルパワーに比べて高く、第２の波長帯域３６中の積分スペクトルパワーは第３の波長帯域３８中の積分スペクトルパワーに比べて高い。図９に示す分光分布１０２の場合、これらの３つの波長帯域のそれぞれについて積分放射強度は、それぞれ、１２０６６、８５１７および６４５５単位である。また、第２の発光素子６は、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域３４、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域３６および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域３８を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射する。ここに、分光分布１０４に関する第３の波長帯域３８中の積分スペクトルパワーは、第２の波長帯域３６の積分スペクトルパワーに比べて高く、第２の波長帯域３６中の積分スペクトルパワーは、第１の波長帯域３４中の積分スペクトルパワーに比べて高い。図９に示す分光分布１０４の場合、積分スペクトルパワーは、第１、第２および第３の波長帯域について、それぞれ、５９５２、８０７２および９８８５ユニットである。
【００３８】
３０ｎｍの帯域幅などの狭い帯域幅を有する、複数の種類の発光体からデバイスを作り出すことができるが、本発明のそれぞれの発光素子に求められているような連続的なスペクトルを作り出すために、広い帯域幅を有する、より少ない種類の発光体を使用することが一般に可能であるということを留意してください。しかし、より帯域の広い種類の発光体では、最も望ましいスペクトル形状を作り出すのに必要な選択性が可能にならないので、この傾向には限度がある。一般に、好ましい種類の発光体のほとんどが、３０ｎｍと１２０ｎｍとの間の帯域幅を有する。
【００３９】
初めの方の態様のように、４０００Ｋと９５００Ｋとの間の相関色温度を有する標準昼光の分光分布とよく一致させるために、分光分布１０２，１０４を採用する２つの発光素子４，６からの光を適切な割合で組み合わせることができる。これについて、表３に示すＣＲＩを使用して再び説明する。これらの昼光の分光分布のそれぞれについて、もう一度、全てのＣＲＩ値が８０よりも大きいことを見ることができる。
【００４０】
【表３】
0005519493.tif 000004
【００４１】
さらに広い分光分布を有する複数の種類の発光体を使用することがさらに可能である。たとえば、有機発光ダイオードは、おおよそ９０ｎｍの帯域幅を有することが多いことが知られている。また、本発明の態様の中で、たとえば、図１０に示すような分光分布を有する発光素子を作り出すために、そのような材料を使用することができる。図１０に示すように、第１の発光素子１１２に関する分光分布の振幅が、４５０と６８０との間の波長の関数として減少する。第２の発光素子１１４に関する分光分布の振幅が、この第２の発光素子６について４４０ｎｍと６８０ｎｍとの間の波長の関数とし減少する。本発明では、特に重要である。第１の発光素子４が、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域３４、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域３６および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域３８を含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を放射する。ここに、第１の波長帯域中の積分スペクトルパワーは、第２の波長帯域中の積分スペクトルパワーに比べて高く、第２の波長帯域中の積分スペクトルパワーは、第３の波長帯域中の積分スペクトルパワーに比べて高い。図１０に示す分光分布１１２の場合、これら３つの波長帯域のそれぞれについて積分放射強度は、それぞれ、１００８７、６５３８および２９３９ユニットである。また、４４０ｎｍと５２０ｎｍとの間の第１の波長帯域３４、５２０ｎｍと６００ｎｍとの間の第２の波長帯域３６および６００ｎｍと６８０ｎｍとの間の第３の波長帯域３８をを含む３つのそれぞれの波長帯域中の光を第２の発光素子６が放射することが重要である。ここに、第３の波長帯域中の分光分布１１４について積分スペクトルパワーは、第２の波長帯域の積分スペクトルパワーに比べて高く、第２の波長帯域中の積分スペクトルパワーは、。第１の波長帯域中の積分スペクトルパワーに比べて高い。図１０に示す分光分布１１４の場合、積分放射強度は、第１、第２および第３の波長帯域について、それぞれ６５０５、８６６２および１０３４４である。４１０、４６５、５２５、５８５および６５５ｎｍの中心周波数を有する分光分布を伴い９０ｎｍの帯域幅を有する５種類の発光体を組み合わせることによって、分光分布１１２が形成される。４３０、４９０、５５０、６１０、６７０および７３０ｎｍの中心周波数を有する９０ｎｍの帯域幅の６つの発光体の分光分布を組み合わせることによって、分光分布１１４が形成される。
【００４２】
もう一度、４０００Ｋと９５００Ｋとの間の相関色温度を有する標準昼光の分光分布とよく一致させるために、分光分布１１２，１１４を採用した２つの発光素子４，６からの光を適切な割合で組み合わせることができる。表４に示すようなＣＲＩを使用して、これを再び説明する。もう一度、これらの昼光の分光分布のそれぞれについて、全てのＣＲＩ値が８０近傍もしくはそれよりも大きい。
【００４３】
【表４】
0005519493.tif 000005
【００４４】
有機発光ダイオードを使用して、そのような照明装置を組み立てることができる。好ましい態様では、２つの放射層を有する積層型ＯＬＥＤデバイスを形成することによって、ＯＬＥＤデバイスを組み立てる。第１の発光素子を形成する第１の積層された層および第２の発光素子を形成する第２の積層された層を有する積層された層のそれぞれは、独立してアドレス指定可能である。
【００４５】
本発明をうまく実施することができる数多くの有機層の構成が存在する。本発明の典型的な構造を図１１に示し、その構造は、基板１２０、第１の電極１２２、第１の任意選択的正孔注入層１２４、第１の正孔輸送層１２６、第１の発光層１２８、第１の電子輸送層１３０、第２の電極１３２、第２の任意選択的正孔注入層１３４、第２の正孔輸送層１３６、第２の発光層１３８、第２の電子輸送層１４０および第３の電極１４２から構成される。以下、これらの層を詳細に記述する。
【００４６】
あるいは第３の電極に近接して基板を設けるか、または実際には基板は第１もしくは第３の電極を構成することができることに留意してください。議論を単純にするために、第１の任意選択的正孔注入層１２４、第１の正孔輸送層１２６、第１の発光層１２８および第１の電子輸送層１３０の組み合わせを第１のＥＬユニット１４４と呼ぶ。第２の任意選択的正孔注入層１３４、第２の正孔輸送層１３６、第２の発光層１３８および第２の電子輸送層１４０の組み合わせを第２のＥＬユニット１４６と呼ぶ。それぞれのＥＬユニット内の有機層の厚みを合わせた全厚みは５００ｎｍ未満であることが好ましい。
【００４７】
デバイス構造の好ましい態様では、それぞれの３つの電極は、独立してアドレス指定され、２つのＥＬユニットの同時に独立した制御が可能になる。しかし、２つの層の同時に独立した制御は必須ではなく、２つの層の時系列的に独立した制御を可能とする他のデバイス構造もまた本発明を実施する際に有用であり得ることが認められるべきである。
【００４８】
２つのＥＬユニットの同時に独立した制御を備えるためには、それぞれのＥＬユニットにわたって正のバイアスを同時に、かつ、独立して供給することが可能でなくてはならない。好ましい態様の中では、第２の電極１１２の参照電圧に対して第１の電極１０２の電圧を増加させることにより第１のＥＬユニット１２４にわたって正の電位が作り出されている間、第２の電極により参照電圧を供給できるようにすることによってこれは達成される。この電圧差は、第１のＥＬユニット１２４の正孔注入層１０４と電子輸送層１１０との間の正の電位を作り出す。第３の電極１２２と第２の電極１１２との間に負の電圧差を作り出すために第２の電極１１２に対して第３の電極１２２の電圧を減少させることによって、第２のＥＬユニット１２６にわたって、同時に、独立した正の電位を作り出すことができる。この電圧差は、第３の電極１２２と第２の電極１１２との間の電圧差に対する第１の電極１０２と第２の電極１１２との間の電圧差の割合を調整することによって、第２のＥＬユニット１２６の正孔注入層１１４と電子輸送層１２０との間の正の電位を作り出し、第１のＥＬユニット１２４および第２のＥＬユニット１２６によって作り出された光の相対的輝度が調整される。
【００４９】
この態様の中では、第１の発光素子４は、第１の電極１２２、第１のＥＬユニット１４４および第２の電極１３２から構成される。第２の発光素子６は、第２の電極１３２、第２のＥＬユニット１４６および第３の電極１４２から構成されることに留意してください。
【００５０】
いくつものＯＬＥＤデバイスの構成で本本発明を使用することができる。これらには、３つの電極を含む単純な構造、第１の電極１２２および第３の電極１４２が相互に平行であり、第２の電極１３２と垂直な方向の向けられている電極のアレイを含むパッシブマトリックスデバイス、およびそれぞれのＯＬＥＤもしくはＯＬＥＤのグループが、たとえば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用して独立して制御されるアクティブマトリックスデバイスがある。
【００５１】
説明のために、このデバイスのそれぞれの層をさらに記述する。
【００５２】
基板
本発明のＯＬＥＤデバイスは、第１の電極もしくは第３の電極のどちらかを近傍に配置することができる支持基板１２０の上に概して備えられている。便利なように、基板近傍の電極をボトム電極と呼ぶ。都合のよいことには、ボトム電極は第１の電極であるが、本発明はその構成に限定されない。光放射の意図する方向によって、その基板を光透過可能もしくは不透明のどちらかにすることができる。基板を通してＥＬ放射が見えるようにするために、光透過可能な特性が望ましい。その場合、透明なガラスもしくはプラスチックが通常使用される。ボトム電極を通してＥＬ放射が見られない場合の用途の場合、底の支持基板の光透過可能の特性は重要でなく、それゆえ、光透過可能でも、光を吸収しても、もしくは光を反射してもよい。この場合の使用のための基板には、ガラス、プラスチック、半導体材料、シリコン、セラミックスおよび回路基板材料があるが、これらに限定されない。もちろん、これらのデバイス構成では、残りの電極は半透明もしくは透明でなくてはならない。
【００５３】
電極
ＥＬ放射が第１の電極１２２もしくは第３の電極１４２のどちらかを通して見える場合、その電極は、関心のあるその放射に対して透明もしくは実質的に透明であるべきである。一般に、第１の電極１２２もしくは第３の電極１２２の残りのものは反射する。第２の電極１３２もまた関心のあるその放射に対して透明もしくは半透明である。
【００５４】
透明な電極の場合、本発明では様々な材料を使用することができ、それには酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）および亜鉛ある。しかし、他の金属酸化物も機能することができ、それにはアルミニウムもしくはインジウムがドープされた酸化亜鉛、酸化インジウムマグネシウムならびに酸化ニッケルタングステンがあるが、これらに限定されない。これらの酸化物に加えて、窒化ガリウムなどの金属窒化物、セレン化亜鉛などの金属セレン化物、および硫化亜鉛などの金属硫化物を使用することができる。複数の電極のうちの１つを通してＥＬ放射が見えない場合の用途に関して、電極の光が伝わる特性は重要ではなく、透明、不透明もしくは光を反射する伝導材料のいずれも使用することができる。この用途のための導体の例には、金、インジウム、モリブデン、パラジウムおよび白金があるが、これらに限定されない。概して、第１の電極１２２および第３の電極１４２はアノードとして役に立つ。光伝導可能なもしくは他の状態の一般的なアノード材料は、４．１ｅＶ以上の仕事関数を有する。
【００５５】
カソードとして役に立つ電極について望ましい材料は、下にある有機層との良好な接触を確実にし、低い電圧での電子注入を促進し、良好な安定性を有するようにするために良好なフィルム成形特性を有するべきである。有用なカソード材料は低仕事関数金属（＜４．０ｅＶ）もしくは合金を含むことが多い。米国特許第４,８８５,２２１号明細書に記載されているように、好ましいカソード材料の１つは、Ｍｇ：Ａｇ合金から構成され、ここに、銀の割合は、１〜２０％の範囲内である。カソード材料の別の好適な種類には、有機層（たとえば、ＥＴＬ）と接触する薄い電子注入層（ＥＩＬ）を含む２層があり、それは、伝導金属のより厚い層で覆われる。ここで、ＥＩＬは、低仕事関数金属もしくは金属塩を有することが好ましい。そして、その場合、より厚いキャッピング層は、低仕事関数を有する必要はない。米国特許第５,６７７,５７２号明細書に記載されているように、そのようなカソードの１つは、より厚いＡｌ層が次にくるＬｉＦの薄層から構成される。他の有用なカソード材料のセットには、米国特許第５,０５９,８６１号明細書、同第５,０５９,８６２号明細書および同第６,１４０,７６３号明細書があるがこれらに限定されない。
【００５６】
第２の電極１３２は概してカソードとして役に立つので、この電極を通して光放射が見えることを求めている。したがって、その電極は透明もしくはほとんど透明でなければならない。そのような用途の場合、金属は薄いか、または透明な伝導酸化物もしくはこれらの材料の化合物を使用しなければならない。米国特許第４,８８５,２１１号明細書、同第５,２４７,１９０号明細書、日本国特許第３,２３４,９６３号公報、米国特許第５,７０３,４３６号明細書、同第５,６０８,２８７号明細書、同第５,８３７,３９１号明細書、同第５,６７７,５７２号明細書、同第５,７７６,６２２号明細書、同第５,７７６,６２３号明細書、同第５,７１４,８３８号明細書、同第５,９６９,４７４号明細書、同第５,７３９,５４５号明細書、同第５,９８１,３０６号明細書、同第６,１３７,２２３号明細書、同第６,１４０,７６３号明細書、同第６,１７２,４５９明細書、欧州特許第１  ０７６  ３６８号明細書および米国特許第６,２７８,２３６号明細書に、視覚的に透明なカソードがより詳細に記載されている。蒸発、スパッタリングもしくは化学蒸着によって、電極材料は一般に堆積される。必要な場合、米国特許第５,２７６,３８０号明細書および欧州特許第０  ７３２  ８６８号明細書に記載されている、マスクを通しての堆積や集積シャドーマスキング、レーザーアブレーション（ｌａｓｅｒ  ａｂｌａｔｉｏｎ）および選択化学蒸着を含む（これらに限定されないが）よく知られた多くの方法を通してパターニングを達成することができる。
【００５７】
正孔注入層（ＨＩＬ）
第１の電極１２２と第１の正孔輸送層１２６との間、ならびに第２の電極１３２と第２の孔輸送層１３６との間に正孔注入層１２４，１３４を備えることは有用であることが多い。正孔注入材料は、次の有機層のフィルム形成特性を改善するのに、および正孔輸送層への正孔の注入を容易にするのに役に立つことができる。正孔注入層で使用するための好適な材料には、米国特許第４,７２０,４３２号明細書に記載されているポルフィリン化合物、および米国特許第６,２０８,０７５号明細書に記載されているプラズマ堆積フルオロカーボンポリマーがあるが、これらに限定されない。欧州特許第０  ８９１  １２１（Ａ１）号明細書および欧州特許第１  ０２９  ９０９（Ａ１）号明細書に記載されているように、伝えられるところによると、代替の正孔注入材料が有機ＥＬデバイスで有用である。
【００５８】
正孔輸送層（ＨＴＬ）
正孔輸送層１２６，１３６は、芳香族３級アミンなどの少なくとも１つの正孔輸送化合物を含み、ここで、それは、炭素原子のみと結合している少なくとも１つの３価の窒素原子を有する化合物であると理解されており、その炭素元素の少なくとも１つは芳香環の一部である。１形態では、芳香族３級アミンは、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミンもしくは重合体のアリールアミンなどのアリールアミンになり得る。例示的な単量体のトリアリールアミンは、米国特許第３,１８０,７３０号明細書で、Ｋｌｕｐｆｅｌらによって説明されている。１以上のビニルラジカルで置換され、および／または少なくとも１つの活性水素含有基を含む他の好適なトリアリールアミンが、Ｂｒａｎｔｌｅｙらによって米国特許第３,５６７,４５０号明細書および同第３,６５８,５２０号明細書で開示されている。
【００５９】
米国特許第４,７２０,４３２号明細書および同第５,０６１,５６９号明細書に記載されているように、芳香族３級アミンのより好ましい種類は、少なくとも２つの芳香族３級アミン部分を含むものである。単一の芳香族３級アミン化合物もしくは芳香族３級アミン化合物の混合物で、正孔輸送層を作り上げることができる。有用な芳香族３級アミンの実例は以下のものである。
【００６０】
１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン
１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン
４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）クアドリフェニル
ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）−フェニルメタン
Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン
４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［４（ジ−ｐ−トリルアミノ）−スチリル］スチルベン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４−４’−ジアミノビフェニル
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−１−ナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−２−ナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル
Ｎ−フェニルカルバゾール
４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（２−ナフチル）アミノ］ビフェニル
４，４”−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ｐ−テルフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（３−アセナフテニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
１，５−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフタレン
４，４’−ビス［Ｎ−（９−アンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４”−ビス［Ｎ−（１−アンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ｐ−テルフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−フェナンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（８−フルオランテニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ピレニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフタセニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ペリレニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（１−コロネニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
２，６−ビス（ジ−ｐ−トリルアミノ）ナフタレン
２，６−ビス［ジ−（１−ナフチル）アミノ］ナフタレン
２，６−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（２−ナフチル）アミノ］ナフタレン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４−４”−ジアミノ−ｐ−テルフェニル
４，４’−ビス｛Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（１−ナフチル）−フェニル］アミノ｝ビフェニル
４，４’−ビス「Ｎ−フェニル−Ｎ−（２−ピレニル）アミノ］ビフェニル
２，６−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）アミン］フルオレン
１，５−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフタレン
４，４’，４”−トリス［（３−メチルフェニル）フェニルアミノ］トリフェニルアニン
【００６１】
欧州特許第１  ００９  ０４１号明細書に記載されているように、有用な正孔輸送材料の別の種類には、多環式の芳香族化合物がある。加えて、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、およびポリ（３，４−エチレンジエチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホン酸）（またはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと呼ばれている）などの共重合体などといった重合体の正孔輸送材料を使用することができる。
【００６２】
発光層（ＬＥＬ）
米国特許第４,７６９,２９２号明細書および同第５,９３５,７２１号明細書により十分に記載されているように、第１および第２のＥＬユニット１４４，１４６の発光層（ＬＥＬ）１２８，１３８は、エレクトロルミネセンスがこの領域での電子―正孔対の再結合の結果として生じるルミネセンス材料すなわち蛍光材料を含む。単一の材料から発光層を構成することができるが、より一般的には、ゲスト化合物すなわち光放射が主としてドーパントから生じ、いずれの色にもなり得るところの化合物をドープされたホスト材料から発光層を構成する。本発明の目的のために、これらのドーパントは、代わりに、発光体の種類で呼ぶ。発光層中のホスト材料は、以下に説明するように電子輸送材料、上記で説明したように正孔輸送材料、もしくは別の材料、または正孔−電子再結合に力を貸す材料の組み合わせとなり得る。ドーパントは、高特性の蛍光色素から通常選択されるが、りん光体化合物、たとえば、国際公開第９８／５５５６１号パンフレット、同第００／１８８５１号パンフレット、同第００／５７６７６号パンフレットおよび同第００／７０６５５号パンフレットに記載されている遷移金属錯体もまた有用である。０．０１〜１０重量％のドーパントは、ホスト材料に概して覆われてホスト材料の中に入れられる。ポリフルオレンおよびポリビニルアリーレン（たとえば、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ＰＰＶ）などの重合体材料もまたホスト材料として使用することができる。この場合、重合体のホストの中に分子レベルで低分子ドーパントを分散させることができ、または、ホスト重合体の中に微量成分を共重合させることによってドーパントを添加することができる場合がある。
【００６３】
ドーパントとして色素を選択するための重要な関係は、分子の最高被占軌道と最低空軌道との間のエネルギーの差として画定されるバンドギャップポテンシャルの比較である。エネルギーが、ホストからドーパント分子へ効率的に移動するためには、ドーパントのバンドギャップがホスト材料のものに比べて小さいという条件が必要である。
【００６４】
有用であると知られているホストおよび光放射分子には、米国特許第４,７６８,２９２号明細書、同第５,１４１,６７１号明細書、同第５,１５０,００６号明細書、同第５,１５１,６２９号明細書、同第５,４０５,７０９号明細書、同第５,４８４,９２２号明細書、同第５,５９３,７８８号明細書、同第５,６４５,９４８号明細書、同第５,６８３,８２３号明細書、同第５,７５５,９９９号明細書、同第５,９２８,８０２号明細書、同第５,９３５,７２０号明細書、同第５,９３５,７２１号明細書および同第６,０２０,０７８号明細書に開示されているものがあるが、これらに限定されない。
【００６５】
８−ヒドロキシキノリン（オキシン）の金属錯体および同様の誘導体は、エレクトロルミネセンスに力を貸すことができる有用なホスト化合物の１種を構成する。有用なキレートオキシノイド化合物の例は以下のものである。
【００６６】
ＣＯ−１：アルミニウムトリスオキシン［別名、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）］
ＣＯ−２：マグネシウムビスオキシン［別名、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム（ＩＩ）］
ＣＯ−３：ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト］亜鉛（ＩＩ）
ＣＯ−４：ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）
ＣＯ−５：インジウムトリスオキシン［別名、トリス（８−キノリノラト）インジウム］
ＣＯ−６：アルミニウムトリス（５−メチルオキシン）［別名、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）］
ＣＯ−７：リチウムオキシン［別名、（８−キノリノラト）リチウム（Ｉ）］
ＣＯ−８：ガリウムオキシン［別名、トリス（８−キノリノラト）ガリウム（ＩＩＩ）］
ＣＯ−９：ジルコニウムオキシン［別名、テトラ（８−キノリノラト）ジルコニウム（ＩＶ）］
【００６７】
有用なホスト材料の他の種類には、９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンなどのアントラセンの誘導体およびそれらの誘導体、米国特許第５,１２１,０２９号明細書に記載されているジスチリルアリーレン誘導体、ならびにベンザゾール誘導体、たとえば、２，２’，２”−（１，３，５−フェニレン）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンジミダゾール］があるが、これらに限定されない。
【００６８】
有用な蛍光ドーパントには、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミン、キナクリドン、ジシアノメチレンピラン化合物、チオピラン化合物、ポリメチン化合物、ピリリウムおよびチアピリリウム化合物の誘導体、フルオレン誘導体、ペリフランテン誘導体ならびにカルボスチリル化合物があるが、これらに限定されない。
【００６９】
可視スペクトル内の１つの波長に主ピークを有する光を生成する多くのドーパントが知られている。本発明を実施するために必要な広帯域放射を作り出すために、本発明のデバイスは、２つもしくは３つ以上の個別の波長に主ピークを有する光を作り出すことができるＯＬＥＤ構造を要することが多い。参照により本明細書に含まれる同時係属中の米国整理番号８８０４２で検討されたように、別の層の上で被覆される２つもしくは３つ以上の発光層を使用して、そのような発光層を形成することができる。これらの２つもしくは３つ以上の発光層のそれぞれの層には、第１のホスト材料および第１の発光材料がある。１層よりも多い発光材料を配置すると、その構造の中で異なるピーク波長を有する光を生成することができるそれぞれの層により、広帯域放射を作り出すＥＬ構造の構成を形成することができる。さらに、所望の形状を有する分光分布を形成するために、それぞれのピーク波長を作り出すために使用されるドーパントの濃度を調整することによって、それぞれのピークの相対的高さを調整することができる。
【００７０】
電子輸送層（ＥＴＬ）
本発明のＥＬユニットにおける電子輸送層１３０，１４０を形成するとき、使用するための好ましい薄膜形成材料は、オキシン自体のキレート（８−キノリノールもしくは８−ヒドロキシキノリンともまた一般に呼ばれている）を含む金属キレートオキシノイド化合物である。そのような化合物は、電子の注入および輸送を助け、高いレベルの性能を示し、薄膜の形態に容易に製造される。例示的なオキシノイド化合物は、前に列挙された。
【００７１】
他の電子輸送材料には、米国特許第４,３５６,４２９号明細書に開示された様々なブタジエン誘導体および米国特許第４,５３９,５０７号明細書に記載された様々なヘテロ環蛍光増白剤がある。ベンゾアゾールおよびトリアジンもまた有用な電子輸送材料である。
【００７２】
ある例では、光放射および電子輸送の両方に力を貸す機能に役立つ単一の層に、層１３０，１２８ならびに層１４０，１３８を任意選択的にまとめることができる。低分子ＯＬＥＤシステムおよび重合体ＯＬＥＤシステムの両方で、これらの層をまとめることができる。たとえば、重合体システムでは、ＰＰＶなどの重合体発光層を有するＰＥＤＯＴ−ＰＳＳなどの正孔輸送層を使用することが一般的である。このシステムでは、ＰＰＶは、光放射および電子輸送の両方に力を貸す機能に役に立つ。
【００７３】
有機層の堆積
上記で言及された有機材料を、昇華などの気相法を通じて適切に堆積するが、流体から、たとえば、フィルム形成を改善するために任意選択的にバインダーを有する溶媒から堆積することもできる。もし、その材料が重合体の場合、溶媒堆積が有用であるが、スパッタリングもしくはドナーシートからの熱転写などの他の方法を使用することができる。たとえば、米国特許第６,２３７,５２９号明細書に記載されている、タンタル材料から構成されることが多い昇華器「ボート」から昇華による堆積のための材料を蒸発することができるか、または、最初にそれをドナーシート上へ被覆し、それから基板により近接して昇華させることができる。材料の混合物を有する層に、個別の昇華器ボートを使用することができ、または材料を予め混合し、単一のボートもしくはドナーシートから被覆することができる。シャドーマスク、集積シャドーマスク（米国特許第５,２９４,８７０号明細書）、ドナーシートからの空間的に画定された熱色素転写（米国特許第５,８５１,７０９号明細書および同第６,０６６,３５７号明細書）ならびにインクジェット法（米国特許第６,０６６,３５７号明細書）を使用してパターン化堆積を達成することができる。
【００７４】
ダンデム（Ｔａｎｄｅｍ）層
図１に描かれた態様は、それぞれ、任意選択的正孔注入層１２４、第１の正孔輸送層１２６、第１の発光層１２８および第１の電子輸送層１３０の単一の積層から構成される第１のＥＬユニット１４４および第２のＥＬユニット１４６を説明するが、ＬｉａｏおよびＴａｎｇによって出願された「Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  ａｎ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ  ｈａｖｉｎｇ  ｓｔａｃｋｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｕｎｉｔｓ」というタイトルの米国特許出願公開第２００３／０１７０４９１号明細書、および城戸および林によって出願された「Ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ」というタイトルの米国特許出願公開第２００３／０１８９４０１号明細書に開示されているように、これらのＥＬユニットの一方もしくは両方が、縦並びで作動される２以上の上記積層から構成されてもよい。そのようなデバイスでは、一対の電極の間に複数の発光層を備え、それにより、駆動電圧の増加という犠牲を払って放射された光の総量が増加する。これらの構造の中では、ＨＩＬ，ＨＴＬ、ＬＥＬおよびＥＴＬの連続する層の間を接続層が被覆されることが多い。また、正孔輸送層および電子輸送層からそのような接続層を形成することができる。したがって、タンデム層を有するデバイスは、中間層によって一緒に接続された複数の発光層を有し、そこでは、それぞれのタンデム層が共通の一対の電極を分割する。
【００７５】
封入
ほとんどのＯＬＥＤデバイスが湿気もしくは酸素または両方に影響を受けやすいので、それらは、アルミナ、ボーキサイト、硫酸カルシウム、粘土、シリカゲル、ゼオライト、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、硫酸塩もしくは金属ハライド、ならびに過塩素酸塩などの乾燥剤と一緒に、通常、窒素もしくはアルゴンなどの不活性雰囲気内で封止される。封入および乾燥のための方法には、米国特許第６,２２６,８９０号明細書に記載されたものがあるが、これらには限定されない。加えて、ＳｉＯx、テフロン（登録商標）および交互の無機／重合体層などのバリア層が、封入のための当該技術分野で知られている。
【００７６】
光学的最適化
本発明のＯＬＥＤデバイスは、必要に応じて、その特性を高めるために、様々な周知の光学的効果を採用することができる。これには、最大の光伝達を生じさせるための層厚みを最適化すること、誘電体ミラー構造を備えること、反射電極を光吸収電極と取り替えること、デバイスにわたって防眩もしくは反射防止被覆物を備えること、デバイスにわたって偏光媒体を備えること、または、デバイスにわたって、色フィルター、減光フィルターもしくは色変換フィルターを備えることがある。フィルター、偏光板ならびに防眩もしくは反射防止被覆物を、カバーを覆って、もしくはカバーの一部として特に備えることができる。拡散輝度が必要である用途では、ＯＬＥＤの放射面上に、もし必要ならばＯＬＥＤの間の隙間にも配置された散乱層で照明装置の先端を被覆することができる。散乱媒体は、ＯＬＥＤデバイスからの可視光を評価できるほど吸収することはない、比較的高い屈折率を有する小さい粒子を含んでもよい。そのような光散乱粒子は、チタニア、アルミナもしくは酸化亜鉛粒子であり、ＴｉＯ2を含む。しかし、ＢａＴｉＯ3、ＳｉＯ2、ＣａＣＯ3、ＢａＳ０4を含む他の粒子もまた使用できる。この層は、光散乱粒子充填層もしくは光散乱粒子含有キャリア媒体を含んでもよい。キャリア媒体はいずれの適切な媒体でもよく、ガラスもしくはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂もしくはユリア樹脂などの重合体材料を含む。
【００７７】
例示的態様
それぞれの層を詳細に記述してきたが、そこで、例示的態様をさらに記述する。
【００７８】
そのような例示的態様の１つでは、デバイスが、図１１に描かれた１つもしくは２つ以上の構造から構成される。ここで、第１の電極１２２は反射する。第１のＥＬユニット１４４は第１の電極の上に形成され、色が実質的に黄色であり、前に記載されたスペクトル特性を有するために調整された光を放射するためにドープされる。概して、この第１のＥＬユニットは、単一のＥＴＬとＨＴＬとの間で混合もしくは積層された様々な種類の発光体を含む。図１０に示したような所望の光放射を形成するために、様々なタンデム層もまた異なる種類の発光体を含む。第２の電極１３２は、第２のＥＬユニット１４４の上に形成され、半透明である。その後、バスバー（ｂｕｓ  ｂａｒ）１４８は、第２のアノードの上に形成される。このバスバーの機能は、該して薄く半透明な第２の電極では流すことのできない多くの電流を流すことである。第２の電極と同じ材料から概してこのバスバーを形成するが、他の伝導材料から形成してもよい。その後、第２のＥＬユニット１４６が、第２の電極１３２の上に形成され、色が実質的に青色であり、前に記載されたスペクトル特性を有するために調整された光を放射するためにドープされる。最後に第３の電極層１４２は、透明もしくは半透明導体である。デバイスが１つを越える構造から構成される場合、従来技術で知られているように、直列および／または並列にこれらの構造を接続することができる。
【００７９】
検討された態様のいずれも２つのエレクトロルミネセント発光素子を２つの電極のいずれかの間に設けることによって実施できるということを留意すべきである。記載されたように、発光素子は、電極を分割することができる。しかし、別の態様では、一対の電極の間にそれぞれの発光素子を形成することができる。そのような態様の１つでは、第１の電極を形成することができ、ＥＬユニット、第２の電極が続く。その後、絶縁層を塗布することができ、それから第３の電極、第２のＥＬユニット、そして第４の電極が続く。別の態様では、基板上に電極を形成することができ、ＥＬユニット、そして、第２の電極が続く。第２の基板上に第３の電極を形成することができ、第２のＥＬユニット、そして第４の電極が続く。その後、最終の照明装置を組み立てるために、これらの２つの基板を積層もしくは一緒にパッケージングすることができる。これらのそれぞれの態様は、一対の電極のいずれかの間の単一のＥＬユニットのコーティングを含む。しかし。別の態様では、光放射材料の第１の積層および第２の積層を、第１の電極と第２の電極との間でパターン化することができる。そのような態様は、一対の電極のみが必要であるので、デバイスを単純化する潜在能力を有する。しかし、第２の発光素子に係る電極と独立して、第１の発光素子に係る電極を個別に制御することが必要である。たとえば、カソードラインと独立してアノードラインのいくつかに対する電圧を制御することによって、これを達成することができる。
【００８０】
この開示の中で検討された態様のそれぞれは、有機材料の同じような積層からそれぞれ形成された第１および第２のＥＬユニットを含んできたが、非繰り返しの方法でこれらのＥＬユニットを同様に形成することができる。別の態様では、第１のＥＬユニットおよび／または第２のＥＬユニットを形成する層の順序を反対にすることができる。そのような態様では、第１の電極１２２上の第１の任意選択的正孔注入層１２４を含み、第１の正孔輸送層１２６、第１の発光層１２８、そして第１の電子輸送層１３０が続く積層を形成することによって、第１のＥＬユニット１４４を形成することができる。しかし、順序を逆にした積層から第２のＥＬユニット１４６を形成することができ、その積層では、第２の電子輸送層１４０を第２の電極１３２の上に堆積し、第２の発光層１３８を第２の電子輸送層１４０の上に堆積し、第２の正孔輸送層１３６を第２の発光層１３８の上に堆積し、そして、第２の任意選択的正孔注入層１３４を第２の電子輸送層の上に堆積する。この方法でデバイスを形成することによって、デバイス内の第１および第２のＥＬユニットの両方を駆動するために、同じ極性を有する電位を使用することができる。正のバイアスを有する第１および第２のＥＬユニットの両方を駆動するために、負もしくは正の電圧のどちらかをその場合に使用できるので、第１のＥＬユニット１４４もしくは第２のＥＬユニット１４６のうちの一方を逆にしたようなデバイス構造により、デバイス設計で正および負の電力ラインの両方が必要であることが除かれる。これにより、アクティブマトリックスデバイス設計の中で必要な電力ラインの数を減少させることによりパネルレイアウトが単純になるのみならず、正および負の電圧の両方をデバイスに供給する必要がないので、電力供給が単純になる。
【００８１】
２つの光源のＣＩＥ  ＵＣＳ座標の間に引かれた線が、プランク（黒体）軌跡の一部に対して実質的に平行である場合、それぞれの２つの発光素子４，６によって放射された光の割合の選択により、プランク（黒体）軌跡近傍のライン上に位置する色度座標を有する光出力を作り出すことができる。これらの２つの発光素子からの光出力の適切な割合を選択することによって、Ｄ５０、Ｄ６５およびＤ９３と呼ばれるものなどのいくつかの標準昼照明状態とほぼ同じである光出力を作り出すことができる。この選択を達成するために、２つの光源の相対的な光出力を制御しなくてはならない。この制御は多くの点で影響を受けるかもしれない。この制御は、一般的に、固定された割合の光出力を供給するか、その割合が動的に調整されるのを可能にするかのどちらかである。固定された割合を提供できるとき、もし、異なる制御メカニズムを照明装置と結び付けることによって放射された光を制御する場合、相関色温度を有する単一の照明装置を製造することができ、それゆえ、単一の製造プロセスから作られた複数の色の照明装置の販売が可能になる。したがって、異なる色の光出力を有する照明装置を製造するコストが減少する。色温度の動的調整には、照明装置の光の色を動的制御するためのメカニズムを必要とするが、動的制御を通じて追加の顧客値を提供することができる。
【００８２】
図１２は、本発明を実施する際に有用なコントローラー８の概略を示す。一般に、発光ダイオードの光出力は駆動電流に比例する。したがって、動的コントローラーは、電流を直接調整すること、もしくは平均電流を間接的に調整するために電圧を調整することのいずれかによって、２つの発光素子への電流を相対的に制御するいずれかのコントローラーになり得る。電源電圧を電流に変換するためのそのような駆動回路の設計の１つを図１２に示す。図１２では、電極供給１５２ａ，１５２ｂは、ここでは発光ダイオード（ＬＥＤ）として示されている発光素子１５４ａ，１５４ｂと接続される。制御信号１５０の応答で、デジタル−アナログ変換器１５５が、抵抗１５６ａ，１５６ｂを通して電圧信号をトランジスター１５８ａ，１５８ｂのゲートにそれぞれ印加する。抵抗１５６ａ，１５６ｂは小さく、トランジスターのゲートに印加される電圧が不安定になるのを防止するために付け加えられる。トランジスターに印加される信号が、トランジスターを通って流れる電流の総量を制御し、次にはＬＥＤ１５４ａ，１５４ｂを通って流れることができる電流の総量を制御する。抵抗１５９ａ，１５９ｂは、ＬＥＤの電流をさらに調整するのに役に立つ。ＬＥＤの電流を制御すると、ＬＥＤ光出力が直接制御される。デジタル−アナログ変換器１５５によってトランジスター１５８ａ，１５８ｂへ送られた制御信号は、所望の出力割合に基づき、入力デジタル信号１５０によって指示される。デジタル−アナログ変換器１５５は、外部の信号源からの入力信号を受信するための信号受信手段１６０からの制御信号を受信する。この態様は、デジタルコントローラーを示しているが、同様のアナログコントローラーもまた適用することができる。信号受信手段を電気接続、もしくは遠隔の信号源から信号を受信するワイヤレスレシーバーを含むさらに複雑なシステムにすることができる。
【００８３】
コントローラーは、３０００Ｋと１００００Ｋとの間の相関色温度範囲で照明装置によって生成された光の分光分布を制御するために、２つの発光素子の相対的強度（すなわち、第２の発光素子の積分スペクトルパワーに対する第１の発光素子の積分スペクトルパワーの割合）の変更のみを行わなくてはならないことに留意することが重要である。これは、多くの理由で重要である。たとえば、もし、２つの発光素子が、異なる速度で経年変化する（すなわち、一方が、他方に比べて、所望の入力電力でその積分スペクトルパワーの大きな割合を失う）場合、単に、それぞれの発光素子に対する駆動電力（すなわち、電圧もしくは電流）を相対的に調整するだけで、同じ色温度および分光分布を得ることができ、従来技術に存在する問題の１つを改善する。さらに、２つの発光素子のみが存在するので、それぞれの発光素子に対する電力の割合を連続的に変更すると、知覚される輝度の不連続な増加を作り出すことなく、２つの発光素子の光出力が変わる。
【００８４】
本発明の照明装置の重要な有利な点は、照明装置の分光分布と実質的に独立する方法で、照明装置の光出力を調整することができるように容易に制御することができることである。図１３は、ユーザー用調節つまみ１６２の可能な配列を示す。ここで、照明装置の全光出力の調節のために第１の調節つまみ１６４を使用することができ、ユーザーは照明装置を点灯もしくは消灯、ならびに照明装置を薄暗くしたり明るくしたりすることができる。この調節つまみは、第１および第２の発光素子への電力の一定の割合を維持しながら、照明装置に供給される電力全体を制御するコントローラーに信号を供給する。したがって、第２の発光素子の積分スペクトルパワーに対する第１の発光素子の積分スペクトルパワーの一定の割合と照明装置の出力分光分布とを維持する。この調節つまみには、オンおよびオフの状態を描いた言葉もしくはアイコンを有するラベルが一般に貼られる。照明装置の分光分布を調節するために、第２の調節つまみ１６６を使用することができる。この調節つまみは、第１の発光素子４および第２の発光素子６にわたる電位の割合を調節するコントローラーに信号を供給する。
【００８５】
異なる出力分光分布を有する光を生成するためにこの照明装置をマニュアルで制御することができるが、所望の効果を得るために、出力分光分布および潜在的には光出力全体を自動的に制御することが望ましいシステムが存在する。そのようなシステムでは、ユーザーは、照明装置によって供給される分光分布が、屋外の環境からの自然光の分光分布と一致することを望む。そのような用途の場合、２つもしくは３つ以上の検出部１７２，１７４を有し、コントローラー８へ出力信号を供給するためのワイヤーなどの手段１７６を備えた、図１４に示されたものなどのセンサー１７０を設計することができる。少なくとも２つの検出部１７２，１７４は異なるスペクトル感度を有する。理想を言えば、２つの検出部のスペクトル感度は、第１の検出部１７２のスペクトル感度が照明装置の第１の発光素子４の分光分布とほぼ同じであり、第２の検出部１７４のスペクトル感度が第２の発光素子６の分光分布とほぼ同じであるような感度である。異なる色フィルター１７８，１８０を２つの検出部に適用することによって、これらの２つの検出部１７２，１７４のスペクトル感度を調整することができる。したがって、そのようなシステムでは、照明装置の２つの発光素子へ供給される電力の割合を直接制御するために、２つのセンサーの出力の割合を使用することができる。したがって、コントローラー８の外部の信号源１６０は、少なくとも２つの検出部１７２，１７４を含む光学センサー１７０である。ここで、それぞれの光感受部は異なるスペクトル感度を有し、コントローラーは、第１および第２の光感受部からの出力の割合の関数として、第２の発光素子からのスペクトルパワーに対する第１の発光素子からの積分スペクトルパワーの割合を調整する。この態様の中ではマイクロプロセッサーが必要でないことに留意することは重要である。その代わりに、従来のアナログ回路を通じて照明装置を直接制御するために、センサーからのアナログ出力を使用することができる。また、発光素子の数よりも多い検出部を有するか、または発光素子の分光分布と異なるスペクトル感度を有するセンサーを適用することができる。しかし、そのようなシステムでは、環境の光のスペクトル構造を特定し、その後、照明装置の２つの発光素子による光出力の割合を決定するために、マイクロプロセッサーはおそらく必要である。その照明装置は、環境の光の分光分布に可能な限り近い分光分布を提供する。照明装置、コントローラーもしくは環境内の他の表面に、そのようなセンサーを取り付けることができることに留意すべきである。
【００８６】
しかし、別の用途は、より自然な照明環境を人工的に再現することであり得る。１つの用途では、交替勤務者は不規則な睡眠に悩んでいることが多いことが知られている。そのような不規則に取り組む可能な方法の１つが屋外の環境を模倣した照明を作業環境内に提供することである。この用途では、日が昇り、空を横切って移動して沈むのにしたがった色温度の変化を模倣するように昼の時間に基づいて照明装置の分光分布を調整することができる。そのようなシステムでは、コントローラー８に対する外部の信号源１６０として一般的なタイマーを備える。このタイマーは、絶対信号もしくは相対信号を供給してもよい。すなわち、昼の時間およびコントローラーがこの情報に基づいて２つの発光素子のそれぞれの積分スペクトルパワーの割合を調整することを示すことができる。また、タイマーは、作業の交替の初めから経過した時間などの相対信号を示すことができ、コントローラーは、この情報に基づいて２つの発光素子のそれぞれの積分スペクトルパワーの割合を調整することができる。
【００８７】
別の用途は、スチール写真のフラッシュおよび動画キャプチャー用有向連続照明を含む上記写真システム用の補助光源を提供することである。写真システムの略図を図１５に示す。この図が示すように、写真システムはセンサー２５２を備えている。そのセンサーは、図１４に関連して検討したように理想的には少なくとも２つの光感受部から構成される。ここで、それぞれの光感受部は、照明装置２５０を構成するそれぞれ２つの発光素子の分光分布を模倣したスペクトル感度を有する。その照明装置は、ストロボの場合、キャプチャーメカニズム２５６と同期された照明を提供する本発明の照明装置である。センサーから供給された信号を解釈する、そして／または照明装置２５０から所望の応答を得るために必要な駆動信号を決定するために、光学プロセッサー２５４を使用することができる。照明装置２５０から提供される照明と画像キャプチャーを同期させるためにこの同じプロセッサー２５４を使用することができる。
【００８８】
例示的態様の中では、２つの光感受部からの合体した応答を、所望の照明装置の積分スペクトルパワーと逆に関連させ、その結果、照明装置を駆動させるために使用する電流と逆に関連させる。環境が薄暗く照らされている場合、照明装置２５０がより強力な補償照明を生成することが重要であるので、センサー２５２によって決定された全体の照明レベルと照明装置２５０によって生成された積分スペクトルパワーとの間の逆の関係は重要である。このシステムでは、２つの光感受部の相対的応答は、照明装置２５０を構成する２つの発光素子によって生成された相対的輝度と正比例する。２つの光感受部の相対的応答が、照明装置２５０を構成する２つの発光素子によって生成された相対的な光の強度と正比例するという事実により、照明装置のスペクトル感度が、環境内の他の照明源の分光分布と可能な限り一致できる。
【００８９】
写真システムの中では、環境内の他の照明の分光分布とフラッシュもしくはスポットライトの分光分布を一致させることは２つの理由で重要である。まず第一に、写真システムは、様々な環境の中で見たとき、中立的に調和されたように見える写真を作り出すために、支配的な照明源を決定し、この照明源に合わせて調整することを試みる。画像取得中に照明色が多様である場合、これらのアルゴリズムは、局所適応処理（ｌｏｃａｌｌｙ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を備えることなく、これらの複数の照明源を検出、もしくはこれらの複数の照明源に合わせて調整することが不可能である。そのようなアルゴリズムは、設計することがきわめて難しく、存在可能な多様な照明状態に対して強くないことが多い。さらに、もし、そのようなアルゴリズムが作られたとしても、かなりの処理パワーが必要となり、それゆえ、そのアルゴリズムが使用される写真システムの潜在的コストが増加するであろう。第二に、もし、複数の異なる分光分布を有する照明源がある環境で取得された画像に対して局所適用処理が適応されず、その色のバランスが修正されない場合、結果として得られた写真の少なくともいくつかの部分は、望ましくなく、最終の写真の価値を落とす色かぶりを有しているように見えるであろう。
【００９０】
当業者は、センサー２５２は理想的には２つの光感受部を有するが、代わりに、１つの光感受部もしくは３つ以上の光感受部を有することができることを認識するであろう。もし、センサー２５２が１つの光感受部のみを有する場合、照明装置２５０の全体の光の強度を調整するためだけに、このセンサーを使用することができる。しかし、センサー２５２が、それぞれの光感受部が異なるスペクトル感度を有する少なくとも２つの光感受部を有するときはいつでも、環境照明の分光分布を評価するために、このセンサーからの応答を使用することができる。環境照明を評価したとき、照明装置２５０内の２つの発光素子のスペクトルパワーを制御するために、第２の発光素子の積分スペクトルパワーに対する第１の発光素子の積分スペクトルパワーの割合を、環境照明の分光分布と可能な限り近くスペクトルが一致するように調整することができる。
【００９１】
この開示で示された例では、４０００Ｋおよび９５００Ｋの色温度を有する光を放射するための２つの発光素子を概して検討してきた。しかし、当業者は、これは必須でなく、どちらの発光体の色温度もこれらの値のどちらかに比べて著しく小さいかもしくは大きくてもよいことを認識するであろう。たとえば、タングステンランプもしくは、さらにナトリウムランプの色をもっと多く有する照明を提供するために低い方の色温度をおよそ３０００Ｋまで下方に拡張してもよい。さらに、ある用途のために、１２０００Ｋもしくは、さらに１５０００Ｋの範囲へ高い方の色温度をさらに拡張してもよい。しかし、色温度の範囲は、それらの色度座標の間の直線が、プランク軌跡の実質的に直線である部分に沿って位置するように一般に選択される。また、この開示で示された例は、発光素子の中に複数の種類の発光体を備えることを検討してきた。異なる例は異なる帯域幅を有する種類の発光体を使用したが、それぞれの例は同じ帯域幅を有する発光体を使用した。本発明の目的を達成するために、可視スペクトルの端付近に比べて可視スペクトルの中心付近のより広い帯域幅を有する種類の発光体を使用することが望ましいことがあり得るので、このことも本発明に関して再び必要ではない。
【００９２】
本発明の好ましい態様を特に参照して本発明を詳細に記載してきたが、本発明の精神および範囲の中であれば、変形例および変更例にも効力が及ぶことを理解するであろう。
【符号の説明】
【００９３】
２    照明装置
４    第１の発光素子
６    第２の発光素子
８    コントローラー
１０ａ    第１の発光素子に係る信号制御ライン
１０ｂ    第２の発光素子に係る信号制御ライン
１２    第１の発光素子に係る座標
１４    第２の発光素子係る座標
１６    プランク軌跡
１８    Ｄ５０に適合した座標
２０    Ｄ６５に適合した座標
２２    Ｄ９３に適合した座標
３０    第１の発光素子に係る分光分布
３２    第２の発光素子に係る分光分布
３４    第１の波長帯域
３６    第２の波長帯域
３８    第３の波長帯域
４２    Ｄ５０における照明装置の分光分布
４４    Ｄ５０に係るＣＩＥ標準分光分布
４６    Ｄ６５における照明装置の分光分布
４８    Ｄ６５に係るＣＩＥ標準分光分布
５０    Ｄ９３における照明装置の分光分布
５２    Ｄ９３に係るＣＩＥ標準分光分布
５６    エレクトロルミネセントデバイス
５８    量子ドット無機発光層
６０    基板
６２    アノード
６４    バス金属
６６    カソード
７０    無機量子ドット発光層
７２    第１のタイプの量子ドット
７４    第２のタイプの量子ドット
７６    第３のタイプの量子ドット
７８    伝導要素
８０    第１の発光素子の分光分布
８２    第２の発光素子の分光分布
９０    第１の発光素子に係る座標
９２    第２の発光素子に係る座標
９４    Ｄ５０に適合する座標
９６    Ｄ６５に適合する座標座標
１０２    第１の発光素子に係る分光分布
１０４    第２の発光素子に係る分光分布
１１２    第１の発光素子に係る分光分布
１１４    第２の発光素子に係る分光分布
１２０    基板
１２２    第１の電極
１２４    第１の正孔注入層
１２６    第１の正孔輸送層
１２８    第１の発光層
１３０    第１の電子輸送層
１３２    第２の電極
１３４    第２の正孔注入層
１３６    第２の正孔輸送層
１３８    第２の発光層
１４０    第２の電子輸送層
１４２    第３の電極
１４４    第１のＥＬユニット
１４６    第２のＥＬユニット
１５０    制御信号
１５２ａ    電力供給
１５２ｂ    電力供給
１５４ａ    第１の発光素子
１５４ｂ    第２の発光素子
１５５    デジタル−アナログ変換器
１５６ａ    抵抗
１５６ｂ    抵抗
１５８ａ    トランジスター
１５８ｂ    トランジスター
１５９ａ    抵抗
１５９ｂ    抵抗
１６０    信号受信手段
１６２    ユーザー用調節つまみ
１６４    明るさ調節つまみ
１６６    色温度調節つまみ
１７０    センサー
１７２    第１の検出部
１７４    第２の検出部
１７６    出力信号手段
１７８    色フィルター
１８０    色フィルター
２５０    Ｄ９３における照明装置の分光分布
２５２    センサー
２５４    プロセッサー
２５６    キャプチャーメカニズム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005519493.tif 000013
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005519493.tif 000018
【図１４】
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【図１５】
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