(57)【要約】【課題】消費電力を増大させることなく発光体の輝度を維持することでき、発光体の長寿命化が可能な発光素子および発光装置を提供する。【解決手段】発光素子１０は、透明なフィルム基材１１と、フィルム基材１１上に形成された透明な第１の電極層１２と、第１の電極層１２上に各々分離して形成され、無機発光材料である例えば硫化亜鉛（ＺｎＳ）を含む複数の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３と、複数の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３上に形成された絶縁体層１４と、絶縁体層１４上に形成された第２の電極層１５と、を備え、第１の電極層１２および第２の電極層１５の少なくとも一方が、複数の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３に対応して個別に設けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明なフィルム基材と、
前記フィルム基材上に形成された透明な第１の電極層と、
前記第１の電極層上に各々分離して形成され、無機発光材料を含む複数の発光体と、
前記複数の発光体上に形成された絶縁体層と、
前記絶縁体層上に形成された第２の電極層と、
を備え、前記第１の電極層および前記第２の電極層の少なくとも一方が、前記複数の発光体に対応して個別に設けられることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記複数の発光体は、それぞれ、櫛歯状のパターンで形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記複数の発光体は、それぞれ、同一の面積を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記複数の発光体は、それぞれ、発光色が異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光素子と、
前記発光素子の各発光体を個別に駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、前記駆動部により駆動されている発光体の累積発光時間が所定の値を超えたとき、他の発光体を駆動するように前記駆動部を制御することを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子および発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白熱電球、蛍光灯、ＬＥＤ等の種々の光源を用いた照明装置が知られている。この種の照明装置では、長時間使用した場合に光源の輝度が低下するため、光源の輝度を維持するための対策が必要となる。
【０００３】
この種の照明装置において、光源の輝度を維持するための対策として、光源の使用時間の経過に応じて、光源へ供給する電力を増加させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の照明装置では、光源の使用時間の経過に応じて光源へ供給する電力を増加させる（入力電圧の変改割合を変更させる）ことにより、光源の使用時間が初期の段階から寿命末期の段階に亘って光源の光出力を略同等に（略一定となるように）維持することが可能となる（段落００１４、００４５、００４６、図４、図５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０４１７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の照明装置では、光源の使用時間の経過に応じて入力電力を大きくする必要があり、消費電力が増大することとなった。特に、特許文献１に記載の照明装置のように光源としてＬＥＤを用いるものでは消費電力の増大が顕著であった。
【０００７】
一方、今日、無機発光材料を含む発光体を採用した無機エレクトロルミネッセンス（ElectroLuminescence：以下、ＥＬという）と称する発光素子も提案されている。無機ＥＬは、例えば、フィルム基材上に硫化亜鉛（ＺｎＳ）を発光体として印刷した構成であり、一対の電源入力端子から交流電源を印加し、交流極性が反転するところでの電子の移動を利用して発光体を面発光させるものである。
【０００８】
無機ＥＬは、ＬＥＤ等の光源と同様、例えば、図１１（ａ）に示すように、使用開始後の時間経過とともに輝度が低下するという特性を有する。このため、無機ＥＬにおいても、発光体の輝度を維持するために、使用開始後の経過時間に応じて印加する交流電圧を増大させる制御を行う方法が考えられる。
【０００９】
しかしながら、無機ＥＬは、時間経過により輝度が低下する特性に加えて、図１１（ｂ）に示すように、使用開始後、ある時間が経過するごとに印加電圧を上げる制御を行っても、発光体の輝度が期待通りに回復することができないという特性を有する。図１１（ｂ）は、使用開始から例えば３５００時間、あるいは４５００時間が経過したタイミングで交流印加電圧を増大させる制御を行った例を示している。この特性図からは、発光体の輝度は２５ｃｄ／ｍ2程度までしか回復せず、当初の輝度レベルまでには回復できないことが分かる。
【００１０】
このように、発光体に無機ＥＬを採用した従来の発光素子では、使用開始後、ある時間が経過するごとに印加電圧を上げる制御を行っても、発光体の輝度が期待通りに回復しない一方で消費電流が増大することを免れなかった。
【００１１】
発光体に無機ＥＬを採用した発光素子の消費電流の増大は、該発光素子を用いる機器の電池の持ち時間（電池寿命）に影響することとなる。つまり、従来の発光素子は、発光体の輝度を維持すために消費電流が増大せざるを得ず、当該発光素子を用いる機器の電池寿命を短くせしめ、ひいては、その電池を電源として駆動される発光素子の寿命が短くならざるを得ないという問題点があった。
【００１２】
そこで、本発明は、消費電力を増大させることなく発光体の輝度を維持することでき、発光体の長寿命化が可能な発光素子および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】
【００１３】
本発明に係る発光素子は、上記目的達成のため、透明なフィルム基材と、前記フィルム基材上に形成された透明な第１の電極層と、前記第１の電極層上に各々分離して形成され、無機発光材料を含む複数の発光体と、前記複数の発光体上に形成された絶縁体層と、前記絶縁体層に形成された第２の電極層と、を備え、前記第１の電極層および前記第２の電極層の少なくとも一方が、前記複数の発光体に対応して個別に設けられることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、本発明に係る発光素子は、複数の発光体を輝度低下が発生する前に１つずつ切り換えて駆動することで、切り換えの都度、発光体の輝度を当初レベルに戻すことができる。これにより、発光体の輝度低下に応じて印加電圧を大きくする制御が不要となり、消費電流を低減しつつ発光体の寿命を延ばすことが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る発光素子において、前記複数の発光体は、それぞれ、櫛歯状のパターンで形成される構成としてもよい。
【００１６】
この構成により、本発明に係る発光素子は、各発光体を互いに近接させて１つのフィルム基材上に設けることができ、各発光体を複数のフィルム基材に分けて設ける場合に比べて薄型化が可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る発光素子において、前記複数の発光体は、それぞれ、同一の面積を有する構成であってもよい。
【００１８】
この構成により、本発明に係る発光素子は、各発光体をいずれも同じ輝度で発光させるように駆動することができる。
【００１９】
また、本発明に係る発光素子において、前記複数の発光体は、それぞれ、発光色が異なる構成であってもよい。
【００２０】
この構成により、本発明に係る発光素子は、各発光体を選択的に駆動してそれぞれ異なる色で発光させることができる。また、二つ以上の発光体を同時に点灯させてそれらの発光色の混合色による発光を実現することができ、バックライト等のバリエーションを増やすことができる。
【００２１】
また、本発明に係る発光装置は、前記発光素子と、前記発光素子の各発光体を個別に駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記駆動部により駆動されている発光体の累積発光時間が所定の値を超えたとき、他の発光体を駆動するように前記駆動部を制御することを特徴とする。
【００２２】
この構成により、本発明に係る発光装置では、発光素子の各発光体を輝度低下が発生する前に１つずつ切り換えて駆動することで、切り換えの都度、発光体の輝度を当初レベルに戻すことができる。これにより、輝度低下に応じて印加電圧を大きくする制御を行うことなく発光体の輝度を長期間維持することができ、消費電流を低減しつつ発光体の寿命を延ばすことが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、消費電力を増大させることなく発光体の輝度を維持することでき、発光体の長寿命化が可能な発光素子および発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子および発光装置を備えた携帯通信端末の外観構成を示す図である。
【図２】図１における携帯通信端末のＡ−Ａ線による断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子および発光回路要部の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の要部断面構成を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の変形例に係る発光素子の要部断面構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置のＥＬ駆動制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の図７のＥＬ駆動制御に基づく各発光体の輝度特性を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る発光素子および発光回路要部の構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の無機ＥＬを用いた発光体の輝度特性を示す図であり、図１１（ａ）は発光体の使用経過時間に応じた輝度変化特性を示し、図１１（ｂ）は発光体の使用経過時間に応じて印加電圧を大きくする制御に基づく輝度変化特性を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係る発光素子１は、例えば、スマートフォン等の携帯通信端末やＰＣ等の各種情報機器の操作部等のバックライトとして使用されるものである。以下においては、携帯通信端末の各種機能ボタン（以下、アイコンという）用のバックライトとして用いられる発光素子１を例に挙げてその構成および動作について説明する。
【００２７】
まず、発光素子１０を用いる携帯通信端末１の構成について説明する。図１に示す携帯通信端末１は、例えば、スマートフォンであり、本体部１ａと、液晶表示装置等からなり各種情報を表示する表示部２と、各種機能を表すボタン等のツールを表示する機能表示部３と、を有する。機能表示部３は、上記ツールとして、選択的に表示または非表示が可能なアイコン３ａ、３ｂを有する。
【００２８】
図１は、特に、バックライトである後述の発光素子１０の点灯によってアイコン３ａ、３ｂが表示中の状態となっていることを示している。アイコン３ａ、３ｂは、それぞれ例えば三角形状、四角形状の枠部分を発光素子１０からの光が透過することで表示中の状態となり、発光素子１０が消灯され、上記各枠部分を通る光が消失することで非表示の状態となる。
【００２９】
携帯通信端末１において、機能表示部３は、図２に示すように、カバーガラス４、カバーガラス４の下面に設けられるマスク層５、マスク層５の下面に設けられる粘着層６、粘着層６の下面に貼り付けられる発光素子１０により構成される。
【００３０】
カバーガラス４は、例えば、透明なガラス部材で構成される。マスク層５は、カバーガラス４の裏面側に一部領域を除き不透明な印刷剤を印刷して形成されたものである。本実施の形態において、マスク層５は、上記一部領域として例えばアイコン３ａ、３ｂにそれぞれ対応する非印刷領域５ａ、５ｂが形成されている。マスク層５において、非印刷領域５ａ、５ｂは、さらに下方に配置される発光素子１０の発光体１３からの光で上述したアイコン３ａ、３ｂが配置されている領域を例えば直下から照らすことが可能な位置に形成されている。
【００３１】
このように、マスク層５は、発光素子１０の発光体１３からの光を非印刷領域５ａ、５ｂを経てカバーガラス４を透過させることで非印刷領域５ａ、５ｂに対応するアイコン３ａ、３ｂを表示状態とし、発光体１３を消灯することでアイコン３ａ，３ｂを非表示状態とすることを可能とする。
【００３２】
機能表示部３のカバーガラス４は、例えば、タッチパネル機能を有する液晶パネルを採用した構成としてもよい。この構成によれば、機能表示部３のアイコン３ａ、３ｂは、上述した表示状態でそれぞれにタッチすることでアイコン３ａ、３ｂに各々対応する機能を指示する指示ツールとして運用可能となる。一例として、例えば、アイコン３ａは、表示部２に表示される動画等の画像の再生開始を指示することが可能なツールとして運用でき、アイコン３ｂは、同じく上記動画等の再生の停止を指示することが可能なツールとして運用できる。
【００３３】
粘着層６は、例えば、透明なＯＣＡ（機能性フィルム）等の樹脂製の粘着材料で構成されている。発光素子１０は、後で詳述するように、フィルム基材１１に第１および第２の電極層１２、１３や発光体１３等を積層した構造を有する。機能表示部３において、発光素子１０は、フィルム基材１１が上記粘着層６によってマスク層５の下面に貼り付けられている。
【００３４】
なお、機能表示部３における発光素子１０の取付態様は、フィルム基材１１を粘着層６を介してマスク層５に貼り付ける構成（図２参照）に限らず、フィルム基材１１をマスク層５の下面から離間し、マスク層５との間にスペースを設けた状態に取り付ける構成としてもよい。
【００３５】
［発光素子の構造］
次に、本実施の形態に係る発光素子１０の構造について図２ないし図５を参照して説明する。
【００３６】
発光素子１０は、図２に示すように、機能表部３のアイコン３ａのバックライト用の発光素子１０−１と、アイコン３ｂのバックライト用の発光素子１０−２とにより構成される。発光素子１０−１と１０−２は同一の構造を有している。以下の説明では、発光素子１０−１を主体にその構成について述べる。説明の都合上、発光素子１０−１、１０−２をまとめて発光素子１０と称することがある。
【００３７】
本実施の形態に係る発光素子１０（１０−１、１０−２）は、図２に示すように、ぞれぞれ、透明なフィルム基材１１、フィルム基材１１上に形成された透明な第１の電極層１２、無機発光材料である例えばＺｎＳを含む発光体１３、発光体１３上に形成された絶縁体層１４、絶縁体層１４上に形成された第２の電極層１５を備えて構成される。
【００３８】
フィルム基材１１は、例えば、ポリエステル素材で構成され、具体的には、ポリエチレンテレフタラート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＥＴ）が用いられる。
【００３９】
第１の電極層１２は、銅箔などの導電体から構成される。第１の電極層１２は、フィルム基材１１上に、上記導電体をシルクスクリーン印刷等の印刷技術を用いて配線パターンとして印刷することにより形成される。
【００４０】
発光体１３は、例えば、ＺｎＳを第１の電極層１２上に適宜なパターンで印刷したいわゆる無機ＥＬにより形成される。絶縁体層１４は、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等の強誘電体材料を積層状態に印刷することにより形成される。第２の電極層１５は、絶縁体層１４上に、例えば、銅箔などの導電体をシルクスクリーン印刷等の印刷技術を用いて適宜な配線パターンとして印刷することにより形成される。
【００４１】
発光素子１０において、発光体１３は、図３に示すように、第１の電極層１２上に各々分離して形成される複数の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３により構成される。発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３は、それぞれ、ＺｎＳを含む無機ＥＬにより構成されている。
【００４２】
発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３は、発光した際の光が図２におけるマスク層５の非印刷領域５ａ、５ｂを通過してカバーガラス４を照射可能な位置に配置される必要がある。図３に示すように、発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３は、それぞれ、櫛歯状のパターンで形成される。発光素子１０は、発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３が、それぞれ、櫛歯状のパターンで入り組んで配置されることで、各発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３のアイコン３ａまたは３ｂを照らすことが可能な位置への配置を可能にする。
【００４３】
しかも、発光素子１０は、発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３を、それぞれ、櫛歯状のパターン形状としたことで、各発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３を互いに近接させて１つのフィルム基材１１上に設けることができ、薄型化が可能となるように構成されている。
【００４４】
また、発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３は、それぞれ、同一の面積を有する。発光素子１０は、発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３が、それぞれ、同一の面積で形成されることで、発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３のうちのいずれか一つが選択的に駆動（発光）される場合にそれぞれ同一の輝度に保つことを可能にするように構成されている。
【００４５】
発光素子１０は、図３に示すように、それぞれ、櫛歯状のパターン形状かつ同一面積を有する発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３がそれらの端部で発光回路２０に接続されている。発光回路２０は、例えば、発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３をそれぞれ駆動する３つの発光回路部（図示せず）を有する構成とすることができる。
【００４６】
図４は、本実施の形態に係る発光素子１０の要部断面構成を示す図であり、特に、図３における発光素子１０および発光回路２０のＢ−Ｂ線による断面図を示している。図４に示すように、本実施の形態に係る発光素子１０は、第１の電極層１２が発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３がともに接続される１枚の層で形成される。これに対し、第２の電極層１５は、発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３に対応してそれぞれ個別に設けられた第２の電極層１５ａ、１５ｂ、１５ｃにより構成されている。
【００４７】
なお、本実施の形態では、発光素子１０の第１の電極層１２および第２の電極層１５は、それらのうちの少なくとも一方が発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３に対応して個別に設けられていればよい。このため、本実施の形態では、発光素子１０の第１の電極層１２および第２の電極層１５について図５に変形例として示す電極構造とすることもできる。
【００４８】
図５は、本実施の形態の変形例に係る発光素子１０Ａの要部断面構成を示す図である。図５に示すように、変形例に係る発光素子１０Ａは、第１の電極層１２が発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３に対応して個別に設けられた第１の電極層１２ａ、１２ｂ、１２ｃで形成されるとともに、第２の電極層１５が発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３がともに接続される一つの層で形成されている。
【００４９】
本実施形態のさらに他の変形例としては、上述した発光素子１０、１０Ａにおいて、第１の電極層１２および第２の電極層１５の双方を、発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３に対応してそれぞれ個別に設ける構成としてもよい。
【００５０】
［発光装置１００の構成］
次に、本実施の形態に係る発光装置１００の構成について説明する。本実施の形態に係る発光装置１００は、図６に示すように、発光素子１０（図２〜図５参照）と、発光素子１０の発光体１３を構成する各発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３を個別に駆動するＥＬ駆動部１０１と、ＥＬ駆動部１０１を制御する制御部１０２と、を備えて構成される。
【００５１】
この発光装置１００用いられる携帯通信端末１（図１参照）は、ＣＰＵの他、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ等を有し、例えば、ＲＯＭに格納したプログラムをＲＡＭに移して当該プログラムを実行させることで装置全体の制御を行う。本実施の形態に係る発光装置１００（図６参照）において、制御部１０２は、例えば、携帯無線端末１のＣＰＵで所定のＥＬ駆動制御プログラムを実行させることにより実現できる。また、制御部１０２により制御されるＥＬ駆動部１０１は、例えば各発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３を個別に駆動する３つの発光回路部を含むＥＬ駆動ＩＣ（集積回路）を発光回路２０（図３参照）内に実装した構成とすることができる。
【００５２】
図６に示す発光装置１００において、ＥＬ駆動部１０１は、例えば、携帯通信端末１の図示しない二次電池（バッテリー）から供給される直流電圧を例えばＡＣ１００ボルトに変換するＤＣ／ＡＣ変換回路を含んでいる。ＥＬ駆動部１０１は、制御部１０２の制御により、上記３つの発光回路部を選択的に切り換え、発光素子１０の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３のいずれか１つに対してＡＣ１００Ｖの交流電源を印加する。これにより、発光素子１０は、発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３のいずれか１つが駆動され、アイコン３ａ、または３ｂを表示状態として照らすように発光される。
【００５３】
制御部１０２は、ＥＬ駆動部１０１との間で、例えば、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）方式のシリアル通信を行うものである。Ｉ２Ｃ方式のシリアル通信においては、マスタである制御部１０２から送信するクロック信号ＳＣＬを基準にしてデータ信号がＳＤＡライン上でスレーブであるＥＬ駆動部１０１に転送される。このように、制御部１０２は、Ｉ２Ｃシリアル通信によりＥＬ駆動部１０１に対してデータ信号（制御データ）を送信することで、例えば、発光素子１０における各発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３のいずれか１つに対して上記交流電圧が供給されるようにＥＬ駆動部１０１を制御可能である。
【００５４】
具体的に、制御部１０２は、ＥＬ駆動部１０１により発光体１３における１つの発光体例えばＥＬ１を駆動するとともに、該発光体ＥＬ１の累積発光時間（例えば、ｔ１：図７参照）が予め設定した所定の値（例えば、ｔ０：図７参照）を超えたとき、他の発光体例えばＥＬ２を駆動し、さらに、発光体ＥＬ２の累積発光時間が上記所定の値を超えたときには、未だ使用されていない発光体ＥＬ３を駆動するようＥＬ駆動部１０１を制御する。
【００５５】
次に、本実施の形態に係る発光装置１００のＥＬ駆動制御について図７に示すフローチャートを参照して説明する。このＥＬ駆動制御は、発光装置１００が搭載された携帯通信端末１で所定のアイコン表示指示操作が行われるごとに実行される。すなわち、発光装置１００において、制御部１０２は、携帯通信端末１でアイコン３ａ、３ｂの表示を指示する操作が行われたか否かを監視している（ステップＳ１）。
【００５６】
ここで、アイコン３ａ、３ｂの表示を指示する操作が行われていないと判定された場合（ステップＳ１でＮＯ）、制御部１０２は、アイコン３ａ、３ｂの表示を指示する操作が行われたか否かの監視を続行する（ステップＳ１）。この間、アイコン３ａ、３ｂの表示を指示する操作が行われたと判定された場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御部１０２は、既に使用開始されている発光体が存在するか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００５７】
ここで、使用開始されている発光体が存在しないと判定された場合（ステップＳ２でＮＯ）、制御部１０２は、使用開始前の発光体のうちから１つの発光体を選択し、当該選択した発光体例えばＥＬ１を駆動するようにＥＬ駆動部１０１を制御する（ステップＳ３）。これに対し、使用開始されている発光体例えばＥＬ１が存在すると判定された場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御部１０２は、該発光体ＥＬ１を駆動するようにＥＬ駆動部１０１を制御する（ステップＳ４）。
【００５８】
ステップＳ３もしくはＳ４で発光素子１０の例えば発光体ＥＬ１の駆動を開始した後、制御部１０２は、発光体ＥＬ１の累積点灯時間ｔ１の計時を開始する（ステップＳ５）。
【００５９】
引き続き、制御部１０２は、携帯通信端末１でアイコン３ａ、３ｂの表示停止を指示する操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、アイコン３ａ、３ｂの表示停止を指示する操作が行われたと判定された場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、制御部１０２は、発光中の発光体ＥＬ１の駆動を停止するようにＥＬ駆動部１０１を制御する（ステップＳ７）。ステップＳ７で発光中の発光体ＥＬ１の駆動を停止した後、制御部１０２はステップＳ１以降の処理を続行する。
【００６０】
この間、ステップＳ１でアイコン３ａ、３ｂの表示を指示する操作が行われるたびに発光体ＥＬ１を駆動し（ステップＳ３、Ｓ４）、その累積点灯時間ｔ１の計時を行ったうえで（ステップＳ５）、アイコン３ａ、３ｂの表示停止を指示する操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００６１】
ここで、アイコン３ａ、３ｂの表示停止を指示する操作が行われなかったと判定された場合（ステップＳ６でＮＯ）、制御部１０２は、ステップＳ５で計時開始した発光体ＥＬ１の累積点灯時間ｔ１と予め設定されている累積点灯時間の閾値時間ｔ０を比較し、累積点灯時間ｔ１が閾値時間ｔ０を超えたか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００６２】
ここで、発光体ＥＬ１の累積点灯時間ｔ１が閾値時間ｔ０を超えていないと判定された場合（ステップＳ８でＮＯ）、次いで、制御部１０２は、発光体ＥＬ１に故障が発生したか否かを判定する（ステップＳ９）。発光体ＥＬ１に故障が発生していないと判定された場合（ステップＳ９でＮＯ）、制御部１０２は、ステップＳ５以降の処理を続行する。
【００６３】
この間、ステップＳ８で発光体ＥＬ１の累積点灯時間ｔ１が閾値時間ｔ０を超えていると判定された場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、制御部１０２は、使用開始前の発光体が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０）。ここで、使用開始前の発光体が存在すると判定された場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、制御部１０２は、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３において、制御部１０２は、使用開始前の発光体ＥＬ２、ＥＬ３のうちから１つの発光体例えばＥＬ２を選択し、該発光体ＥＬ２を駆動するようにＥＬ駆動部１０１を制御する。
【００６４】
以後、制御部１０２は、発光体１３の発光体ＥＬ２を駆動した状態で、発光体ＥＬ１の駆動時と同様、発光体ＥＬ２の累積点灯時間ｔ１を計時する処理（ステップＳ５）、アイコン３ａ、３ｂの表示停止を指示する操作が行われたか否かを判定する処理（ステップＳ６）、発光体ＥＬ２の累積点灯時間ｔ１が閾値時間ｔ０を超えているか否かを判定する処理（ステップＳ８）、発光体ＥＬ２に故障が発生したか否かを判定する処理（ステップＳ９）を順次実施する。
【００６５】
この間、アイコン３ａ、３ｂの表示停止を指示する操作が行われたと判定された場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、制御部１０２は、発光体ＥＬ２の駆動を停止するようにＥＬ駆動部１０１を制御し（ステップＳ７）、その後、ステップＳ１以降の処理を続行する。
【００６６】
また、発光体ＥＬ２の駆動中、発光体ＥＬ２の累積点灯時間ｔ１が閾値時間ｔ０を超えていないと判定され（ステップＳ８でＮＯ）、かつ、発光体ＥＬ２に故障が発生していないと判定された場合（ステップＳ９でＮＯ）、制御部１０２は、ステップＳ５以降の処理を続行する。
【００６７】
また、発光体ＥＬ２の駆動中、発光体ＥＬ２の累積点灯時間ｔ１が閾値時間ｔ０を超えたと判定され（ステップＳ８でＹＥＳ）、かつ、使用開始前の発光体ＥＬ３が存在すると判定された場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、制御部１０２は、ステップＳ３に戻り、当該使用開始前の発光体ＥＬ３を駆動するようにＥＬ駆動部１０１を制御する。
【００６８】
発光体ＥＬ３の駆動中、制御部１０２は、発光体ＥＬ１およびＥＬ２の駆動時と同様、発光体ＥＬ３の累積点灯時間ｔ１を計時する処理（ステップＳ５）、アイコン３ａ、３ｂの表示停止を指示する操作が行われたか否かを判定する処理（ステップＳ６）、発光体ＥＬ３の累積点灯時間ｔ１が閾値時間ｔ０を超えているか否かを判定する処理（ステップＳ８）、発光体ＥＬ３に故障が発生したか否かを判定する処理（ステップＳ９）を順次実施する。
【００６９】
この間、アイコン３ａ、３ｂの表示停止を指示する操作が行われたと判定された場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、制御部１０２は、発光体ＥＬ３の駆動を停止するようにＥＬ駆動部１０１を制御し（ステップＳ７）、その後、ステップＳ１以降の処理を続行する。
【００７０】
また、発光体ＥＬ３の駆動中、発光体ＥＬ３の累積点灯時間ｔ１が閾値時間ｔ０を超えていないと判定され（ステップＳ８でＮＯ）、かつ、発光体ＥＬ３に故障が発生していないと判定された場合（ステップＳ９でＮＯ）、制御部１０２は、ステップＳ５以降の処理を続行する。
【００７１】
そして、発光体ＥＬ３の駆動中、発光体ＥＬ３の累積点灯時間ｔ１が閾値時間ｔ０を超えたと判定され（ステップＳ８でＹＥＳ）、かつ、使用開始前の発光体が存在しないと判定されると（ステップＳ１０でＮＯ）、制御部１０２は、発光体ＥＬ１、ＥＬ２およびＥＬ３を対象とする一連のＥＬ駆動制御を終了する。
【００７２】
図８は、図７に示したＥＬ駆動制御に基づく発光素子１０の発光体ＥＬ１、ＥＬ２およびＥＬ３の駆動開始後の経過時間に対する各発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３の輝度の変化特性を示している。特に、図８は、発光装置１００の制御部１０２がＡＣ１００Ｖ、周波数４００Ｈｚの交流電源を発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３に対して選択的に印加してそのうちの１つを駆動するようにＥＬ駆動部１０１を制御する場合の特性を示している。
【００７３】
図８に示すように、本実施の形態によれば、発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３をそれらの累積点灯時間が例えば１７００時間を超えるタイミングで１つずつ切り換えて駆動する（但し、非故障時）ことで、６０ｃｄ／ｍ2程度まで低下した輝度をその都度使用開始直後の９０ｃｄ／ｍ2程度の輝度まで戻すことが可能である。これにより、従来は２０００時間程度で輝度が３０％程度までおちていたものを、本実施の形態によれば、約５０００時間が経過するまで、実用上、十分な６０ｃｄ／ｍ2の輝度が保てることが実証された。
【００７４】
本実施の形態においては、発光素子１０の複数の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３を切換えて駆動しその都度輝度を回復させることで、発光素子１０の使用開始後、電源電圧を大きくすることなく長期間に亘って発光素子１０の輝度を維持でき、結果として、発光素子１０を用いる携帯通信端末１の消費電流を節減して発光素子１０の長寿命化を図ることができる。
【００７５】
合わせて、図８には、発光体ＥＬ１が累積点灯時間が１７００時間に満たない時点で故障した際に発光体ＥＬ１から発光体ＥＬ２に切り換えて駆動する故障時切換え駆動特性も示されている。この故障時切換え駆動特性からも分かるように、本実施の形態では、駆動中の発光体が断線などで故障した場合、使用開始前の他の発光体に切り換えて駆動するソフトを組むことで、発光体の故障時のバックライト機能損失といったリスクを低減できるようになる。
【００７６】
なお、第１の実施の形態によれば、３つの発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３で構成された発光体１３を有する発光素子１０を二つ（１０−１、１０−２）有する例を挙げているが、上記発光素子１０を三つ有する構成としてもよい。また、各発光素子１０の発光体１３も３つの発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３を有する構成に限らず、２つあるいは４つ以上の発光体で構成されたものであってもよい。また、発光体を構成する複数の発光体を切り換える累積点灯時間ｔ１については、上述した１７００時間に限られず、実用上必要なる輝度等を考慮して適宜な時間を設定するようにしてもよい。
【００７７】
本実施の形態に係る発光素子１０は、スマートフォン等の携帯通信端末１の液晶部（機能表示部３）のバックライト（図１参照）の他、ＰＣ等のキーボードのキーパッドのバックライト等にも適用可能である。
【００７８】
次に、作用・効果について説明する。
【００７９】
上述したように、本実施の形態に係る発光素子１０は、透明なフィルム基材１１と、フィルム基材１１上に形成された透明な第１の電極層１２と、第１の電極層１２上に各々分離して形成され、無機発光材料を含む複数の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３と、複数の複数の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３上に形成された絶縁体層１４と、絶縁体層１４に形成された第２の電極層１５と、を備え、第１の電極層１２および第２の電極層１５の少なくとも一方が、複数の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３に対応して個別に設けられる構成を有している。
【００８０】
この構成により、本実施の形態に係る発光素子１０は、複数の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３を輝度低下が発生する前に１つずつ切り換えて駆動することで、切り換えの都度、発光体１３の輝度を当初レベルに戻すことができる。これにより、発光体１３の輝度低下に応じて印加電圧を大きくする制御が不要となり、消費電流を低減しつつ発光体の寿命を延ばすことが可能となる。
【００８１】
また、本実施の形態に係る発光素子１０において、複数の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３は、それぞれ、櫛歯状のパターンで形成される構成である。
【００８２】
この構成により、本実施の形態に係る発光素子１０は、各発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３を互いに近接させて１つのフィルム基材１１上に設けることができ、各発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３を複数のフィルム基材に分けて設ける場合に比べて薄型化が可能となる。
【００８３】
また、本実施の形態に係る発光素子１０において、複数の発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３は、それぞれ、同一の面積を有する構成である。
【００８４】
この構成により、本実施の形態に係る発光素子１０は、各発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３をいずれも同じ輝度で発光させるように駆動することができる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る発光装置１００は、発光素子１０と、発光素子１０の各発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３を個別に駆動するＥＬ駆動部１０１と、ＥＬ駆動部１０１を制御する制御部１０２と、を備え、制御部１０２は、ＥＬ駆動部１０１により駆動されているＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３の累積発光時間が所定の値を超えたとき、他の発光体を駆動するようにＥＬ駆動部１０１を制御するように構成されている。
【００８６】
この構成により、本実施の形態に係る発光装置１００では、発光素子１０の各発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３を輝度低下が発生する前に１つずつ切り換えて駆動することで、切り換えの都度、発光体１３の輝度を当初レベルに戻すことができる。これにより、輝度低下に応じて印加電圧を大きくする制御を行うことなく発光体１３の輝度を長期間維持することができ、消費電流を低減しつつ発光体の寿命を延ばすことが可能となる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子１０Ｂおよび発光装置１００Ｂについて図面を参照して説明する。
【００８７】
図９は、本実施の形態に係る発光素子１０Ｂの構成を示す平面図である。本実施の形態に係る発光素子１０Ｂは、図９に示すように、発光体１３Ｂが発光回路２０Ｂに接続されてそれぞれ異なる発光色を有する２つの発光体ＥＬ４、ＥＬ５により構成されている点で、第１の実施の形態に係る発光素子１０と相違する。発光素子１０Ｂは、第１の実施の形態に係る発光素子１０と同様、携帯通信端末１の機能表示部３のバックライトして適用可能である。本実施の形態については、第１の実施の形態に係る発光素子１０の要素と同一の要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８８】
発光素子１０Ｂは、発光体ＥＬ４、ＥＬ５が、第１の実施の形態に係る発光体ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３と同様、それぞれ、櫛歯状の形状を有している。また、発光体ＥＬ４、ＥＬ５は、それぞれ、同一の面積を有して構成されている。発光素子１０Ｂは、後述する発光装置１００Ｂにより発光体ＥＬ４、ＥＬ５がそれぞれの発光色で発光するように駆動される。
【００８９】
図１０は、本実施の形態に係る発光装置１００Ｂの機能構成を示すブロック図である。発光装置１００Ｂは、図９に示した発光素子１０Ｂと、発光素子１０Ｂの発光体１３Ｂを構成する発光体ＥＬ４、ＥＬ５を個別に駆動するＥＬ駆動部１０１Ｂと、ＥＬ駆動部１０１Ｂを制御する制御部１０２Ｂとを備えている。制御部１０２Ｂは、発光素子１０Ｂの発光体１３Ｂにおける発光体ＥＬ４、ＥＬ５をそれぞれの発光色で発光させるようにＥＬ駆動部１０１Ｂを制御する点で、第１の実施の形態に係る発光装置１０と相違する。本実施の形態に係る発光装置１００Ｂについては、第１の実施の形態に係る発光装置１００の要素と同一の要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９０】
本実施の形態に係る発光体ＥＬ４、ＥＬ５として用いることが可能な発光体（無機ＥＬ）としては、例えば、白（Ｗｈｉｔｅ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青緑（ＢｌｕｅＧｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）、橙（Ｏｒａｎｇｅ）の各発光色を有する発光体（無機ＥＬ）が知られている。これら各発光体は、例えばＡＣ１００Ｖの電源電圧の周波数に応じて輝度が変化する特性、具体的には、電源周波数が大きくなるほど輝度が高くなるという特性を有する。
【００９１】
本実施の形態に係る発光素子１０Ｂ（図９参照）は、発光体ＥＬ４、ＥＬ５として、上述した５色の発光色の各発光体のうちの、例えば、それぞれ、橙、緑の発光色を有する発光体を採用して構成されたものである。
【００９２】
発光装置１００Ｂにおいて、制御部１０２Ｂは、発光素子１０Ｂの各発光体ＥＬ４、ＥＬ５を個別に、あるいは双方同時に発光させるようにＥＬ駆動部１０１Ｂを駆動可能な機能構成を有している。また、制御部１０２Ｂは、個別若しくは双方同時の発光駆動に加えて、駆動中の各発光体ＥＬ４、ＥＬ５に対する交流電源（ＡＣ１００Ｖ）の電源周波数を可変制御することにより、各発光体ＥＬ４、ＥＬ５の輝度を調整する制御を実行可能である。
【００９３】
制御部１０２Ｂは、発光素子１０Ｂの各発光体ＥＬ４、ＥＬ５に対する交流電源の電源周波数の可変制御を、当該発光装置１００Ｂを用いる機器の動作状況（動作信号）等に基づいて実施することができる。
【００９４】
例えば、本実施の形態において、発光素子１０Ｂおよび発光装置１００Ｂを携帯通信端末１（図１参照）の機能表示部３のバックライトして採用した場合、制御部１０２Ｂは、携帯通信端末１の通信動作に合わせて上記電源周波数の可変制御を実施することができる。これにより、発光素子１０Ｂおよび発光装置１００Ｂを採用した携帯通信端末１の機能表示部３のアイコン３ａ、３ｂを橙色または緑色で個別に表示させたり、橙色および緑色の混合色（黄色：イエロー）で表示させたり、単色若しくは混合色での表示に際して輝度を可変調整するＥＬ駆動制御が可能となる。
【００９５】
このように、本実施の形態に係る発光素子１０Ｂは、複数の発光体ＥＬ４、ＥＬ５が、それぞれ、発光色が異なる構成である。発光体ＥＬ４、ＥＬ５は、選択的に駆動してそれぞれ異なる色で発光させることができる他、二つ同時に点灯させてそれらの発光色の混合色による発光を実現することもできる。
【００９６】
この構成により、本実施の形態に係る発光素子１０Ｂは、各発光体ＥＬ４、ＥＬ５を選択的に駆動してそれぞれ異なる色で発光させることができる。また、発光体ＥＬ４、ＥＬ５を二つ同時に点灯させてそれらの発光色の混合色による発光を実現することができ、バックライト等に適用した場合のバリエーションを増やすことができる。
【００９７】
なお、図９においては、発光色が異なる２つの発光体ＥＬ４、ＥＬ５を有する発光体１３Ｂを有する発光素子１０Ｂの構成例を挙げているが、本発明は、発光体１３Ｂがそれぞれ異なる発光色を有する３つ以上の発光体を備えた構成であってもよい。この場合において、複数の発光体をそれぞれ個別に駆動する他、そのうちの任意の数の発光体群ごとに同時に駆動する構成としてもよい。さらにその場合には、同時に駆動する発光体群の組み合わせを任意に設定し、各組合せの発光体群を例えば第１の実施の形態で述べた発光素子１０のように、累積点灯時間が予め設定した閾値時間を超えるごとに切り換えて点灯させるようにしてもよい。
【００９８】
上記の構成により、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、発光素子１０Ｂの使用開始後、電源電圧を大きくすることなく長期間に亘って当該発光素子１０Ｂの輝度を維持でき、結果として、発光素子１０Ｂを用いる携帯通信端末１の消費電流を節減して発光素子１０Ｂの長寿命化を図ることができる。
【００９９】
本実施の形態に係る発光素子１０Ｂも、スマートフォン等の携帯通信端末１の液晶部のバックライト（図１参照）、ＰＣ等のキーボードのキーパッド用バックライト等に適用可能である。発光素子１０Ｂを後者の用途に適用した場合、キーパッドを複数のキーエリアごとにそれぞれ異なる色で発光させる他、各色の混合色により発光させることができ、バックライトとしての付加価値を高めることができる。
【０１００】
以上説明したように、本発明は、消費電力を増大させることなく発光体の輝度を維持することでき発光体の長寿命化が図れるという効果を有し、携帯通信端末、ＰＣ等の操作部やキーパッド等のバックライトとして用いる発光素子および発光装置全般に有用である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  携帯通信端末
２  表示部
３  機能表示部
３ａ、３ｂ  アイコン
４  カバーガラス
５  マスク層
６  粘着層
１０、１０−１、１０−２、１０Ａ、１０Ｂ  発光素子
１１  フィルム基材
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  第１の電極層
１３、１３Ｂ  発光体
１４  絶縁体層
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ  第２の電極層
２０、２０Ｂ  発光回路
１００、１００Ｂ  発光装置
１０１、１０１Ｂ  ＥＬ駆動部
１０２、１０２Ｂ  制御部
ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ３、ＥＬ４、ＥＬ５  発光体（無機ＥＬ）
【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】
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【図９】
2018198122.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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