(57)【要約】  本発明は、調節可能な色点を有する光を放出するエレクトロルミネッセンスデバイスに関する。エレクトロルミネッセント領域(1)は、発光電流に応じて光を放出する。加熱素子(7)は、前記エレクトロルミネッセント領域(1)に熱を与える。前記熱を与える際、加熱制御ユニット(9)は、前記の放出された光の色点を調節するために前記加熱素子(7)を制御する。当該エレクトロルミネッセンスデバイスによって放出される光の色点は、前記エレクトロルミネッセント領域(1)の温度に依存する。当該エレクトロルミネッセンスデバイスが、前記エレクトロルミネッセント領域(1)に熱を与える加熱素子(7)と、前記熱を与える際に前記加熱素子(7)を制御する加熱制御ユニット(9)を有するので、前記色点は、前記加熱制御ユニット(9)を用いることによって単純に調節することができる。
2014505352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調節可能な色点を有する光を放出するエレクトロルミネッセントデバイスであって：
発光電流に応じて光を放出するエレクトロルミネッセント領域；
前記エレクトロルミネッセント領域に熱を与える加熱素子；及び、
前記の放出された光の色点を調節するため、前記熱を与える際に前記加熱素子を制御する加熱制御ユニット；
を有するエレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項２】
前記エレクトロルミネッセント領域を流れるように前記発光電流を印加する2つの電極を有する請求項1に記載のエレクトロルミネッセントデバイスであって、
前記加熱素子は、ジュール熱を発生させるために前記2つの電極のうちの一の電極に電流を印加するため、前記一の電極と電気的に結合される加熱用電源を有する、
エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項３】
前記電極は各異なる電気抵抗を有し、かつ、
前記加熱用電源は、前記電極のうち高い電気抵抗を有する電極と電気的に結合される、
請求項2に記載のエレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項４】
前記加熱制御ユニットは、前記熱を与える際に、前記エレクトロルミネッセント領域の温度対色点特性に依存して、前記加熱素子を制御するように構成される、請求項1に記載のエレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項５】
前記加熱制御ユニットは、前記エレクトロルミネッセント領域の温度対色点特性として、線形の温度対色点の関係を利用する、請求項4に記載のエレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項６】
前記エレクトロルミネッセント領域の検知された温度を前記加熱制御ユニットへ供する温度検知素子を有する、請求項1に記載のエレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項７】
前記温度検知素子は、温度計を用いて前記エレクトロルミネッセント領域の温度を検知するように構成される、請求項6に記載のエレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項８】
前記温度検知素子は、所与の発光電流について、前記エレクトロルミネッセント領域にわたる電圧変化を測定し、かつ、前記エレクトロルミネッセント領域の電圧変化対温度特性に依存して、前記電圧変化と前記エレクトロルミネッセント領域の温度とを関連付けることによって、前記エレクトロルミネッセント領域の温度を検知するように構成される、請求項6に記載のエレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項９】
エレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点を調節する方法であって：
エレクトロルミネッセント領域によって発光電流に応じて光を放出する段階；
加熱素子によって前記エレクトロルミネッセント領域へ熱を与える段階；及び、
前記の放出される光の色点を調節するため、前記熱を与える際に、加熱制御ユニットによって前記加熱素子を制御する段階；
を有する方法。
【請求項１０】
エレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点を調節するコンピュータプログラムであって：
当該コンピュータプログラムが請求項1に記載のエレクトロルミネッセントデバイスを制御するコンピュータ上で実行されるときに、請求項1に記載のエレクトロルミネッセントデバイスに、請求項9に記載の方法の段階を実行させるプログラムコード手段を有する、コンピュータプログラム。
【請求項１１】
光を発生させる照明装置であって：
請求項1に記載の調節可能な色点を有する光を放出する2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイス；及び、
当該2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点間でのばらつきを減少させるため、当該2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスのうちの少なくとも1つの加熱制御ユニットを制御する照明装置制御ユニット；
を有する照明装置。
【請求項１２】
光を発生させる照明方法であって：
請求項1に記載の2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスによって調節可能な色点を有する光を放出する段階；及び、
当該2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点間でのばらつきを減少させるため、照明装置制御ユニットによって、当該2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスのうちの少なくとも1つの加熱制御ユニットを制御する段階；
を有する方法。
【請求項１３】
照明用コンピュータプログラムであって、当該照明用コンピュータプログラムが請求項11に記載の照明装置を制御するコンピュータ上で実行されるとき、請求項11に記載の照明装置を制御するコンピュータに、請求項12に記載の照明方法の段階を実行させるプログラムコード手段を有する、照明用コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調節可能な色点を有する光を放出するエレクトロルミネッセンスデバイスに関する。本発明はさらに、エレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点を調節する方法、光を発生させる照明装置、及び、当該照明装置に対応する照明方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献1は、色点が可変となるように設定可能な光を放出するエレクトロルミネッセンスデバイスを開示している。前記エレクトロルミネッセンスデバイスは、電気的に並列に接続する少なくとも2つのエレクトロルミネッセント領域を有する。これらの少なくとも2つのエレクトロルミネッセント領域は、それぞれ異なるスペクトル帯域の光を放出する。つまり放出される光は、所与の波長の関数として、波長又は強度が異なる。前記少なくとも2つのエレクトロルミネッセント領域に印加される動作電圧を変化させることによって、光が放出されうる。その光の色点は、前記少なくとも2つのエレクトロルミネッセント領域により放出される光の混合に依存する。この色点調節方法は、それぞれ異なるエレクトロルミネッセント領域を用いる結果生じるばらつきを大きくさせてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第2009/0273616A1号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第2008/0252571A1号明細書
【特許文献３】米国特許第7573729B2号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、調節可能な色点を有する光を放出するエレクトロルミネッセンスデバイスを供することである。本発明はさらに、エレクトロルミネッセントデバイスにより放出される光の色点を調節する方法、光を発生させる照明装置、及び、当該照明装置に対応する照明方法を供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第1態様によると、調節可能な色点を有する光を放出するエレクトロルミネッセントデバイスが供される。当該エレクトロルミネッセントデバイスは、
−  発光電流に応じて光を放出するエレクトロルミネッセント領域、
−  前記エレクトロルミネッセント領域に熱を与える加熱素子、
−  前記の放出された光の色点を調節するため、前記熱を与える際に前記加熱素子を制御する加熱制御ユニット、
を有する。
【０００６】
当該エレクトロルミネッセントデバイスにより放出される光の色点が、前記エレクトロルミネッセント領域の温度に依存し、かつ、当該エレクトロルミネッセンスデバイスが、前記エレクトロルミネッセント領域に熱を与える加熱素子と、前記熱を与える際に前記加熱素子を制御する加熱制御ユニットを有するので、前記色点は、前記加熱制御ユニットを用いることによって単純に調節することができる。
【０００７】
本発明はたとえば、前記色空間の広い領域にわたって前記の放出された光の色点を変化させる必要のないエレクトロルミネッセントデバイスの用途に用いられて良い。たとえば、多数の当該デバイスが互いに隣接して設けられる可能性のあるエレクトロルミネッセントデバイスの配列すなわちアレイにおいては、わずかな色点のばらつき−たとえばCIExy色度図での単位にして数千の範囲−さえも、顕著になる恐れがある。そのような場合、同一の製造バッチから得られる様々なエレクトロルミネッセントデバイス間でさえも存在しうる小さな色点のばらつきを減少させるため、個々のエレクトロルミネッセントデバイスの複数によって放出される光の色点を調節できることが望ましい。
【０００８】
当該エレクトロルミネッセンスデバイスはたとえば、LED（発光ダイオード）デバイスであって良いし、又は好適にはOLED（有機発光ダイオード）デバイスであって良い。
【０００９】
前記エレクトロルミネッセント領域は無機材料又は有機材料を有して良い。たとえば当該エレクトロルミネッセンスデバイスがLEDデバイスである場合、前記エレクトロルミネッセント領域は無機の半導体材料−たとえば窒化ガリウム(GaN)又は窒化インジウムガリウム(InGaN)を有して良い。当該エレクトロルミネッセンスデバイスがOLEDデバイスである場合、前記エレクトロルミネッセント領域は有機化合物を有して良い。
【００１０】
前記エレクトロルミネッセント領域に印加される発光電流に応じて前記エレクトロルミネッセント領域によって放出される光は、電子と正孔の再結合の結果である。この過程の間、前記電子は光子の形でエネルギーを解放する。本願において用いられている「発光電流」という語句は、前記エレクトロルミネッセント領域が光を放出するように前記エレクトロルミネッセント領域に印加される電流を表すことを意図している。前記の放出された光の強度−つまり光量子の量−は、前記エレクトロルミネッセント領域に印加される発光電流の大きさに依存する。前記の放出された光の色は基本的に、前記エレクトロルミネッセント領域のために選ばれた材料に依存する。
【００１１】
好適には、当該エレクトロルミネッセンスデバイスは白色光を放出する。つまり当該エレクトロルミネッセンスデバイスはたとえば、白色LED又は白色OLEDである。
【００１２】
好適には、当該エレクトロルミネッセンスデバイスは、前記エレクトロルミネッセント領域を流れるように前記発光電流を印加する2つの電極を有する。前記加熱素子は加熱用電源を有する。前記加熱用電源は、ジュール熱を発生させるために前記2つの電極のうちの一の電極に電流を印加するため、前記一の電極と電気的に結合される。
【００１３】
エレクトロルミネッセンスデバイス−たとえばLEDデバイス又はOLEDデバイス−は一般的には、発光電源−好適には一定の電源−と前記エレクトロルミネッセント領域とを電気的に結合する2つの電極を有する。よって前記光の放出に必要とされる発光電流は、前記発光電源によって前記エレクトロルミネッセント領域を流れるように印加される。
【００１４】
前記エレクトロルミネッセント領域を流れるように前記発光電流を印加する2つの電極が既にエレクトロルミネッセントデバイスにおいて利用可能となっているので、前記2つの電極は、前記の放出される光の色点を調節することを目的として、前記エレクトロルミネッセント領域に熱を加えるために適切に再利用されて良い。前記2つの電極のうちの一の電極と電気的に結合される加熱用電源を有する加熱素子を供することによって、加熱電流が前記一の電極を流れるように印加されうる。その結果、前記一の電極内部での伝導損失の結果生じるジュール熱が、前記エレクトロルミネッセント領域の温度を変化させる。本願において用いられている「加熱電流」という語句は、前記一の電極が前記エレクトロルミネッセント領域に熱を与えるために前記加熱用電源と電気的に結合される前記一の電極を流れる電流を表すものと意図される。
【００１５】
前記加熱素子が、前記2つの電極のうちの一の電極に加熱電流を印加するために前記一の電極と電気的に結合される加熱用電源を有する場合、前記加熱制御ユニットは、前記加熱用電源が電気的に結合される電極を流れる加熱用電流の大きさを制御するように構成されることが好ましい。この手段によって、前記加熱制御素子は、前記の放出された光の色点を調節するために前記熱を与える際に前記加熱素子を制御することができる。
【００１６】
前記加熱用電源が前記2つの電極のうちの一の電極と電気的に結合されるので、前記加熱用電流は、前記発光電流に影響を及ぼさないことに留意して欲しい。
【００１７】
当該エレクトロルミネッセントデバイスは、層構造で構築されることが好ましい。つまり、前記エレクトロルミネッセント領域と前記2つの電極は層として構成され、かつ、前記エレクトロルミネッセント領域は、前記2つの電極の間に配置される。前記層構造は、製造が単純であり、かつ、前記2つの電極を、前記エレクトロルミネッセント領域の表面の大半の部分にわたって電気的に結合させることを可能にする。その結果、光が前記エレクトロルミネッセント領域にわたって非常に均一に放出される。前記の放出された光の色点について前述したばらつきについては、これは、前記加熱用電源が電気的に結合される電極内部での伝導損失の結果生じる熱が、前記エレクトロルミネッセント領域へ非常に均等に与えられ得るという利点を有する。その結果、前記エレクトロルミネッセント領域にわたる色点のばらつきは非常に均一になる。しかも個々の層−つまり前記エレクトロルミネッセント領域と前記電極−の厚さは、非常に薄く−たとえばナノメートル範囲に−なりうるので、前記エレクトロルミネッセント領域と前記電極との間での熱的結合は、層構造として構築されるエレクトロルミネッセントデバイスにおいて非常に良好になりうる。
【００１８】
好適には、前記電極は各異なる電気抵抗を有し、かつ、前記加熱用電源は、前記電極のうち高い電気抵抗を有する電極と電気的に結合される。前記電極を流れる加熱電流はジュール熱−つまり前記加熱電流の2乗と前記電極の電気抵抗の積に比例する熱−を発生させるため、前記加熱用電源は、前記高い電気抵抗を有する電極と電気的に結合されることが好ましい。その理由は、この場合では、小さな加熱電流で同一の熱を発生させることができるからである。
【００１９】
たとえば当該エレクトロルミネッセントデバイスが底面発光OLEDデバイス、つまり、陽極が基板に対向し、かつ光の出力が前記基板側であるOLEDデバイスである場合、熱を発生させるためには前記陽極が好ましい。その理由は、前記陽極のシート抵抗は通常、陰極のシート抵抗よりも高い−たとえば10倍またさらには100倍以上−からである。これは、底面発光OLEDデバイスにおいては、前記陽極が一般的には伝導性の透明材料−たとえばインジウムスズ酸化物(ITO)−で作られるからである。伝導性の透明材料は、陰極に通常用いられる銀やアルミニウムなどの純粋な金属よりも高い電気抵抗を有する。よって当該エレクトロルミネッセントデバイスにおいては、前記加熱電源が、前記陽極と電気的に結合されることが好ましい。
【００２０】
好適には、前記加熱制御ユニットは、前記熱を与える際に、前記エレクトロルミネッセント領域の温度対色点特性に依存して、前記加熱素子を制御するように構成される。前記エレクトロルミネッセント領域の温度と前記エレクトロルミネッセント領域によって放出される光の色点との関係は、温度対色点特性によって表すことができる。温度対色点特性とはつまり、1)前記エレクトロルミネッセント領域の温度、及び2)所与の発光電流についての前記エレクトロルミネッセント領域によって放出される光の色点−これは各エレクトロルミネッセントデバイスに固有である−に関連する特性である。たとえばOLEDデバイスにとっては、前記色点の温度依存変化は一般的に、当該エレクトロルミネッセントデバイスの特性−たとえば当該デバイスのサイズ、使用される材料、及びパッケージの種類−に関連付けられる。そのため、前記色点の温度依存変化は通常、同一製造バッチ内のすべてのOLEDデバイスで実質的に等しい。前記エレクトロルミネッセント領域の前記温度対色点特性に依存して、前記エレクトロルミネッセント領域への熱の付与を制御することによって、所望の色点が、前記エレクトロルミネッセント領域を前記所望の色点に対応する温度に加熱することによって設定されうる。
【００２１】
たとえば一の典型的な用途のシナリオにおいては、エレクトロルミネッセントデバイスの将来の動作において予想され得る発光電流と前記エレクトロルミネッセント領域の温度での当該エレクトロルミネッセントデバイスの色点が、製造後に測定されて良い。前記エレクトロルミネッセント領域の温度対色点特性を知ることで、所与の色点目標に到達するためには温度がどの程度調節されなければならないのかが決定され、それに従って前記加熱制御ユニットは、前記加熱素子を制御することができる。前記加熱素子が、前記2つの電極のうちの一の電極を介して加熱電流を印加するため、前記一の電極と電気的に結合される加熱用電源を有する場合、前記加熱制御ユニットは、前記加熱用電源が電気的に結合される電極を介して印加される加熱電流の量と、前記エレクトロルミネッセント領域内において前記加熱電流によって誘起される温度変化との間でのデバイスに固有な関係に関する先験的知識を利用することによって、前記電極を介して印加される加熱電流の量を制御して良い。
【００２２】
前記加熱制御ユニットは、前記エレクトロルミネッセント領域の温度対色点特性として、線形の温度対色点の関係を利用できるのが好ましい。線形の温度対色点の関係は、様々なエレクトロルミネッセントデバイス−たとえばOLEDデバイス−の前記エレクトロルミネッセント領域の温度対色点の特性を十分に近似できる。
【００２３】
好適には、当該エレクトロルミネッセントデバイスは、前記エレクトロルミネッセント領域の検知された温度を前記加熱制御ユニットへ供する温度検知素子を有する。前記エレクトロルミネッセント領域の検知された温度を前記加熱制御ユニットへ供する温度検知素子を有することで、前記エレクトロルミネッセント領域に与えられる熱の閉ループ制御が可能となる。換言すると、このことは、前記加熱制御ユニットが、前記温度検知素子から前記エレクトロルミネッセント領域の検知された温度を受け取るのと同時に、前記熱を与える際に前記加熱素子を制御することが可能であることを意味する。この場合では、前記加熱制御ユニットは、前記温度検知素子から連続的フィードバックを受けることが可能なので、前記加熱制御ユニットは、前記加熱素子を制御して、十分な熱を前記エレクトロルミネッセント領域に与えることが容易にできる。それにより前記エレクトロルミネッセント領域の所望の温度が実現される。
【００２４】
特に前記加熱素子が、当該エレクトロルミネッセントデバイスの2つの電極のうちの一の電極を介して加熱電流を印加するため、前記一の電極と電気的に結合される加熱用電源を有する場合、前記加熱制御ユニットは、前記加熱素子を制御して、前記加熱用電源が電気的に結合される電極を介して十分な熱を与えることが容易にできる。それにより前記エレクトロルミネッセント領域の所望の温度が実現される。この場合、前記電極を介して印加される加熱電流の量と、前記エレクトロルミネッセント領域内において前記加熱電流によって誘起される温度変化との間でのデバイスに固有な関係についての先験的な知識を有する必要はない。
【００２５】
しかも前記エレクトロルミネッセント領域の温度対色点特性、つまり、1)前記エレクトロルミネッセント領域の温度、及び2)所与の発光電流についての前記エレクトロルミネッセント領域によって放出される光の色点に関連する特性、が既知である場合、前記温度検知素子から前記加熱制御ユニットへのフィードバックは、所望の色点に対応する温度に到達するまで単純に前記エレクトロルミネッセント領域を加熱することによって、前記色点を直接制御することを可能にする。
【００２６】
前記エレクトロルミネッセント領域の検知された温度を前記加熱制御ユニットへ供する温度検知素子が与えられることで可能となる閉ループ制御を利用することで、当該エレクトロルミネッセントデバイスの自己加熱及び環境の温度変化をも考慮できるという利点も得られる。
【００２７】
前記温度検知素子は、温度計を用いて前記エレクトロルミネッセント領域の温度を検知するように構成されることがさらに好ましい。温度計−たとえば熱電対又は同様な装置−を用いることで、前記エレクトロルミネッセント領域の温度が単純に検知される。前記装置は、高価ではないし、前記の検知された温度を示す電気信号を発生させることができる。
【００２８】
前記温度検知素子は、所与の発光電流について、前記エレクトロルミネッセント領域にわたる電圧変化を測定し、かつ、前記エレクトロルミネッセント領域の電圧変化対温度特性に依存して、前記電圧変化と前記エレクトロルミネッセント領域の温度とを関連付けることによって、前記エレクトロルミネッセント領域の温度を検知するように構成されることが好ましい。この方法の利点は、当該エレクトロルミネッセントデバイス自体が、前記エレクトロルミネッセント領域の温度を検知する前記温度検知素子によって実効的に利用されることで、追加の温度計−たとえば熱電対又は同様な装置−が、当該エレクトロルミネッセントデバイスに統合される必要がなくなることである。前記利点の基礎となる原理は、所与の発光電流については、前記エレクトロルミネッセント領域にわたる電圧変化が、前記エレクトロルミネッセント領域の温度に強く依存するという効果に基づいている。よって、前記エレクトロルミネッセント領域の電圧変化対温度特性、つまり、1)所与の発光電流についての前記エレクトロルミネッセント領域にわたる電圧変化、及び2)前記エレクトロルミネッセント領域の温度に関連する特性、が既知である場合、所与の発光電流について前記エレクトロルミネッセント領域にわたる電圧変化を測定することで、前記エレクトロルミネッセント領域が測定される。前記温度測定が、前記エレクトロルミネッセント領域の「本来の(build-in)」電圧変化対温度特性に基づくため、この方法も「本質的検知（intrinsic  sensing）」と呼ばれる。
【００２９】
前記温度検知素子は、たとえば特許文献2に記載されているように、エージング補正を適用することによって、前記エレクトロルミネッセント領域のエージング効果を考慮するように構成されることが好ましい。そのようなエージング効果はたとえば、当該エレクトロルミネッセントデバイスの動作時間中の累積した発光電流に基づいて予測されうる。
【００３０】
本発明の他の態様では、エレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点を調節する方法が供される。当該方法は、
−  エレクトロルミネッセント領域によって発光電流に応じて光を放出する段階、
−  加熱素子によって前記エレクトロルミネッセント領域へ熱を与える段階、
−  前記の放出される光の色点を調節するため、前記熱を与える際に、加熱制御ユニットによって前記加熱素子を制御する段階、
を有する。
【００３１】
本発明の他の態様によると、エレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点を調節するコンピュータプログラムが供される。当該コンピュータプログラムは、当該コンピュータプログラムが請求項1に記載のエレクトロルミネッセントデバイスを制御するコンピュータ上で実行されるときに、請求項1に記載のエレクトロルミネッセントデバイスに、請求項9に記載の方法の段階を実行させるプログラムコード手段を有する。
【００３２】
本発明の他の態様では、光を発生させる照明装置が供される。当該照明装置は、
−  請求項1に記載の調節可能な色点を有する光を放出する2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイス、
−  当該2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点間でのばらつきを減少させるため、当該2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスのうちの少なくとも1つの加熱制御ユニットを制御する照明装置制御ユニット、
を有する。
【００３３】
当該照明装置は、小さな色点のばらつき−同一の製造バッチからの各異なるエレクトロルミネッセントデバイス間でさえも存在しうる−が実効的に緩和されうるという利点を有する。
【００３４】
当該2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点間でのばらつきは、前記色点を共通の色点目標に修正することによって緩和されうる。前記共通の色点目標はたとえば、CIExy色度図中の長方形の色度窓によって定義されて良い。当該エレクトロルミネッセントデバイスが白色光を放出する場合、つまり当該エレクトロルミネッセントデバイスが白色LED又は白色OLEDである場合、前記共通の色点目標は、黒体線の隣に設定されて良い。
【００３５】
本発明の他の態様では、光を発生させる照明方法が供される。当該方法は、
−  請求項1に記載の2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスによって調節可能な色点を有する光を放出する段階、
−  当該2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点間でのばらつきを減少させるため、照明装置制御ユニットによって、当該2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスのうちの少なくとも1つの加熱制御ユニットを制御する段階、
を有する。
【００３６】
本発明の他の態様では、照明用コンピュータプログラムが供される。当該照明用コンピュータプログラムは、当該照明用コンピュータプログラムが請求項11に記載の照明装置を制御するコンピュータ上で実行されるとき、請求項11に記載の照明装置を制御するコンピュータに、請求項12に記載の照明方法の段階を実行させるプログラムコード手段を有する。
【００３７】
請求項1に記載の調節可能な色点を有する光を放出するエレクトロルミネッセントデバイス、請求項9に記載のエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点を調節する方法、請求項10に記載のエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点を調節するコンピュータプログラム、請求項11に記載の光を発生させる照明装置、請求項12に記載の光を発生させる照明方法、及び、請求項13に記載の照明用コンピュータプログラムは、特に従属請求項に記載されているように、同様及び/又は同一の好適実施例を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】調節可能な色点を有する光を放出するエレクトロルミネッセントデバイスの実施例を概略的かつ例示的に表している。
【図２】図1によるエレクトロルミネッセントデバイスの基本素子の等価回路を概略的かつ例示的に表している。
【図３】エレクトロルミネッセントデバイスのある製造バッチについての色点分布を概略的かつ例示的に表している。
【図４】様々な発光電流についての色点の温度依存性を概略的かつ例示的に表している。
【図５】様々な発光電流についての色点の温度依存性を概略的かつ例示的に表している。
【図６】一定の発光電流についての温度対色点特性を概略的かつ例示的に表している。
【図７】どのようにして図3のエレクトロルミネッセントデバイスの色点が調節されうるのかを概略的かつ例示的に表している。
【図８】図3のエレクトロルミネッセントデバイスの色点を調節した結果を概略的かつ例示的に表している。
【図９】図1のエレクトロルミネッセントデバイスと併用される駆動回路の実施例を概略的かつ例示的に表している。
【図１０】図1のエレクトロルミネッセントデバイスと併用される双出力駆動回路の実施例を概略的かつ例示的に表している。
【図１１】エレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点を調節する方法の実施例を表すフローチャートを例示している。
【図１２】光を発生させる照明装置の実施例を概略的かつ例示的に表している。
【図１３】光を発生させる方法の実施例を表すフローチャートを例示している。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図1は、調節可能な色点を有する光を放出するエレクトロルミネッセントデバイスの実施例を概略的かつ例示的に表している。当該エレクトロルミネッセントデバイスは、この実施例では、OLED（有機発光ダイオード）デバイスである。当該エレクトロルミネッセントデバイスは、エレクトロルミネッセント領域1と、エレクトロルミネッセント領域1を流れるように照明電流を印加する2つの電極2,3を有する。2つの電極2,3はたとえば、透明伝導性酸化物−たとえばインジウムスズ酸化物(ITO)−を有して良い。この実施例では、当該エレクトロルミネッセントデバイスは、層構造に組み込まれる。つまりエレクトロルミネッセント領域1と2つの電極2,3が層として形成され、かつ、エレクトロルミネッセント領域1は2つの電極2,3の間に配置される。図1のエレクトロルミネッセント領域1の上部に示されている電極2は、陰極2である。エレクトロルミネッセント領域1の下に示されている−そのためエレクトロルミネッセント領域1によって隠されている−電極3は、陽極3である。つまりエレクトロルミネッセント領域1を流れるように電極2,3によって印加される発光電流は、陰極2から陽極3へ流れる。エレクトロルミネッセント領域1と電極2,3によって形成される層構造は、陽極3が基板9に対向するように、基板9上で配置される。
【００４０】
当該エレクトロルミネッセントデバイスはさらに、2つの電極2,3−この場合陽極3で追加の陽極コンタクト5−を介してエレクトロルミネッセント領域1と電気的に結合される発光電源4−好適には一定の電源−を有する。発光電源4がエレクトロルミネッセント領域1を流れるように発光電流を印加する場合、電子が光子の形でエネルギーを解放する電子と正孔との再結合の結果、光がエレクトロルミネッセント領域1によって放出される。放出される光の強度−つまり光量子の量−は、エレクトロルミネッセント領域1を流れるように印加される発光電流の大きさに依存する。放出された光の色は基本的に、エレクトロルミネッセント領域1用に選ばれた材料に依存する。
【００４１】
それに加えて、当該エレクトロルミネッセントデバイスは、エレクトロルミネッセント領域1に熱を与える加熱素子7と、放出された光の色点を調節するため、熱を与える際に加熱素子を制御する加熱制御ユニット9を有する。加熱素子7は、この実施例では、陽極3と−この場合では追加の陽極コンタクト5,6を介して−電気的に結合された加熱用電源8を有する。加熱用電源8によって、加熱電流が、陽極3を介して印加されうる。それにより陽極3内部での伝導損失の結果生じる熱が、エレクトロルミネッセント領域1の温度を変化させ、放出された光の色点を調節する。発光用電源4と加熱用電源8が、陽極コンタクト5しか共有していないので、加熱電流は、発光電流に影響を及ぼさない。
【００４２】
当該エレクトロルミネッセントデバイスは、この実施例では、エレクトロルミネッセント領域1の検知された温度を加熱制御ユニット9へ供する温度検知素子10を有する。温度検知素子10は、この実施例では、温度計−たとえば熱電対又は同様の装置−を用いてエレクトロルミネッセント領域1の温度を検知するように構成される。他の実施例では、温度検知素子10は、所与の発光電流について、エレクトロルミネッセント領域1にわたる電圧変化を測定し、エレクトロルミネッセント領域1の電圧変化対温度特性に依存して、電圧変化とエレクトロルミネッセント領域1の温度とを関連させることによってエレクトロルミネッセント領域1の温度を検知するように構成される。このエレクトロルミネッセント領域1の温度を検知する方法は、「本質的検知」とも呼ばれる。
【００４３】
温度検知素子10は、加熱制御ユニット9に、エレクトロルミネッセント領域1の温度についての連続的フィードバックを与えることを可能にする。これにより、エレクトロルミネッセント領域1に与えられる熱の閉ループ制御が可能となる。
【００４４】
特に、加熱素子7が、陽極3を介して加熱電流を印加するため、陽極3と電気的に結合される加熱用電源8を有するこの実施例では、加熱制御ユニット9は、加熱素子7を制御して、陽極3を介して十分な大きさの加熱電流を容易に印加することができる。その結果エレクトロルミネッセント領域1の所望の温度が実現される。この場合、陽極3を介して印加される加熱電流の大きさと、前記加熱電流によってエレクトロルミネッセント領域1内で誘起される温度変化との間のデバイスに固有の関係について先験的知識を有する必要はない。
【００４５】
さらに加熱制御ユニット9は、この実施例では、エレクトロルミネッセント領域1の温度対色点特性に依存して、熱を与える際に加熱素子7を制御する。エレクトロルミネッセント領域1の温度対色点特性、つまり、1)エレクトロルミネッセント領域1の温度、及び2)所与の発光電流についての前記エレクトロルミネッセント領域によって放出される光の色点、に関連する特性、を利用することで、温度検知素子10から加熱制御ユニット9へのフィードバックは、所望の色点に対応する温度に到達するまで単純にエレクトロルミネッセント領域1を加熱することによって、前記色点を直接制御することを可能にする。当該エレクトロルミネッセントデバイスの色点を調節するこの方法は、以降の図3〜図8に示された例を参照しながらより詳細に説明される。この例では、当該エレクトロルミネッセントデバイスの加熱制御ユニット9は、エレクトロルミネッセント領域1の温度対色点特性として線形の温度対色点の関係を用いる。
【００４６】
図2は、図1によるエレクトロルミネッセントデバイスの基本素子の等価回路を概略的かつ例示的に表している。図2は、加熱用電源8（図2には示されていない）が陽極3に結合される際に介する陽極コンタクト5,6を表している。陽極3は図2において、シート抵抗13としてモデル化されている。図2はさらに、エレクトロルミネッセント領域1と陰極コンタクト12を表している。発光用電源4（図2には図示されていない）は、陽極コンタクト5と陰極コンタクト12を介してエレクトロルミネッセント領域1と電気的に結合される。
【００４７】
図3は、エレクトロルミネッセントデバイスのある製造バッチについての色点分布を概略的かつ例示的に表している。エレクトロルミネッセントデバイスは、この例では、OLEDデバイスである。小さな×印は、CIExy色度図の一部において同一製造バッチからの様々なエレクトロルミネッセントデバイスの測定された色点を示す。CIExy色度図は通常、CIEのx軸での単位は0.0〜0.8の範囲で、かつ、CIEのy軸での単位は0.0〜0.9の範囲である。図3に示されたCIExy色度図の一部と以降の図では、これらの単位は、読みやすくするために1000倍に拡大されている。
【００４８】
この例における測定された色点は、一のエレクトロルミネッセントデバイスから他のエレクトロルミネッセントデバイスまでわずかに変化している。CIEのx軸における最大の差異は拡大された単位にして約15で、CIEのy軸における最大の差異は拡大された単位にして約10である。色点の約66%しか所望の色点目標15の範囲内にない。この所望の色点目標15は、この例では、長方形の色度まずによって定義されている。エレクトロルミネッセントデバイスは、この例では、OLEDデバイスであるため、所望の色点目標15はこの場合、黒体線16の隣に設けられる。
【００４９】
図4と図5は、様々な発光電流についての色点の温度依存性を概略的かつ例示的に表している。より詳細には、図4と図5の各曲線はそれぞれ、典型的なエレクトロルミネッセントデバイスの測定された色点のCIEのx値とy値を表している。エレクトロルミネッセントデバイスは、この場合典型的な白色OLEDデバイスである。エレクトロルミネッセント領域1の温度が一定で、かつ、エレクトロルミネッセント領域1を流れるように印加される発光電流が変化する。図4と図5は、一定の発光電流では、測定された色点のCIEのx値とy値はそれぞれ、エレクトロルミネッセント領域1の温度に対して顕著に変化することを示している。ここで変化の大きさは、CIEのy値よりもx軸の方が大きい。さらに小さな発光電流では、測定された色点はある程度、発光電流自体に依存する。つまりエレクトロルミネッセント領域1を流れるように印加される発光電流の大きさは、放出される光の強度−つまり光量子の量−を決定するだけではなく、色点にもわずかに影響を及ぼす。しかし大きな発光電流では、色点の温度依存性が、発光電流の依存性よりも支配的になる。
【００５０】
図6は、一定の発光電流についての温度対色点特性を概略的かつ例示的に表している。より詳細には、円は、典型的なエレクトロルミネッセントデバイスの測定された色点のCIEのx値とy値を表している。エレクトロルミネッセントデバイスは、この場合典型的な白色OLEDデバイスである。エレクトロルミネッセント領域1の温度が変化し、かつ、エレクトロルミネッセント領域1を流れるように印加される発光電流が一定である。図6は、温度対色点特性が、この例では、次式で表される線形の温度対色点の関係によって非常に良く近似されうることを示している。
CIE  x=slopex・T+x0
CIE  y=slopey・T+y0
ここで、Tはエレクトロルミネッセント領域1の温度で、slopexとslopeyは、エレクトロルミネッセントデバイスの特性−たとえばデバイスのサイズ、使用される材料、及び、パッケージの種類−に関連付けられる定数である。そのためslopexとslopeyは通常、ある製造バッチ内のすべてのOLEDデバイスについて実質的に等しい。対照的に、x0とy0は一般的に、同一製造バッチからのそれぞれ異なるエレクトロルミネッセントデバイスで異なる。x0とy0におけるこの差異は、図3に示された測定された色点におけるばらつきの理由である。
【００５１】
図7は、どのようにして図3のエレクトロルミネッセントデバイスの色点が調節されうるのかを概略的かつ例示的に表している。図3のエレクトロルミネッセントデバイスはこの場合、白色OLEDデバイスである。これは、図5を参照しながら説明したように決定される。つまりエレクトロルミネッセントデバイスの温度対色点特性が、上述した線形の温度対色点の関係によって近似され、各OLEDデバイスの色点が、一定の傾斜slopexとslopeyによって与えられ、かつ、各対応する色点を通る直線の調節線に沿って調節することができる。箱17は、CIExy色度図内のある領域を表す。前記領域から、所与のエレクトロルミネッセントデバイスの色点が所望の色点目標15の範囲内に存在するように調節されうるのか否かがわかる。色点が箱17の内部で、かつ、色点目標15の上方又は右側に位置する場合、調節は可能で、それ以外では不可能である。
【００５２】
より詳細には、所与のエレクトロルミネッセントデバイスの色点が、影付けされた領域17の外部に位置する場合、その色点は、色点目標15の範囲内に存在するように調節することは不可能である。その理由は、その調節線が、色点目標15と交差しないからである。所与のエレクトロルミネッセントデバイスの色点が、色点目標15の下方又は左側に位置する場合、その色点は、色点目標15の範囲内に存在するように調節することは不可能である。その理由は、エレクトロルミネッセント領域1の加熱は、その色点を、色点目標15からさらに遠ざかるようにしか移動させないからである。
【００５３】
図8は、図3のエレクトロルミネッセントデバイスの色点を調節した結果を概略的かつ例示的に表している。図3のエレクトロルミネッセントデバイスはこの場合、白色OLEDデバイスである。色点はこの場合、図7を参照して説明したように調節された。小さな円は、調節後に色点目標15の範囲内に存在するように調節できた色点を示している。3つの小さな四角形は、色点目標15の範囲内に存在するように調節できなかった色点を示している。その理由は、3つの小さな四角形が図7の箱の外側に位置しているので、調節線が色点目標15と交差しない−ここでは2つの四角形が色点目標15の上方かつ右側に位置している−か、又は、エレクトロルミネッセント領域1の加熱が、3つの小さな四角形を、色点目標15から遠ざけるだけだった−ここでは−1つの四角形が色点目標15の左側に位置している−からのいずれかである。
【００５４】
図9は、図1のエレクトロルミネッセントデバイスと併用される駆動回路の実施例を概略的かつ例示的に表している。図9は、加熱用電源8が陽極3と結合される際に介する陽極コンタクト5,6を示している。陽極3は、図9では、シート抵抗13としてモデル化されている。図9はさらに、エレクトロルミネッセント領域1と陰極コンタクト12を示している。発光用電源4は、陽極コンタクト5と陰極コンタクト12を介してエレクトロルミネッセント領域1と電気的に結合される。図9による駆動回路は、以下のように図1に図示された配線と異なる。図1に図示された配線では、加熱用電源8の2つのコンタクト−つまり陽極コンタクト5,6−は、エレクトロルミネッセントデバイスの陰極の電位に対して浮いている。加熱用電源8が陰極2と共通の電位を有する必要がある場合、図9の駆動回路が用いられて良い。図9の回路は、二重巻線変成器L1-L2を利用する。二重巻線変成器L1-L2は、加熱用電源8によって電力を得る2次巻線を有し、かつ、陽極5,6と電気的に結合される1次巻線を有する。
【００５５】
図10は、図1のエレクトロルミネッセントデバイスと併用される双出力駆動回路の実施例を概略的かつ例示的に表している。双出力駆動回路30は、特許文献3でより詳細に説明されている。特許文献3では、双出力駆動回路30は、2つのLED又は2つのLED群を制御するのに用いられている。双出力駆動回路30では、整流器とフィルタ31が、交流電圧vacを発生させる交流(AC)電源32と接続する。整流器31の出力で存在する直流電圧vdcは、変成器34が接続されるDC/AC変換器33に供給される。キャパシタCは、DC/AC変換器33と変成器34との間で直列接続される。キャパシタCと変成器34は共に共振回路を構成する。DC/AC変換器33は基本的に、ハーフブリッジ回路内に配置された2つのトランジスタ36が接続される駆動制御35に基づく。あるいはその代わりに、DC/AC変換器33はまたフルブリッジ回路として構築されても良い。変成器34は、2つの出力電圧を与える2つの出力を有する。前記2つの出力は、駆動制御ユニット35によって個別的に調節可能であり、かつ、接続38,39と中央トラップとの間での各対応するインダクタンスL2aとL2bを介して得られる。この実施例では、2つの出力のうちの一が、この場合、陽極コンタクト5,6を介してエレクトロルミネッセントデバイスの陽極3と電気的に結合される。陽極3は、図10では、シート抵抗13としてモデル化されている。あるいはその代わりに2つの出力のうちの一は、陰極2と電気的に結合されても良い。他の出力は、陽極コンタクト5と陰極コンタクト12を介してエレクトロルミネッセント領域1と電気的に結合される。駆動制御ユニット35によって、エレクトロルミネッセント領域1に印加される発光電流と、陽極3に印加される加熱電流は、互いに独立に変化して良い。特に駆動制御ユニット35は、加熱制御ユニット9として機能し、かつ、エレクトロルミネッセント領域1への熱の付与を制御して良い。エレクトロルミネッセントデバイスが温度検知素子10（図10には図示されていない）を有する場合、温度検知素子10は、エレクトロルミネッセント領域1の検知された温度を駆動制御ユニット35に供して良い。
【００５６】
図11は、エレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点を調節する方法の実施例を表すフローチャートを例示している。段階101では、光が、発光電流に応じてエレクトロルミネッセント領域1によって放出される。段階102では、熱が、加熱素子7によってエレクトロルミネッセント領域1へ与えられる。段階103では、加熱素子7は、放出された光の色点を調節するため、熱を与える際に、加熱制御ユニット9によって制御される。
【００５７】
これらの段階はすべて連続で実行される必要はなく、少なくとも一部は同時に実行されて良いことに留意して欲しい。好適には、エレクトロルミネッセント領域1は、発光電流に応じて光を放出する（段階101）一方で、加熱素子は、エレクトロルミネッセント領域1へ熱を与える（段階102）。加熱制御ユニット9は、放出された光の色点を調節するため、熱を与える際に、加熱素子7を制御する（段階103）。
【００５８】
図12は、光を発生させる照明装置の実施例を概略的かつ例示的に表している。当該照明装置は、この実施例では、既に図1を参照して説明したように調節可能な色点を有する光を放出する6つのエレクトロルミネッセントデバイス−6つの影付けされた正方形−を有する。当該照明装置は、2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点間でのばらつきを減少させるため、前記2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスのうちの少なくとも1つの加熱制御ユニット9を制御する照明装置制御ユニット40をさらに有する。
【００５９】
当該照明装置は、同一製造バッチからの各異なるエレクトロルミネッセントデバイス間でさえ存在しうる小さな色点のばらつきを実効的に減少させうるという利点を有する。
【００６０】
図13は、光を発生させる方法の実施例を表すフローチャートを例示している。段階201では、調節可能な色点を有する光が2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される。前記2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスの各々は、発光電流に応じて光を放出するエレクトロルミネッセント領域1、エレクトロルミネッセント領域1に熱を与える加熱素子7、及び、たとえば図1を参照して説明したように放出された光の色点を調節するため、熱を与える際に加熱素子7を制御する加熱制御ユニット9を有する。段階202では、前記2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスのうちの少なくとも1つの加熱制御ユニット9が、前記2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点間でのばらつきを減少させるため、照明装置制御ユニット40によって制御される。
【００６１】
これらの段階はすべて連続で実行される必要はなく、少なくとも一部は同時に実行されて良いことに留意して欲しい。好適には、請求項1に記載の2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスは、調節可能な色点を有する光を放出する（段階201）と同時に、照明装置制御ユニット40は、前記2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光の色点間でのばらつきを減少させるため、前記2つ以上のエレクトロルミネッセントデバイスのうちの少なくとも1つの加熱制御ユニット9を制御する（段階202）。
【００６２】
図1を参照して説明したエレクトロルミネッセントデバイスの実施例では、加熱用電源8が陽極3に結合される。他の実施例では、加熱用電源8は陰極2に結合されても良い。しかも電極2,3の両方が、エレクトロルミネッセント領域1に熱を与えるのに用いられることも可能である。これはたとえば、2つの別離した出力を有する駆動回路を用いることによって実現されて良い。前記2つの別離した出力のうちの一は陽極3と電気的に結合され、かつ、前記2つの別離した出力のうちの他は陰極2と電気的に結合される。前記駆動回路は、1次巻線と2次巻線を有する変成器に基づいて良い。前記1次巻線は加熱用電源と電気的に結合され、かつ、前記2次巻線は、対応する電極2に結合される。また2つの別離した加熱用電源を供することも可能である。前記2つの別離した加熱用電源のうちの一は、2つの電極2,3のうちの一と電気的に結合される。前記2つの別離した加熱用電源のうちの他は、2つの電極2,3のうちの他と結合される。
【００６３】
図1を参照して説明したエレクトロルミネッセントデバイスの実施例において、加熱用電源8が、陽極コンタクト5,6を介して陽極3の（細長い長方形である）狭い面に結合されているが、結合は陽極3の広い面に沿って実現されても良い。
【図１】
2014505352.tif 000003
【図２】
2014505352.tif 000004
【図３】
2014505352.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014505352.tif 000007
【図６】
2014505352.tif 000008
【図７】
2014505352.tif 000009
【図８】
2014505352.tif 000010
【図９】
2014505352.tif 000011
【図１０】
2014505352.tif 000012
【図１１】
2014505352.tif 000013
【図１２】
2014505352.tif 000014
【図１３】
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【国際調査報告】
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