(57)【要約】【課題】  白色光の輝度を低下させることなく色温度を調整することが可能な照明装置を提供する。【解決手段】  基板１−１、１−２、１−３上に形成した第１の電極層２−１、２−２、２−３と、第１の電極層２−１、２−２、２−３の上層に形成した有機発光層３−１、３−２、３−３と、有機発光層３−１、３−２、３−３の上層に形成した第２の電極層４−１、４−２、４−３と、を有した発光素子１０−１、１０−２、１０−３を積層した構成である有機ＥＬ素子１０ａに対して、電圧印加部２０ａは、積層された発光素子１０−１、１０−２、１０−３のそれぞれの発光色（赤、緑、青）に応じて、発光素子１０−１、１０−２、１０−３に個別の電圧２０−１、２０−２、２０−３を印加して各色の輝度を可変する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機分子の電気発光を用いた照明装置において、
基板上に形成した第１の電極層と、前記第１の電極層の上層に形成した有機発光層と、前記有機発光層の上層に形成した第２の電極層と、を有した発光素子を、複数積層した構成である有機ＥＬ素子と、
積層された複数の前記発光素子のそれぞれの発光色に応じて、前記発光素子に個別の電圧を印加する電圧印加部と、
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記電圧印加部は、輝度の低い発光色の前記発光素子に対して、輝度の高い発光色の前記発光素子よりも大きな電圧を印加することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
２種類以上の発光色により、白色発光を得ることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
輝度の低い発光色の前記発光素子を輝度の高い発光色の前記発光素子よりも多く積層したことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項５】
有機分子の電気発光を用いた照明装置において、
対向して配置された第１の電極層と第２の電極層間に積層された複数の有機発光層を有し、複数の前記有機発光層間には、透過性の第３の電極層を有した有機ＥＬ素子と、
積層された複数の前記有機発光層のそれぞれの発光色に応じて、前記有機発光層に個別の電圧を印加する電圧印加部と、
を有することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明装置に関し、特に有機分子の電気発光を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機分子の電気発光（エレクトロルミネッセンス：以下ＥＬと称する）を用いた有機ＥＬ素子は、正孔輸送性と電子輸送性のそれぞれの性質を有する有機薄膜を積層した、積層型素子の報告（非特許文献１参照）以来、大面積発光素子として関心を集めている。
【０００３】
積層型有機ＥＬ素子は基本的に｛陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極｝の構成を有する。このうち電子注入層や電子輸送層は、非特許文献１で述べられている２層型素子の場合のように、発光層がその機能を兼ねる構成も可能である。また、正孔注入層も、上述の２層型素子のように、正孔輸送層がその機能を兼ねる構成が可能である。陽極としては、金（Ａｕ）や酸化錫（ＳｎＯ2）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの仕事関数の大きい電極材料が用いられることが多い。
【０００４】
現在まで様々な素子構造及び有機材料を用いることにより、１０Ｖ以下の低駆動電圧で、１０００ｃｄ（カンデラ）／ｍ2以上の高輝度が得られている（例えば、特許文献１参照）。また、発光色も赤、緑、青など、光の３原色が実現されている。また、赤、緑、青の発光素子を積層することで、液晶ディスプレイのバックライトに使用可能な、白色光を得る有機ＥＬ素子が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ところで、白色の色温度は、赤、緑、青の発光色の色度（色相、彩度）と輝度のバランスで決まる。色温度は、白色光の色味を示し、液晶ディスプレイの場合、例えば、５０００〜１５０００Ｋ（ケルビン）程度で、調整できるようなものもある。色温度が高くなると短波長光を多く含んで青っぽく、低くなると長波長光を多く含み赤っぽい光になる。
【非特許文献１】Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ  ａｎｄ  Ｓ．Ａ．ＶａｎＳｌｙｋｅ，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ｖｏｌ．５１，９１３（１９８７）
【特許文献１】特開２００３−４５６７６号公報（図３）
【特許文献２】特開２００２−２６０８５９号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の照明装置自体では、各色を発光する発光素子は一定の電圧が印加されるために色温度は可変できないので、液晶の各色の透過率を変更することで表示装置の色温度を変えていた。この場合、白色光の輝度を保ったまま色温度を変えることは難しいという問題があった。
【０００７】
各色の発光特性は、同程度の電圧印加時には、緑の輝度が最も高く、赤、青と輝度が低くなるのが一般的である。従来の照明装置では、有機ＥＬ素子を用いて、赤、緑、青を同時発光させて白色光を実現した場合、一番輝度の低い青の輝度を基準として他の輝度を決めることになり、緑が高輝度で発光しても輝度の低い青に合わせて輝度を低下させて使うことになり、特性の良い白色発光素子が実現できないという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、白色光の輝度を低下させることなく色温度を調整することが可能な照明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】
【０００９】
本発明では上記問題を解決するために、有機分子の電気発光を用いた照明装置において、図１に示すように（ここでは赤、緑、青の３色の発光素子を積層した場合について図示している）、基板１−１、１−２、１−３上に形成した第１の電極層２−１、２−２、２−３と、第１の電極層２−１、２−２、２−３の上層に形成した有機発光層３−１、３−２、３−３と、有機発光層３−１、３−２、３−３の上層に形成した第２の電極層４−１、４−２、４−３と、を有した発光素子１０−１、１０−２、１０−３を積層した構成である有機ＥＬ素子１０ａと、積層された発光素子１０−１、１０−２、１０−３のそれぞれの発光色（赤、緑、青）に応じて、発光素子１０−１、１０−２、１０−３に個別の電圧２０−１、２０−２、２０−３を印加する電圧印加部２０ａと、を有することを特徴とする照明装置が提供される。
【００１０】
上記の構成によれば、電圧印加部２０ａは、発光素子１０−１、１０−２、１０−３の発光色（赤、緑、青）に応じて、発光素子１０−１、１０−２、１０−３に個別の電圧２０−１、２０−２、２０−３を印加する。これにより、各色の輝度が可変する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、複数の発光素子のそれぞれの発光色に応じて、発光素子に個別の電圧を印加するようにしたので、各色の輝度を可変することができる。これにより、白色光の輝度を低下させることなく、色温度を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の照明装置の構成を示す断面図である。
本発明の第１の実施の形態の照明装置は、それぞれ、赤、緑、青の光を発する発光素子１０−１、１０−２、１０−３が積層された有機ＥＬ素子１０ａと、電圧印加部２０ａからなる。
【００１３】
発光素子１０−１、１０−２、１０−３は、それぞれ基板１−１、１−２、１−３上に形成した第１の電極層（以下陽極と称する）２−１、２−２、２−３と、陽極２−１、２−２、２−３の上層に形成した有機発光層３−１、３−２、３−３と、有機発光層３−１、３−２、３−３の上層に形成した第２の電極層（以下陰極と称する）４−１、４−２、４−３を有している。さらに、有機発光層３−１、３−２、３−３を保護するための封止剤５−１、５−２、５−３を基板１−１、１−２、１−３、１−４間に形成している。
【００１４】
電圧印加部２０ａは、積層された発光素子１０−１、１０−２、１０−３のそれぞれの発光色（赤、緑、青）に応じて、発光素子１０−１、１０−２、１０−３の陽極２−１、２−２、２−３と陰極４−１、４−２、４−３間に、陽極２−１、２−２、２−３側を正とした直流の電圧２０−１、２０−２、２０−３を、発光素子１０−１、１０−２、１０−３に個別に印加する。
【００１５】
ここで、基板１−１、１−２、１−３、１−４は、面発光を取り出すために、例えば、ガラス基板などの透明基板を用いる。
陽極２−１、２−２、２−３としては、例えば、ＩＴＯなどの仕事関数の大きい電極材料を用い、スパッタリング法などの成膜方法で、約１５０ｎｍの膜厚で基板１−１、１−２、１−３上に形成する。
【００１６】
有機発光層３−１、３−２、３−３は、正孔輸送層／発光層／電子輸送層の構成とした場合、正孔輸送層としては、例えば、化１で示すα−ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン）を用い、真空蒸着法などで約５０ｎｍ形成する。
【００１７】
【化１】
2005317296.tif 000003
【００１８】
また、電子輸送層としては、例えば、化２で示すＡＬｑ（トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム）を用い、真空蒸着法などで約２０ｎｍ形成する。
【００１９】
【化２】
2005317296.tif 000004
【００２０】
発光層としては、赤の有機発光層３−１の場合、例えば、化３で示すＤＣＪＴＢ（4-dicyanomethylene-6-cp-julolidinostyryl-2-tert-butyl-4H-pyran）をＡｌｑに１％混入させたものを約３０ｎｍ形成したものを用いる。
【００２１】
【化３】
2005317296.tif 000005
【００２２】
緑の有機発光層３−２の場合、例えば、化４で示すジメチルキナクリドンをＡｌｑに１％混入させたものを約３０ｎｍ形成したものを用いる。
【００２３】
【化４】
2005317296.tif 000006
【００２４】
青の有機発光層３−３の場合、例えば、化５で示すＤＰＶＢｉ（４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−１，１’−ビフェニル）を約３０ｎｍ形成したものを用いる。
【００２５】
【化５】
2005317296.tif 000007
【００２６】
陰極４−１、４−２、４−３としては、例えば、Ａｌ（アルミニウム）−Ｌｉ（リチウム）の合金などを用いる。
封止剤５−１、５−２、５−３としては、例えば、アクリル樹脂などを用いる。
【００２７】
図１で示す本発明の第１の実施の形態の照明装置では、例えば、以下のような電圧を発光素子１０−１、１０−２、１０−３に個別に印加する。
前述の材料からなる有機発光層３−１、３−２、３−３を用いた場合、赤の発光素子１０−１の発光開始電圧は４Ｖ、緑の発光素子１０−２も４Ｖ、青の発光素子１０−３の場合は５Ｖとなる。ここで、全体に同じ電圧、例えば７Ｖを印加した場合、緑色の輝度が約１２５０ｃｄ／ｍ2と最も高く、赤は約１１００ｃｄ／ｍ2、青が最も低く約３２５ｃｄ／ｍ2となる。そこで、本発明の第１の実施の照明装置では、電圧印加部２０ａは、青の輝度を高くするために、赤と緑の発光素子１０−１、１０−２に印加する電圧２０−１、２０−２を７Ｖとしたときに、青の発光素子１０−３に印加する電圧２０−３を８Ｖとする。これによって、青の発光素子１０−３から発光される光の輝度を約６５０ｃｄ／ｍ2に引き上げることができる。このように、電圧印加部２０ａにより、発光素子１０−１、１０−２、１０−３の発光色に応じて個別の電圧を印加するので、輝度の低い発光色（青）の発光素子１０−３への印加電圧を引き上げて輝度を高くでき、赤、緑、青の光を混合した白色光の輝度を低下させずにすむ。また、各色の輝度を可変できるので、白色光の輝度を保ったまま色温度を調整することが可能となる。
【００２８】
次に本発明の第２の実施の形態の照明装置を説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態の照明装置の構成を示す断面図である。
本発明の第２の実施の形態の照明装置は、青の発光素子を２つ形成した構成であり、前述の第１の実施の形態の照明装置の最下層に、青の発光素子１０−４を追加した構成の有機ＥＬ素子１０ｂとして図示している。青の発光素子１０−４の構成は、発光素子１０−３と同様である。また、電圧印加部２０ｂは、更に、発光素子１０−４に電圧２０−４を印加するような構成となっている。
【００２９】
他の構成については、図１と同様であるので、同一符号、または符号を省略している。
図２で示す本発明の第２の実施の形態の照明装置では、例えば、７Ｖの電圧を発光素子１０−１、１０−２、１０−３、１０−４に個別に印加する。これにより、青の発光素子１０−３を１つ形成した場合には、青は約３２５ｃｄ／ｍ2の輝度しか得られないが、青の発光素子１０−３、１０−４を２つ形成することによって、電圧を上げなくとも、赤、緑、青の色バランスがとれて、白色光の輝度をあげることが可能となる。
【００３０】
なお、ここでは、青の発光素子を２つ積層させた場合について示したが、３つ以上であってもよい。また、他の発光色の発光素子を複数積層させてもよい。この場合、輝度の低いものを、輝度の高いものよりも多く積層させる。これにより、各層が必要とする輝度を下げることができるので、発光素子に流れる電流を低くでき、素子寿命を延ばすことが可能になる。
【００３１】
次に本発明の第３の実施の形態の照明装置を説明する。
図３は、本発明の第３の実施の形態の照明装置の構成を示す断面図である。
本発明の第３の実施の形態の照明装置は、有機ＥＬ素子３０ａと、電圧印加部４０ａとからなる。有機ＥＬ素子３０ａは、２つの基板３１、３２間に、対向して配置された陽極３３と陰極３４を有し、さらに陽極３３と陰極３４間に積層された、それぞれ赤、緑、青の光を発する有機発光層３５−１、３５−２、３５−３を有している。また、有機発光層３５−１、３５−２、３５−３間には、透過性の電極３６−１、３６−２を有している。また、各層の有機発光層３５−１、３５−２、３５−３を保護するための封止剤３７−１、３７−２、３７−３が形成されている。
【００３２】
電圧印加部４０ａは、積層された複数の有機発光層３５−１、３５−２、３５−３のそれぞれの発光色に応じて、有機発光層３５−１、３５−２、３５−３に個別の電圧４０−１、４０−２、４０−３を印加する。
【００３３】
ここで、基板３１、３２は、例えば、面発光を取り出すためにガラス基板などの透明基板を用いる。
陽極３３としては、例えば、ＩＴＯなどの仕事関数の大きい電極材料を用い、スパッタリング法などの成膜方法で、約１５０ｎｍの膜厚で基板３１上に形成する。
【００３４】
陰極３４としては、例えば、Ａｌ（アルミニウム）−Ｌｉ（リチウム）の合金などを用い、約５ｎｍ形成する。
また、有機発光層３５−１、３５−２、３５−３は、図１で示した前述の有機発光層３−１、３−２、３−３と同様の材料を用いることができる。
【００３５】
透過性の電極３６−１、３６−２は、例えば、ＩＴＯを用い、約５０ｎｍ形成する。
封止剤３７−１、３７−２、３７−３としては、例えば、アクリル樹脂などを用いる。
図３で示す本発明の第３の実施の形態の照明装置では、例えば、以下のように電圧を有機発光層３５−１、３５−２、３５−３に個別に印加する。
【００３６】
最下層の有機発光層３５−１には、陽極３３を正、電極３６−１を負とした直流の電圧４０−１を、中層の有機発光層３５−２には、電極３６−１を正、電極３６−２を負とした電圧４０−２を、最上層の有機発光層３５−３には、電極３６−２を正、陰極３４を負とした電圧４０−３を印加する。有機発光層３５−１、３５−２、３５−３として第１の実施の形態の照明装置で述べた材料と同様のものを用いると、赤の有機発光層３５−１の発光開始電圧は４Ｖ、緑の有機発光層３５−２も４Ｖ、青の有機発光層３５−３の場合は５Ｖとなる。ここで、全体に同じ電圧、例えば７Ｖを印加した場合、緑の輝度が約１２５０ｃｄ／ｍ2と最も高く、赤は約１１００ｃｄ／ｍ2、青が最も低く約３２５ｃｄ／ｍ2となる。そこで、本発明の第３の実施の照明装置では、電圧印加部４０ａは、青の輝度を高くするために、赤と緑の有機発光層３５−１、３５−２に印加する電圧４０−１、４０−２を７Ｖとしたときに、青の有機発光層３５−３に印加する電圧４０−３を８Ｖとする。これによって、青の有機発光層３５−３から発光される光の輝度を約６５０ｃｄ／ｍ2に引き上げることができる。このように、電圧印加部４０ａにより、有機発光層３５−１、３５−２、３５−３の発光色に応じて個別の電圧を印加するので、輝度の低い発光色（青）の有機発光層３５−３への印加電圧を引き上げて輝度を高くでき、赤、緑、青の光を混合した白色光の輝度を低下させずにすむ。また各色の輝度を可変できるので、白色光の輝度を保ったまま色温度を調整することが可能となる。
【００３７】
次に本発明の第４の実施の形態の照明装置を説明する。
図４は、本発明の第４の実施の形態の照明装置の構成を示す断面図である。
本発明の第４の実施の形態の照明装置は、青の有機発光層を２つ形成した構成であり、前述した第３の実施の形態の照明装置の最下層に、青の有機発光層３５−４と、有機発光層３５−４と赤の有機発光層３５−１間に配置される透過性の電極３６−３と、有機発光層３５−４を保護するための封止剤３７−４を追加した構成の有機ＥＬ素子３０ｂとして図示している。また、電圧印加部４０ｂは、陽極３３と電極３６−３間に、電圧４０−４を印加する構成となっている。
【００３８】
他の構成については、図３と同様であるので、同一符号としている。
図４で示す本発明の第４の実施の形態の照明装置では、例えば、７Ｖの電圧を有機発光層３５−１、３５−２、３５−３、３５−４に個別に印加する。これにより、青の有機発光層３５−３を１つ形成した場合には、青は約３２５ｃｄ／ｍ2の輝度しか得られないが、青の有機発光層３５−３、３５−４を２つ形成することによって、電圧を上げなくとも、赤、緑、青の色バランスがとれて、白色光の輝度をあげることが可能となる。
【００３９】
なお、ここでは、青の有機発光層を２つ積層させた場合について示したが、３つ以上であってもよい。また、他の発光色の有機発光層を複数積層させてもよい。この場合、輝度の低いものを、輝度の高いものよりも多く積層させる。これにより、各層が必要とする輝度を下げることができるので、有機発光層に流れる電流を低くでき、素子寿命を延ばすことが可能になる。
【００４０】
以上説明してきた第１〜第４の実施の形態の照明装置を、例えば、液晶ディスプレイのバックライトに用いることで、白色光の輝度を保ったまま色温度の調整を行うことが可能で、輝度の高い白色光を出力することが可能な液晶ディスプレイが提供できるようになる。
【００４１】
なお、上記では、赤、緑、青の発光色を用いたが、シアン、マゼンタ、黄の３色を発光する発光素子を用い、混合して白色光を得るようにしてもよいし、赤とシアン、青と黄など２つの色を混合して白色光を得るようにしてもよい。また、その他複数の色の光を混合して白色光を得るようにしてもよい。
【００４２】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、例えば、液晶ディスプレイのバックライトに適用される。
（付記１）  有機分子の電気発光を用いた照明装置において、
基板上に形成した第１の電極層と、前記第１の電極層の上層に形成した有機発光層と、前記有機発光層の上層に形成した第２の電極層と、を有した発光素子を、複数積層した構成である有機ＥＬ素子と、
積層された複数の前記発光素子のそれぞれの発光色に応じて、前記発光素子に個別の電圧を印加する電圧印加部と、
を有することを特徴とする照明装置。
【００４４】
（付記２）  前記電圧印加部は、輝度の低い発光色の前記発光素子に対して、輝度の高い発光色の前記発光素子よりも大きな電圧を印加することを特徴とする付記１記載の照明装置。
【００４５】
（付記３）  ２種類以上の発光色により、白色発光を得ることを特徴とする付記１記載の照明装置。
（付記４）  輝度の低い発光色の前記発光素子を輝度の高い発光色の前記発光素子よりも多く積層したことを特徴とする付記１記載の照明装置。
【００４６】
（付記５）  基板上に形成した第１の電極層と、前記第１の電極層の上層に形成した有機発光層と、前記有機発光層の上層に形成した第２の電極層と、を有した発光素子を複数積層した構成である有機ＥＬ素子と、積層された複数の前記発光素子のそれぞれの発光色に応じて、前記発光素子に個別の電圧を印加する電圧印加部と、を有した照明装置をバックライトとして具備することを特徴とする液晶表示装置。
【００４７】
（付記６）  輝度の低い発光色の前記発光素子を輝度の高い発光色の前記発光素子よりも多く積層したことを特徴とする付記５記載の液晶表示装置。
（付記７）  有機分子の電気発光を用いた照明装置において、
対向して配置された第１の電極層と第２の電極層間に積層された複数の有機発光層を有し、複数の前記有機発光層間には、透過性の第３の電極層を有した有機ＥＬ素子と、
積層された複数の前記有機発光層のそれぞれの発光色に応じて、前記有機発光層に個別の電圧を印加する電圧印加部と、
を有することを特徴とする照明装置。
【００４８】
（付記８）  前記電圧印加部は、輝度の低い発光色の前記有機発光層に対して、輝度の高い発光色の前記有機発光層よりも大きな電圧を印加することを特徴とする付記７記載の照明装置。
【００４９】
（付記９）  ２種類以上の発光色により、白色発光を得ることを特徴とする付記７記載の照明装置。
（付記１０）  輝度の低い発光色の前記有機発光層を輝度の高い発光色の前記有機発光層よりも多く積層したことを特徴とする付記７記載の照明装置。
【００５０】
（付記１１）  対向して配置された第１の電極層と第２の電極層間に積層された複数の有機発光層を有し、複数の前記有機発光層間には、透過性の第３の電極層を有した有機ＥＬ素子と、積層された複数の前記有機発光層のそれぞれの発光色に応じて、前記有機発光層に個別の電圧を印加する電圧印加部と、を有した照明装置をバックライトとして具備することを特徴とする液晶表示装置。
【００５１】
（付記１２）  輝度の低い発光色の前記有機発光層を輝度の高い発光色の前記有機発光層よりも多く積層したことを特徴とする付記１１記載の液晶表示装置。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の照明装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の照明装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の照明装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態の照明装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１−１、１−２、１−３、１−４  基板
２−１、２−２、２−３  陽極
３−１、３−２、３−３  有機発光層
４−１、４−２、４−３  陰極
５−１、５−２、５−３  封止剤
１０ａ  有機ＥＬ素子
１０−１、１０−２、１０−３  発光素子
２０ａ  電圧印加部
２０−１、２０−２、２０−３  電圧
【図１】
2005317296.tif 000008
【図２】
2005317296.tif 000009
【図３】
2005317296.tif 000010
【図４】
2005317296.tif 000011