(57)【要約】【課題】短絡故障を迅速に検出するとともに、短絡故障が起きた場合に安全かつ確実に有機ＥＬ素子への電力供給を停止することができる有機ＥＬ素子を用いた照明用パネルおよび照明装置を提供する。【解決手段】有機ＥＬ素子を用いた照明用パネル１００は、透明基板５上に陽極としてのＩＴＯ電極１、有機発光層３、陰極としての金属電極２を積層し、ＩＴＯ電極１および金属電極２へそれぞれ給電するための導体部２１ａおよび２１ｂを設けてある。また、ＩＴＯ電極１または金属電極２に接続される抵抗成分であるパターン抵抗４が透明基板５に形成され、さらに、導体部２１によりＩＴＯ電極１へ接続される端子Ａ１５、パターン抵抗４を介してＩＴＯ電極１へ接続される端子Ｂ１６、および金属電極２へ接続される端子Ｃ１７が形成される。端子Ａ１５、端子Ｂ１６および端子Ｃ１７は、照明用パネル１００の状態検知用端子となる。【選択図】図２
2007227094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子を用いた照明用パネルであって、
前記有機ＥＬ素子に電源を供給するための電源供給端子と、
前記有機ＥＬ素子の短絡状態を検知するための状態検知用端子とを備える照明用パネル。
【請求項２】
請求項１記載の照明用パネルであって、
前記電源供給端子は、
前記有機ＥＬ素子の陽極および陰極にそれぞれ接続された第１の端子および第２の端子であり、
前記状態検知用端子は、
前記有機ＥＬ素子の両電極のいずれか一方に抵抗成分を介して接続された第３の端子と、前記第３の端子が接続された一方の電極に接続された第１の端子または第２の端子とであり、
前記状態検知用端子間の電圧を検出するものである照明用パネル。
【請求項３】
請求項２記載の照明用パネルであって、
前記抵抗成分は、ＩＴＯ膜によるパターン抵抗である照明用パネル。
【請求項４】
請求項３記載の照明用パネルであって、
前記有機ＥＬ素子の透明基板上に形成される電極は、ＩＴＯ膜による透明電極であり、
前記パターン抵抗は、前記透明基板上に形成される照明用パネル。
【請求項５】
請求項２記載の照明用パネルであって、
前記第１、第２および第３の端子は、前記有機ＥＬ素子の透明基板上に形成される照明用パネル。
【請求項６】
請求項２記載の照明用パネルと、
前記状態検知用端子間の電圧が所定のしきい値を超えた場合に、前記照明用パネルへの電源供給を停止する点灯回路とを備える照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を用いた照明用パネルおよび照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置において、キャリア注入型の固体発光素子である有機エレクトロルミネッセンス（Electroluminescence）素子（以下、有機ＥＬ素子）を用いることが提案されている。有機ＥＬ素子は、有機薄膜を電極で挟んだ構造をしており、電極から注入されたキャリアが有機薄膜内で再結合し、この再結合のエネルギーによって励起された有機分子が基底状態に戻るときに放出する光を利用するものである。
【０００３】
有機薄膜を挟む電極の少なくとも一方には、光を取り出すために透明な材料が用いられる。有機ＥＬ素子は薄型かつ軽量の発光素子が構成できるとともに、駆動電圧が数Ｖから数十Ｖ程度の低電圧駆動が可能であり、これまでの主流の照明手段である放電灯に比べると駆動電圧が低いので、点灯装置が安価に構成でき、薄型かつ軽量の照明器具への応用が期待できる。
【０００４】
一方、特に実用化の観点から、短絡故障を迅速に検出するとともに、短絡故障が起きた場合に安全かつ確実に有機ＥＬ素子への電力供給を停止するために、素子構成に改良を加えた種々の有機ＥＬ照明装置が検討されている。
【０００５】
例えば、基板上に分離して形成された島状の電極と、その電極に電流を供給する配線との間を、過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線によって接続し、各々の画素を構成する有機ＥＬ素子の短絡による発光面全域の非発光を抑制する技術が知られている。これによれば、ヒューズ機能を組み込んだ有機ＥＬ素子を用いることにより、短絡した場合に該当箇所のヒューズが切れ、他の残りの素子の発光が可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２９６１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された従来例は、電極の一部を細く形成してヒューズ機能をもたせ、短絡時にヒューズが切れるものである。しかしながら、この方法によってヒューズを作ることはむずかしく、製造上のバラツキを押えることが困難である。また、ヒューズが切れるまでに時間がかかるため、短絡故障の状態がしばらく続き、回路にストレスを与えるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、短絡故障を迅速に検出するとともに、短絡故障が起きた場合に安全かつ確実に有機ＥＬ素子への電力供給を停止することができる照明用パネルおよび照明装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の照明用パネルは、有機ＥＬ素子を用いた照明用パネルであって、前記有機ＥＬ素子に電源を供給するための電源供給端子と、前記有機ＥＬ素子の短絡状態を検知するための状態検知用端子とを備える。
【０００９】
上記構成によれば、有機ＥＬ素子の状態をモニタすることができるため、短絡故障を迅速に検出することができる。
【００１０】
また、本発明の照明用パネルは、前記電源供給端子が、前記有機ＥＬ素子の陽極および陰極にそれぞれ接続された第１の端子および第２の端子であり、前記状態検知用端子が、前記有機ＥＬ素子の両電極のいずれか一方に抵抗成分を介して接続された第３の端子と、前記第３の端子が接続された一方の電極に接続された第１の端子または第２の端子とであり、前記状態検知用端子間の電圧を検出するものである。
【００１１】
上記構成によれば、状態検知用端子間の電圧を検出することにより、有機ＥＬ素子の状態をモニタすることができるため、短絡故障を迅速に検出することができる。
【００１２】
また、本発明の照明用パネルは、前記抵抗成分が、ＩＴＯ膜によるパターン抵抗であるものである。
【００１３】
上記構成によれば、短絡検出機能付きの照明用パネルを容易に製造することができる。
【００１４】
また、本発明の照明用パネルは、前記有機ＥＬ素子の透明基板上に形成される電極が、ＩＴＯ膜による透明電極であり、前記パターン抵抗が、前記透明基板上に形成されるものである。
【００１５】
上記構成によれば、短絡検出機能付きの照明用パネルを容易に製造することができる。
【００１６】
また、本発明の照明用パネルは、前記第１、第２および第３の端子が、前記有機ＥＬ素子の透明基板上に形成されるものである。
【００１７】
上記構成によれば、有機ＥＬ素子の状態をモニタすることができるため、短絡故障を迅速に検出することができる。
【００１８】
また、本発明の照明装置は、本発明の照明用パネルと、前記状態検知用端子間の電圧が所定のしきい値を超えた場合に、前記照明用パネルへの電源供給を停止する点灯回路とを備える。
【００１９】
上記構成によれば、状態検知用端子間の電圧が所定のしきい値を超えた場合に照明用パネルへの電源供給を停止することにより、有機ＥＬ素子の短絡故障が起きた場合、即座に、安全かつ確実に有機ＥＬ素子への電力供給を停止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の照明用パネルによれば、有機ＥＬ素子の状態をモニタすることができるため、短絡故障を迅速に検出することができる。また、本発明の照明装置によれば、有機ＥＬ素子の短絡故障が起きた場合、即座に、安全かつ確実に有機ＥＬ素子への電力供給を停止することができるため、装置の発熱および点灯回路へのストレスを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明の実施形態にかかる有機ＥＬ素子を用いた照明用パネル１００の構成を説明するための図である。本実施形態の照明用パネル１００は、透明基板５の表面上に透明導電膜などからなる電極１を陽極として設け、電極１の表面上にホール輸送層１２を介して有機発光層３を積層すると共に、さらにこの有機発光層３の上に電子輸送層１３を介して電極２を陰極として設けてある。
【００２２】
また、電極１または電極２に接続される抵抗成分であるパターン抵抗４が透明基板５上に形成され、電極１へ接続される端子Ａ１５、パターン抵抗４を介して電極１へ接続される端子Ｂ１６、および電極２へ接続される端子Ｃ１７が透明基板５上に形成される。端子Ａ１５、端子Ｂ１６および端子Ｃ１７は、照明用パネル１００に用いられる有機ＥＬ素子の短絡状態を検知するための状態検知用端子となる。
【００２３】
照明用パネル１００は、上記構成を基本構成として形成することができるものであり、電極１に正電圧を、電極２に負電圧を印加すると、電子輸送層１３を介して有機発光層３に注入された電子と、ホール輸送層１２を介して有機発光層３に注入されたホールとが、有機発光層３内、又は有機発光層３とホール輸送層１２の界面等にて再結合して発光が起こるものである。このように発光した光は、透明導電膜で形成される電極１及び透明ガラスや透明プラスチック板などで形成される透明基板５を通過して外部に取り出される。
【００２４】
本実施形態の照明用パネル１００を構成する各層の材料には、従来から使用されている公知のものを適宜使用することができる。透明基板５は、光透過性であればよく、無色透明の他に、多少着色されているものであってもよい。特に、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲の光を透過させるものが望ましい。また透明基板５の屈折率は、特に限定されるものではないが１．６以上のものが好ましい、屈折率が１．６以上の透明基板５を用いることによって、透明導電膜の電極１と透明基板５との屈折率段差界面で生じる全反射を抑えることができ、透明導電膜の電極１内で導波して失われる光の率を低減することができるものである。
【００２５】
また上記の陽極として形成される電極１は、有機発光層３にホールを注入するための電極であり、この電極（陽極）１としては、仕事関数の大きい金属、合金、電気伝導性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料を用いるのが好ましく、特に仕事関数が４ｅＶ以上の電極材料を用いるのが好ましい。このような電極材料としては、具体的には、金などの金属、ＣｕＩ、酸化インジウム錫（Indium Tin Oxide：以下「ＩＴＯ 」）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＺＯ（インジウムジンクオキサイド）等の導電性透明材料が挙げられる。
【００２６】
また上記の陰極として形成される電極２は、有機発光層３に電子を注入するための電極である。この電極（陰極）２としては、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が５ｅＶ以下の電極材料を用いるのが好ましい。このような電極材料としては、アルカリ金属、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属、希土類等や、これらと他の金属との合金などを用いることができる。
【００２７】
また、ホール輸送層１２を構成するホール輸送性の材料としては、ホールを輸送する能力を有し、電極（陽極）１からのホール注入効果を有するとともに、有機発光層３や発光性有機化合物に対して優れたホール注入効果を有し、さらに電子のホール輸送層１２への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を用いることができる。
【００２８】
さらに電子輸送層１３を構成する電子輸送性の材料としては、電子を輸送する能力を有し、電極（陰極）２からの電子注入効果を有するとともに、有機発光層３や発光性有機化合物に対して優れた電子注入効果を有し、さらにホールの電子輸送層１３への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を用いることができる。
【００２９】
そして、電極（陽極）１に正電圧を、電極（陰極）２に負電圧を印加すると、電子輸送層１３を介して有機発光層３に注入された電子と、ホール輸送層１２を介して有機発光層３に注入されたホールとが、有機発光層３内、又は有機発光層３とホール輸送層１２の界面等にて再結合して発光が起こる。このように有機発光層３が発光部となって発光した光は、透明導電膜で形成される電極（陽極）１及び透明基板５を通過して外部に取り出される。
【００３０】
このような層構成で形成される照明用パネル１００において、発光部の周囲位置に光反射部６が設けられる。光反射部６は、透明基板５の内部で厚み方向に縦に設けてあり、発光部となる有機発光層３の周囲の全長を光反射部６で囲むようにしてある。
【００３１】
発光部となる有機発光層３から発光した光を透明基板５から外部に取り出すにあたって、一部の光は透明基板５の表面と空気との界面で全反射し、透明基板５の側面の方向に透明基板５内を導波する。この導波された光は光反射部６で反射され、透明基板５の側面から漏れたり、素子内部で消滅したりすることなく、透明基板５の表面から出射される。これにより、透明基板５の表面からの光の取り出し効率を高めることができる。
【００３２】
図２は、本実施形態の有機ＥＬ素子を用いた照明用パネル１００の平面図を示す。透明基板５上に、陽極としてのＩＴＯ電極１、有機発光層３（図１参照）、陰極としての金属電極２を積層し、ＩＴＯ電極１および金属電極２へそれぞれ給電するための導体部２１ａおよび２１ｂを設けてある。
【００３３】
また、ＩＴＯ電極１または金属電極２に接続される抵抗成分であるパターン抵抗４が透明基板５に形成される。さらに、導体部２１ａによりＩＴＯ電極１へ接続される端子Ａ１５、パターン抵抗４を介してＩＴＯ電極１へ接続される端子Ｂ１６、および導体部２１ｂにより金属電極２へ接続される端子Ｃ１７が形成される。端子Ａ１５、端子Ｂ１６および端子Ｃ１７は、照明用パネル１００に用いられる有機ＥＬ素子の短絡状態を検知するための状態検知用端子となる。
【００３４】
図３は、本実施形態の有機ＥＬ素子を用いた照明装置３００の構成図を示す。図３（ａ）に示すように、点灯回路２００は、照明用パネル１００の端子Ｂ−端子Ｃ間に電圧を供給して照明用パネル１００を点灯させるとともに、端子Ｂ−端子Ａ間の電位差を検出し、所定のしきい値を超えると即座に電圧供給を停止する。これにより、照明用パネル１００が短絡故障したときに点灯回路２００へ与えるストレスを低減することができる。
【００３５】
図３（ｂ）は、有機ＥＬ素子の電気等価回路を示す。有機ＥＬ素子は、抵抗成分Ｒ２２とダイオード２３の直列接続で表わすことができる。端子Ｂ−端子Ｃ間に電圧を印加すると正常時に電流ｉが流れる。一方、有機ＥＬ素子が短絡故障すると電流ｉは増加し、抵抗成分Ｒ２２の電圧降下が増大するので、端子Ｂ−端子Ａ間の電圧をモニタすることで、短絡故障を検知することが可能である。
【００３６】
図４は、一つの透明基板３０上に複数の有機ＥＬ素子を形成して、各々に抵抗成分を形成した照明用パネル１１０を示す。有機ＥＬ素子の数をｎ個とすると、金属電極２への端子Ｃ２７，３３，３７，４３、ＩＴＯ電極１への端子Ａ２５，３１，３５，４１、およびパターン抵抗４への端子Ｂ２６，３２，３６，４２がそれぞれｎ個ある。
【００３７】
このように、本実施形態の照明用パネル１００は、有機ＥＬ素子の電極に直列の抵抗成分を作り込んでその両端の電位差を検出するのである。この構成により、抵抗成分の形成が容易であるとともに、有機ＥＬ素子の短絡故障を迅速に検出することができる。また、パターン抵抗４は、ＩＴＯ膜により形成することができ、チップ抵抗を後付けすることも可能である。本実施形態によれば、短絡故障時に抵抗の両端電圧が即座に上昇し、故障を検知できるので、点灯回路２００側で即座に電源供給を停止し装置の安全性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、短絡故障を迅速に検出するとともに、短絡故障が起きた場合に安全かつ確実に有機ＥＬ素子への電力供給を停止することができる効果を有し、有機ＥＬ素子を用いた照明用パネルおよび照明装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態にかかる有機ＥＬ素子を用いた照明用パネル１００の構成を説明するための図
【図２】本実施形態の有機ＥＬ素子を用いた照明用パネル１００の平面図
【図３】本実施形態の有機ＥＬ素子を用いた照明装置３００の構成図
【図４】本実施形態において一つの透明基板３０上に複数の有機ＥＬ素子を形成して、各々に抵抗成分を形成した照明用パネル１１０を示す図
【符号の説明】
【００４０】
１  電極（陽極）
２  電極（陰極）
３  有機発光層
４  パターン抵抗
５  透明基板
６  光反射部
１２  ホール輸送層
１３  電子輸送層
１５，２５，３１，３５，４１  端子Ａ
１６，２６，３２，３６，４２  端子Ｂ
１７，２７，３３，３７，４３  端子Ｃ
２１ａ，２１ｂ  導体部
２２  抵抗成分
２３  ダイオード
１００，１１０  有機ＥＬ素子を用いた照明用パネル
２００  点灯回路
３００  照明装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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