(57)【要約】【課題】蛍光体層が劣化した場合でも初期の輝度を保持可能なＥＬ素子駆動装置を提供する。【解決手段】ＥＬ素子２は、一対の電極４，５と、パターン形成液が浸透した表示パターン９が形成された表示パターン層６と、蛍光体層７と、誘電体層８を有する。表示パターン層６には輝度確認パターン１１が設けられ、カバー部材１０に設けられた受光素子１２が対向している。制御部１５には、受光素子が検出した初期輝度が初期値として記憶されている。駆動中、受光素子は輝度確認パターンにおける輝度を検出し、その測定値と初期値を比較して差分が０となるようにＥＬ素子に加わる交流電圧を調整する。蛍光体が劣化しても初期輝度が維持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透光性を有する一対の電極と、
自身よりも誘電率が大きい誘電体または導体を含むパターン形成液が浸透することにより所望の表示パターンが形成され、前記一対の電極の間に設けられた絶縁性の表示パターン層と、
蛍光体を含み、前記一対の電極のうちの一方の電極と前記表示パターン層との間に設けられた蛍光体層と、
を備えたＥＬ素子を駆動するためのＥＬ素子駆動装置において、
前記一対の電極の間に交流電圧を印加することにより、前記蛍光体層のうち前記表示パターン層の前記表示パターンに対応する部分を発光させる交流電源と、
前記表示パターン形成液によって前記表示パターン層に形成された輝度確認パターンと、
前記蛍光体層のうち前記表示パターン層の前記輝度確認パターンに対応する部分の発光を検知して輝度信号を出力する受光素子と、
前記受光素子が出力する前記輝度信号に基づいて前記交流電源が前記ＥＬ素子に与える交流電圧を制御する制御部と、
を有することを特徴とするＥＬ素子駆動装置。
【請求項２】
前記制御部は、
初期の駆動状態において前記受光素子が出力した輝度信号に基づく基準値を記憶した記憶部と、使用開始後に前記受光素子が出力した輝度信号に基づく測定値と前記記憶部の前記基準値とを比較して差分を出力する比較部と、前記比較部が出力した前記差分に基づいて前記交流電源が前記前記一対の電極に与える交流電圧を調整する電圧調整部とを有することを特徴とする請求項１記載のＥＬ素子駆動装置。
【請求項３】
前記受光素子が取り付けられるとともに、前記表示パターン層の前記輝度確認パターンに対応して前記蛍光体層が発光する前記ＥＬ素子の一部分を覆うように前記ＥＬ素子に取り付けられ、紫外線が内部に入射可能なカバー部材をさらに有していることを特徴とする請求項２記載のＥＬ素子駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を発するＥＬ素子を駆動するためのＥＬ素子駆動装置に係り、特に発光する表示パターンをユーザーの側で自由にデザインして所望の形状・面積等に設定した場合等においても、当該表示パターンで発光する蛍光体層の発光輝度を素子単位で自由に調整することが可能であるとともに、使用につれて蛍光体層が劣化した場合等においても初期の輝度を可及的に保持することも可能であるＥＬ素子駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無機ＥＬ装置は、シート状の発光素子である無機ＥＬ素子と、これを交流電圧で駆動する駆動電源とを備えた光源装置として知られている。より詳細には、シート状の無機ＥＬ素子は、少なくとも一方が透光性を備えた対面する平面状の一対の電極の間に蛍光体層と誘電体層等を挟んだ多層構造となっており、駆動電源は一対の電極の間に交流電場を印加し、誘電体層を介して蛍光体層を励起発光させることで所望の発光表示を得るように構成されている。
【０００３】
一般的な商品としての無機ＥＬ装置では、当然のことながら発光素子としての発光機能が最も重要である。そのため、量産品である無機ＥＬ装置の製造においては、機械製造設備により、シート状の積層構造とされた無機ＥＬ素子の各層の厚み精度を所期の値となるように精密に製造する等により、電気的な特性（素材の均一性や各層の厚さの均一性等）を設計通りに実現し、発光部の輝度ばらつきを可及的に抑えるようにしている。なお、一般的な量産商品の無機ＥＬ装置の場合、駆動電源は一定の交流電圧で無機ＥＬ素子を駆動するようになっているが、無機ＥＬ素子の電気的な特性が一定になっているため、駆動電源の交流電圧が一定であっても特に問題はなく、駆動時に発光部の輝度にばらつきが生じることはない。
【０００４】
ところが、上述したような一般的な量産商品でなく、各ユーザーが自由に表示パターンをデザインして手作りで製造することができる無機ＥＬ装置（又は無機ＥＬ素子）を本願出願人が提案している。このようなタイプの無機ＥＬ装置（又は無機ＥＬ素子）は、自作のホビー用途として、又は例えば店頭に陳列する発光型のディスプレイやＰＯＰ等を製造する小規模な業務用途等として有用である。かかる手作りタイプの無機ＥＬ装置では、シート状の積層構造である無機ＥＬ素子の各層が適宜別々に用意されており、蛍光体層で所望の表示が行なえるように発光パターンの形成をユーザー側で行い、これらをシート状に積層して無機ＥＬ素子を製造することができるようになっている。
【０００５】
ところが、上述したような手作りタイプの無機ＥＬ装置では、手作りであるために製造時の条件を一定に保ちにくく、各層の厚み精度を所期の値となるように精密に製造して電気的な特性を均一に実現することが難しかった。また、このような手作りタイプの無機ＥＬ装置では、一般的な量産商品の無機ＥＬ装置の場合と同様、駆動電源は一定の交流電圧で無機ＥＬ素子を駆動するようになっている。このため、手作りタイプの無機ＥＬ素子は電気的な特性にばらつきがあるのが通常であり、これを一定の交流電圧で駆動した場合には、発光輝度にもばらつきが生じてしまうことが多いという問題があった。
【０００６】
下記特許文献１に記載された発明は、上述したような手作りタイプの無機ＥＬ装置を前提とするものではないが、無機ＥＬ装置等の自発光型表示装置において画面の表示ムラを抑制するために、素子の駆動回路に流れる電流値を電流検出器で検出して各画素ごとの発光特性のばらつきを補正するものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１３３３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に記載された発明によれば、素子の駆動回路に流れる電流値を電流検出器で検出し、この検出した電流値に基づいて間接的に各画素の輝度の変化を読み取り、その結果に基づいて各画素ごとの発光特性のばらつきを補正するものであって、画素の輝度を直接測定することにより発光特性のばらつきを検出するものではない。すなわち、駆動回路における電流の変化と各画素の輝度の変化は必ずしも比例していないため、素子の駆動回路に流れる電流値を元に各画素ごとの制御を行なっても発光特性のばらつきを抑えて表示ムラを解消することはできなかった。
【０００９】
本発明は、以上説明したような課題を解決することを目的としており、ＥＬ素子、特に発光する表示パターンをユーザーの側で自由にデザインして所望の形状・面積等に設定できるようなＥＬ素子において、当該表示パターンで発光する蛍光体層の発光輝度を素子単位で自由に調整することが可能であるとともに、使用につれて蛍光体層が劣化した場合等においても初期の輝度を可及的に保持することが可能であるようなＥＬ素子駆動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】
【００１０】
請求項１に記載されたＥＬ素子駆動装置は、
少なくとも一方が透光性を有する一対の電極と、
自身よりも誘電率が大きい誘電体または導体を含むパターン形成液が浸透することにより所望の表示パターンが形成され、前記一対の電極の間に設けられた絶縁性の表示パターン層と、
蛍光体を含み、前記一対の電極のうちの一方の電極と前記表示パターン層との間に設けられた蛍光体層と、
を備えたＥＬ素子を駆動するためのＥＬ素子駆動装置において、
前記一対の電極の間に交流電圧を印加することにより、前記蛍光体層のうち前記表示パターン層の前記表示パターンに対応する部分を発光させる交流電源と、
前記表示パターン形成液によって前記表示パターン層に形成された輝度確認パターンと、
前記蛍光体層のうち前記表示パターン層の前記輝度確認パターンに対応する部分の発光を検知して輝度信号を出力する受光素子と、
前記受光素子が出力する前記輝度信号に基づいて前記交流電源が前記ＥＬ素子に与える交流電圧を制御する制御部と、
を有することを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載されたＥＬ素子駆動装置は、請求項１記載のＥＬ素子駆動装置において、
前記制御部が、初期の駆動状態において前記受光素子が出力した輝度信号に基づく基準値を記憶した記憶部と、使用開始後に前記受光素子が出力した輝度信号に基づく測定値と前記記憶部の前記基準値とを比較して差分を出力する比較部と、前記比較部が出力した前記差分に基づいて前記交流電源が前記一対の電極に与える交流電圧を調整する電圧調整部とを有することを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載されたＥＬ素子駆動装置は、請求項２記載のＥＬ素子駆動装置において、
前記受光素子が取り付けられるとともに、前記表示パターン層の前記輝度確認パターンに対応して前記蛍光体層が発光する前記ＥＬ素子の一部分を覆うように前記ＥＬ素子に取り付けられ、紫外線が内部に入射可能なカバー部材をさらに有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載されたＥＬ素子駆動装置によれば、次のような効果が得られる。
表示パターン乃至製造条件が異なる複数個のＥＬ素子を製造し、これらを近接して配置し、同時に発光させて全体として一つの表示を行ないたい場合がある。このような場合には、これら複数個の各ＥＬ素子は、それぞれの電気的特性が必ずしも同じであるとは限らないにも関わらず、一定の発光状態乃至同一の輝度で発光させる必要がある。そのため、各ＥＬ素子を各ＥＬ素子駆動装置で駆動する場合には、初期の駆動時において次のような調整作業を行なう。
【００１４】
すなわち、各ＥＬ素子を実際に駆動して発光させ、各ＥＬ素子の発光を見比べながら、各ＥＬ素子の発光輝度（又は発光状態）が目視で同一であると感じられるように、各ＥＬ素子駆動装置を操作して交流電圧を調整する。これによって、少なくとも初期調整時には、複数個の各ＥＬ素子の表示パターンの発光輝度を実質的に同一に設定することができる。そして、この初期調整時、各ＥＬ素子駆動装置において、蛍光体層のうち、表示パターン層の輝度確認パターンに対応する部分の発光を受光素子で検知して輝度信号を出力させ、この輝度信号から得られる輝度の測定値を初期値として保存しておく。
【００１５】
ある程度の時間、これらのＥＬ素子乃至ＥＬ素子駆動装置を使用すると、種々の条件によって各ＥＬ素子の各部（特に発光部となる蛍光体層）に劣化が生じ、初期の条件で駆動しても当初の輝度では発光しなくなってしまう。このような電気的特性の経時的な変動は、複数のＥＬ素子がある場合には、一般的にそれぞれ別々の条件で進行する。従って、複数個のＥＬ素子は、最初に発光輝度を均一にしても、暫く点灯した後には、一定の発光状態乃至同一の輝度で発光しているようには見えなくなり、好ましくない表示状態となってしまう場合がある。
【００１６】
しかしながら、本発明によれば、複数のＥＬ素子の輝度を最初に一定に揃えた初期状態において、各ＥＬ素子ごとに、輝度確認パターンに対応する部分の発光輝度を受光素子で実際に測定し、各ＥＬ素子の各ＥＬ素子駆動装置ごとに、当該発光輝度のデータをそれぞれ初期値として保存してある。従って、各ＥＬ素子に、それぞれ不均一な経時的な輝度変動があったとしても、各ＥＬ素子ごとに、その時点での受光素子による輝度の測定値と各初期値とを比較し、その比較結果に応じて駆動用の交流電圧を調整すれば、各ＥＬ素子の表示パターンの発光輝度を初期値の状態、すなわち実質的に輝度が同一であった当初の状態に再調整することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、蛍光体層のうち表示パターン層の輝度確認パターンに対応する部分の発光を検知する受光素子からの輝度信号と、制御部の制御によって交流電源がＥＬ素子に与える交流電圧の値を見ることにより、交流電圧が印加されているのに発光していないショート状態や、交流電圧も流れていないし発光もしていない駆動回路のオープン状態（スイッチがオフ状態）を検知することができる。
【００１８】
請求項２に記載されたＥＬ素子駆動装置によれば、制御部において次のような効果が得られる。
すなわち、初期の駆動状態において、受光素子が出力した輝度信号に基づく基準値を記憶部に記憶させておく。使用開始後、受光素子が出力した輝度信号に基づく測定値と、記憶部の基準値とが比較部で比較され、その差分が出力される。そして、比較部が出力した差分が０になるように、電圧調整部が交流電源を制御し、交流電源が一対の電極に与える交流電圧を調整する。これにより、蛍光体層が経時的に劣化する等して発光輝度に変動があった場合にも、ＥＬ素子を駆動する交流電圧が実際の蛍光体層の発光状態に基づいて自動的に調整されるので、初期の駆動状態における蛍光体層の表示パターンの発光輝度を維持することができる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、蛍光体層等が経時的に劣化する等の原因により、蛍光体層の発光輝度が低下した場合には、その時点で受光素子が発光を検知して出力した輝度信号に基づく測定値と、前述した初期に記憶した基準値とを比較して、その輝度の減衰が所定の限度を越えたことを条件として警報を出力するようにしてもよい。
【００２０】
請求項３に記載されたＥＬ素子駆動装置によれば、表示パターン層の輝度確認パターンに対応して蛍光体層が発光する部分を覆うように、ＥＬ素子の一部分にカバー部材を取り付け、このカバー部材に受光素子を取り付けている。このように、受光素子はカバー部材に取り付けられているため、表示パターンで蛍光体層が発光する部分（発光領域）から来る光から影響を受けることなく、輝度確認パターンに対応して蛍光体層が発光する部分（輝度検出領域）から来る光のみを検知して輝度信号を出力することができるので、蛍光体層の輝度検出を一定の条件下で確実に行なうことができる。また、このカバー部材は、紫外線が内部に入射可能な構造乃至材質となっているので、表示パターンで発光する蛍光体層の発光領域と、蛍光体層の発光輝度を検出するための輝度確認パターンに対応する輝度検出領域は、蛍光体層を劣化させる外界からの紫外線に関しては同等の条件下にあるため、表示パターンで発光する蛍光体層の劣化に応じた輝度の変化を受光素子で検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るＥＬ発光装置を示す図であって、上方の図は主としてＥＬ素子とこれに付随する部分を示す要部平面図であり、下方の図は同ＥＬ発光装置のＥＬ素子の断面図及び同ＥＬ素子に接続された交流電源等を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＥＬ発光装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るＥＬ発光装置を示す図であって、本発明の実施形態に係るＥＬ発光装置のＥＬ素子の断面図と、同ＥＬ素子に接続された交流電源等を示す模式図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１及び図２を参照して第１実施形態のＥＬ発光装置１を説明する。
図１に示すように、本実施形態のＥＬ発光装置１は、ＥＬ素子２と、ＥＬ素子２に取り付けられてこれを駆動制御するＥＬ素子駆動装置３とによって構成されている。まず、図１を参照してＥＬ素子２の構成を説明する。
【００２３】
本実施形態のＥＬ素子２は分散型無機ＥＬ素子である。ＥＬ素子２は所定間隔をおいて対面する一対の電極である前面側の第１電極４と背面側の第２電極５とを有している。これら第１及び第２電極４，５の間には、前面側から順に、発光パターンを区画するための絶縁性の表示パターン層６と、発光層である蛍光体層７と、絶縁のための誘電体層８が配置されており、これら一対の電極４，５と前記各層６，７，８が互いに積層されて一体となり、全体として薄型パネル状の発光素子を構成している。
【００２４】
詳細は後述するが、本実施形態のＥＬ発光装置１は、ユーザーが好みに応じてＥＬ素子２の表示パターンを作成し、手作りするタイプのキットとして提供されるものである。すなわち、ＥＬ素子２を構成する上記一対の電極４，５と前記各層６，７，８は、当初は複数のパーツに分けられている。具体的には、前面側の第１電極４と、ユーザーが発光パターンを作成する表示パターン層６と、蛍光体層７と誘電体層８と背面側の第２電極５が一体となった発光シート材の３つのシート状部材とに分かれており、ユーザーがこれらを重ねて一体にすることで薄型パネル状の発光素子を構成する。なお、これら３つのシート状部材は、後で表示パターン層６の表示パターンを変更することを考慮して、分解、交換可能に構成してもよいし、接着剤等で貼り合わせる構造としてもよい。
【００２５】
ＥＬ素子２の前面側となる第１電極４は、背面側の第２電極５と互いに対向する面状の一対の電極を構成する。第１電極４は光透過性を有し、後述する蛍光体層７の光が透過して前面側に照射されるようになっている。詳細は図示しないが、第１電極４は透明基材の下面に透明導電膜を形成した構造となっている。透明基材としては、ＰＥＴ( ポリエチレンテレフタレート) 樹脂、ＰＥＮ (ポリエチレンナフタレート) 樹脂、ガラス等が挙げられる。透明導電膜としては、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物) 、導電性ポリマー等の光透過性導電材料が挙げられる。
【００２６】
第１電極４の下面には表示パターン層６が設けられている。表示パターン層６は、自身よりも誘電率が大きい誘電体または導体を含む表示パターン形成液が浸透することにより、所望の表示パターン９が形成される絶縁性の層であって、後述するように、これよりも下層に配置される発光層の発光パターンを規定する層である。
【００２７】
表示パターン層６は、液体が浸透可能な空隙を内部に有する構造になっており、表示パターン９の形成に用いられる液体である浸透液が表裏（上下）両面間に浸透し、浸透部分の平面視における形状（領域）が表示パターン９となる。図１中の平面図で示した例では、「ＡＢＣ」が表示パターン９となる。
【００２８】
表示パターン層６は絶縁体（誘電体）からなり、誘電率が５未満の低誘電率の物質からなることが望ましく、例えば普通紙、再生紙、和紙等の紙も使用可能である。紙の誘電率は３程度である。紙では、繊維の隙間に浸透液が浸透する。また、誘電率が紙などと同程度であれば、樹脂繊維製織り布、樹脂繊維製不織布、樹脂メッシュを表示パターン層６として用いることもできる。また、表示パターン層６として、低誘電率の絶縁体（誘電体）で、浸透液が浸透可能な多数の孔を有する多孔質材料を用いてもよい。例えば、多孔質の樹脂フィルムを表示パターン層６として用いてもよい。多孔質材料における孔の形状、大きさ、配置等は特に限定されないが、浸透液を保持する孔部分が発光するため、所望の発光パターンの解像度を損ねない程度の孔の大きさ、開孔率、ピッチ、配列を有することが望ましい。表示パターン層６の厚さは、特に限定されず、使用される浸透液が一方の面から他方の面まで到達（裏抜け）し、表裏両面間にわたって浸透可能であることが望ましい。
【００２９】
表示パターン９の形成に用いられる浸透液としては、導体である液体を用いることができる。具体的には、石鹸水等の純水ではない水、石鹸水とグリセリンとの混合液、水性インク、エマルションインク、導電性インク等の導体を浸透液として用いることができる。また、表示パターン層６よりも誘電率が大きい誘電体を浸透液として用いることもできる。具体的には、浸透液として用いられる誘電体は、誘電率が１０以上の高誘電率の物質であることが望ましい。例えば、炭酸プロピレン等の高誘電率溶剤や、これを含むインクを用いることができる。ここで言うインクは、顔料や染料といった色材を含むものでもよい。
【００３０】
表示パターン９は、所望の手法で表示パターン層６（紙等）に印刷等で画像形成すれば自由に作成できる。また、表示パターン９の内容を変更したい場合には、ユーザは各層を分解し、ＥＬ素子２から表示パターン層６を取り外し、異なる表示パターン９が形成された新たな表示パターン層６に交換することができる。表示パターン層６は使い捨てとすることができる。
【００３１】
表示パターン９の形成は、例えば、表示パターン層６としての紙に、浸透液としての水性インクを用いて印刷装置で印刷することにより行うことができる。印刷装置としては、インクジェット方式、孔版印刷方式、スクリーン印刷方式等の印刷装置を用いることができる。中でも、インクジェット方式の印刷装置は、浸透液となる水性インクを吐出する手段としては、安価で数多く普及しているので好適である。また、例えば、表示パターン層６としての紙に、浸透液としての水（純水ではない水）を含ませた筆でユーザが模様を描くことにより表示パターン９を形成することもできる。表示パターン９を形成する方法としては、表示パターン層６および浸透液の組み合わせに応じて、さまざまな方法を採用することができる。そして、ユーザーが、表示パターン層６に表示パターン９を形成し、蛍光体層７を有する発光シート材と第１電極４との間に当該表示パターン層６を挟んで固定するだけで、所望の表示パターン９で発光表示ができるＥＬ素子２を容易に形成できる。また、表示パターン層６のみの交換で発光のパターンを低コストで容易に変更できる。
【００３２】
前面側の第１電極４の側から見て、表示パターン層６の下側には、発光層である蛍光体層７がある。この蛍光体層７は蛍光体を含んでおり、第１電極４と第２電極５との間に交流電圧が印加されると、表示パターン層６に形成された表示パターン９に対応する部分が発光する。
【００３３】
蛍光体層７は、第２電極５の上面に誘電体層８を形成し、その上に蛍光体ペーストを塗布して乾燥することで形成できる。蛍光体ペーストの塗布は、例えばスクリーン印刷法により行われる。蛍光体層７は例えば４０〜６０μｍ程度の厚さに形成する。蛍光体層７は半透明である。
【００３４】
蛍光体ペーストは、蛍光体粒子をバインダーに分散させたものである。蛍光体は、母体となる無機組成物に微量の発光中心元素を添加したものである。無機組成物としては、ＺｎＳ、ＣａＳ等が用いられる。発光中心元素としては、例えば、Ｃｕ、Ｍｎ等の金属元素が用いられる。無機組成物と発光中心元素との組み合わせにより、蛍光体層７の発光色が決まる。
【００３５】
蛍光体ペーストのバインダーは、高誘電率の樹脂と溶剤とからなる。樹脂としては、シアノエチルセルロース、フッ化ビニリデン、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリウレタン、フロロシリコーン等を用いることができる。溶剤は、すべて揮発することが望ましく、このような溶剤として、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、アセトニトリル、ニトロメタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｙ−ブチルラクトン、炭酸プロピレン、トルエン、キシレン等を用いることができる。
【００３６】
第２電極５は、第１電極４と互いに対向する面状の一対の電極を構成する。第２電極５は、ＥＬ素子２の最も下側に配置される。第２電極５は、例えば、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属板または金属箔からなる。また、第２電極５は、樹脂板上にＡｌ、Ａｇ等の薄膜が形成されたものでもよい。また、第２電極５として、第１電極４と同様のものを用いてもよい。ここで、第２電極５は、蛍光体層７が発した光の一部を反射する。この反射光は、表示パターン層６、第１電極４を通過して外部へと放射される。したがって、第２電極５は、光を反射しやすい金属板、金属箔等であることが好ましい。
【００３７】
誘電体層８は、第１及び第２電極４，５間のショート防止層であり、また上下の両層を一体化するための密着層（粘着層）としても機能し、さらに上述したように蛍光体層７が発した光の一部を第２電極５で反射して第１電極４側に照射するため、この誘電体層８も光透過性を有している。具体的には、誘電体層８は、誘電率が５以上、より望ましくは１０以上の高誘電率の誘電体からなる。これにより、誘電体層８への印加電圧の分割分を少なくすることができ、消費電力を抑えるとともに、蛍光体層７の発光輝度の低下を抑えることができる。誘電体層８は１０μｍ程度の厚さに形成される。
【００３８】
以上説明したように、ＥＬ素子２は、積層した複数の機能層を一対の電極の間に挟んだ層構造の素子であり、実施例においては３つのシート材を重ねて一体化している。その各シート材の具体的な一体化の方法としては、まず各シート材を不可逆的に一体化する手法として、接着剤等で各シート材を貼着する手法がある。また、各シート材を分離可能に一体化する手法としては、図示はしないが、矩形パネル状のＥＬ素子２の矩形外周を挟んで固定する矩形枠状の保護板を使用する手法がある。この保護板は、厚さ方向に２分割可能であり、ＥＬ素子２の外周縁部を上下方向から挟んで所定の圧縮力をもって一体化することにより、ＥＬ素子２を保護するとともに、ＥＬ素子２の各層相互を密着、一体化させるためのものである。
【００３９】
次に、図１及び図２を参照してＥＬ素子駆動装置３の構成を説明する。
図１に示すように、平面視で矩形のＥＬ素子２は、前述した「ＡＢＣ」の表示領域に該当しない一短辺側の一部分（平面図及び断面図で右側の短辺側の一部分）が、箱型のカバー部材１０で覆われている。カバー部材１０の上壁と第１電極４の間隔は、下壁と第２電極５の間隔よりも大きく設定されている。カバー部材１０は紫外線透過性の材料で構成されており、そのためＥＬ素子２の蛍光体層７は、表示領域であっても、カバー部材１０で覆われた領域であっても、外界の紫外線から受ける影響はほぼ同一であり、従って紫外線による蛍光体の劣化は表示領域とカバー部材１０の内部で同等に進行する。なお、カバー部材１０を紫外線透過性の材料で構成するのでなく、カバー部材１０の数カ所に外光を取り入れる適当な形状の開口を設けておき、カバー部材１０の内部であっても、表示領域と大差なく紫外線の影響を受けるように構成してもよい。
【００４０】
前記表示パターン層６のうち、このカバー部材１０に覆われている部分であって、平面視で矩形のＥＬ素子２の２つの角隅部に近い２箇所の位置には、表示パターン形成液によって丸形の輝度確認パターン１１がそれぞれ形成されている。ＥＬ素子２において、これらの輝度確認パターン１１が形成された領域を、「ＡＢＣ」との表示を行なう表示領域に対し、輝度チェックのためであることから、輝度検出領域と称するものとする。なお、本実施形態では、これらの輝度確認パターン１１（乃至輝度検出領域）もＥＬ素子駆動装置３の構成要素となっている。
【００４１】
前記カバー部材１０の上壁の内面には、２つの輝度確認パターン１１に対応する２つの位置に、受光素子１２がそれぞれ下方に向けて取り付けられており、第１電極４と間隔をおいて対面している。これらの受光素子１２は、ＥＬ素子２の蛍光体層７のうち、表示パターン層６の輝度確認パターン１１に対応する部分の発光を検知して輝度信号を出力する。各受光素子１２からの信号配線は、カバー部材１０の側壁に設けられた導出口から外に導出されている。
【００４２】
前記カバー部材１０の内部において、ＥＬ素子２の第１電極４と第２電極５の外縁近傍の一部分には、それぞれ接続部１３が設けられている。各接続部１３に接続された給電配線は、カバー部材１０の導出口から外に導出されている。
【００４３】
図１に示すように、カバー部材１０の導出口から外に導出された受光素子１２の信号配線と、各接続部に接続された給電配線は、制御部１５に接続されている。
制御部１５は、駆動用の交流電源１６（ＡＣ）を有しており、一対の電極４，５の間に所定の交流電圧を印加することにより、蛍光体層７のうち、表示パターン層６の表示パターン９に対応した部分（表示領域「ＡＢＣ」）を発光表示させることを主たる機能とするが、その他の機能も有している。
【００４４】
すなわち、制御部１５は、蛍光体層７のうち、輝度確認パターン１１に対応した輝度チェックのための輝度検出領域も、表示領域と同一の条件で発光させることができる。そして、ＥＬ素子２の蛍光体層７は経時的に劣化して表示輝度が劣化するが、制御部１５は、輝度確認パターン１１に対応した輝度検出領域の発光を受光素子１２で検知して輝度信号を出力し、メモリーに記憶した初期の値と比較することで劣化状態を確認し、同比較に基づいて駆動電圧を制御し、初期の発光輝度を維持させる経時劣化チェック及び輝度一定制御機能を有している。また、制御部１５は、その他、後述するその他の諸機能も有している。
【００４５】
次に、先に簡単に説明した各制御機能を実現する制御部１５の具体的な構成について図２を参照して説明する。
ＣＰＵ２０は、タイマー２１による計時を基準として内部動作を同期させつつ、プログラムメモリー（ＲＯＭ）２２に格納されたプログラムを実行して種々の数値計算や情報処理、機器制御などを行なってＥＬ素子２の制御を行なう電子回路である。具体的には、ＥＬ素子２を最初に発光駆動させた初期において、受光素子１２が出力した輝度信号を取り込み、これに対応した輝度の基準値（初期値）を演算して記憶させる。また、ＥＬ素子２の使用中に受光素子１２が行なう輝度検出領域の輝度測定や、得られた輝度信号に対応する輝度の測定値と記憶した基準値との比較演算を所定間隔で実行させる。さらに、ＥＬ素子２を駆動する交流電圧を監視・調整しながら駆動制御を行なう等、ＥＬ素子２の制御に必要である統括的な制御機能を備えている。
【００４６】
入力部２３には、例えばテンキースイッチ等の入力手段２４が設けられ、制御部１５に対する指示を入力したり、制御結果に応じた交流電圧の設定値等の入力を行なうことができる。
【００４７】
初期値メモリー（ＲＡＭ）２５は、ＥＬ素子２の初期の駆動状態において、受光素子１２が出力した輝度信号に基づいてＣＰＵ２０が演算した基準値（初期値）を記憶する記憶部である。なお、輝度の基準値（初期値）は、受光素子１２からの輝度信号に対応してＣＰＵ２０が算出するものとしたが、前記入力部２３からユーザーが任意の値を入力するものとしてもよい。
【００４８】
比較部２６は、ＣＰＵ２０の制御に従い、使用開始後に受光素子１２が出力した輝度信号に基づく測定値と、前記初期値メモリー２５の前記基準値とを比較して差分を出力する。Ａ／Ｄコンバータ２７は、ＣＰＵ２０の制御に従い、受光素子１２が出力したアナログの輝度信号をデジタル変換して初期値として初期値メモリー２５に送り、又は測定値として比較部２６に送る。
【００４９】
ＥＬ素子２では、例えば硫化亜鉛を使用した場合等には必要な交流電圧が１００Ｖ程度と高電圧になるため、交流電源１６からの交流電圧は、電圧調整回路２８を経て高電圧発生回路に与えられ、必要な電圧に設定されてＥＬ素子２に印加される。ここで、ＣＰＵ２０は、前記比較部２６が出力した前記差分に基づいて、交流電源１６から前記一対の電極４，５に与えられる交流電圧を調整する電圧調整部としての電圧調整回路２８と、前記高電圧発生回路２９を制御する。具体的には、前記差分が可及的に０となるように交流電圧を制御し、ＥＬ素子２における表示領域の発光輝度が初期に比べて変化がなるべく少ないようにすることができる。
【００５０】
次に、第１実施形態のＥＬ発光装置１の使用態様と、使用時における制御上の特徴について説明する。
本実施形態のような手作りタイプのＥＬ発光装置１をユーザーが製造し、使用する態様としては、次のような例が考えられる。例えば、表示パターン９が異なる複数個のＥＬ素子２を製造し、これらを並べて全体として大型のディスプレイを構成し、同時に発光させて全体として一つの表示を行なう場合等である。具体例を挙げれば、ある会社名、店名、又は商品名等を示す文字列として「ＡＢＣ」を表示しようとする場合である。図１に示した実施形態では、単一のＥＬ素子が「ＡＢＣ」との表示パターンを有していたが、これとは異なり、「Ａ」を表示する第１のＥＬ発光装置１と、「Ｂ」を表示する第２のＥＬ発光装置１と、「Ｃ」を表示する第３のＥＬ発光装置１をそれぞれ製造し、これらをその順に並べてより大きなディスプレイを構成する場合である。
【００５１】
しかしながら、本実施形態のような手作りタイプのＥＬ発光装置１をユーザーが製造した場合には、これら３個の各ＥＬ発光装置１の各ＥＬ素子２は、それぞれ製造条件が微妙に異なるため、それぞれ電気的特性も同一にはならず、従って同一の交流電圧で駆動したとしても、同一の発光状態乃至同一の輝度で発光することはほとんどありえない。
【００５２】
従って、これら３個の各ＥＬ発光装置１を最初に駆動する際には、次のような調整作業を行なう。
すなわち、各ＥＬ発光装置１を駆動して各ＥＬ素子２を実際に発光させ、各ＥＬ素子２を見比べながら、各ＥＬ素子２の発光輝度（又は発光状態）が目視で同一であると感じられるように、各ＥＬ素子駆動装置３の入力部２３を操作して各ＥＬ素子２に加えられる交流電圧をそれぞれ調整する。これによって、少なくとも初期調整時には、３個の各ＥＬ素子２の表示パターン９の発光輝度を実質的に同一にすることができる。そして、この初期調整時、各ＥＬ素子駆動装置３では、各受光素子１２が各ＥＬ素子２の輝度検出領域の発光を検知して輝度信号を出力しており、各ＣＰＵ２０はこの輝度信号から輝度の測定値を演算して初期値として初期値メモリー２５に記憶する。
【００５３】
ある程度の時間、このＥＬ素子２乃至ＥＬ素子駆動装置３を使用すると、種々の条件によって各ＥＬ素子２の蛍光体層７に劣化が生じ、初期の条件で駆動しても当初の輝度では発光しなくなってしまう。このような電気的特性の経時的な変動は、複数のＥＬ素子２がある場合には一般的にそれぞれ別々の条件で進行する。従って、前記３個のＥＬ素子２は、最初に発光輝度を均一に設定しても、暫く点灯した後には、一定の発光状態乃至同一の輝度で発光しているようには見えなくなり、好ましくない表示状態となっている場合がある。
【００５４】
しかしながら、本実施形態によれば、３個のＥＬ素子２の輝度を最初に一定に揃えた初期状態において、各ＥＬ素子２ごとに、輝度確認パターン１１における発光輝度が受光素子１２で実際に測定されており、それぞれ初期値として記憶されている。従って、各ＥＬ素子２において、それぞれ不均一な経時的な輝度変動があったとしても、各ＥＬ発光装置１では、その時点での受光素子１２による輝度の測定値と、それぞれの初期値とを比較し、その結果に応じて駆動用の交流電圧を調整する制御が所定時間間隔で継続的に行なわれている。
【００５５】
具体的には、使用開始後、受光素子１２が出力した輝度信号に基づく測定値と、初期値メモリー２５の基準値とが所定の時間間隔で比較部２６において比較され、その差分が出力される。そして、比較部２６が出力した差分が０になるように、電圧調整回路２８が高電圧発生回路２９を制御し、交流電源１６が一対の電極４，５に与える交流電圧の値が調整される。このため、蛍光体層７が経時的に劣化する等して発光輝度に変動があった場合にも、ＥＬ素子２を駆動する交流電圧が実際の蛍光体層７の発光状態に基づいて自動的に調整されるので、各ＥＬ素子２の蛍光体層７の表示パターン９の発光輝度が、初期値の状態から大きく変化したり、互いに不揃いとなるように変化することはなく、３個のＥＬ素子２は実質的に同一の発光輝度で発光を継続することができる。
【００５６】
なお、本実施形態によれば、蛍光体層７等が経時的に劣化する等の原因により、表示領域の発光輝度が低下した場合には、その時点で受光素子１２が発光を検知して出力した輝度信号に基づく測定値と、前述した初期に記憶した基準値とを比較し、その輝度の減衰が所定の限度を越えたことを条件として警報を出力するようにしてもよい。
【００５７】
また、本実施形態によれば、蛍光体層７のうち輝度確認パターン１１に対応する部分の発光を検知する受光素子１２からの輝度信号と、制御部１５の制御によって交流電源１６がＥＬ素子２に与えている交流電圧の値を見ることにより、交流電圧が加わっているのにＥＬ素子２が発光していないショート状態や、交流電圧も加わっていないしＥＬ素子２が発光もしていない駆動回路のオープン状態（スイッチがオフ状態）を検知することができる。
【００５８】
また、本実施形態のＥＬ素子駆動装置３によれば、表示パターン層６の輝度確認パターン１１に対応して蛍光体層７が発光する部分を覆うように、ＥＬ素子２の一部分にカバー部材１０を取り付け、このカバー部材１０に受光素子１２を取り付けた。このように、受光素子１２はカバー部材１０に取り付けられているため、表示パターン９で発光する発光領域の光から影響を受けることなく、輝度確認パターン１１に対応して発光する輝度検出領域の光のみを検知して輝度信号を出力することができるので、蛍光体層７の輝度検出を一定の条件下で確実に行なうことができる。
【００５９】
また、このカバー部材１０は、紫外線が内部に入射可能な構造乃至材質となっているので、表示パターン９で発光する蛍光体層７の発光領域と、蛍光体層７の発光輝度を検出するための輝度確認パターン１１に対応する輝度検出領域は、蛍光体層７を劣化させる外界からの紫外線に関しては同等の条件下にある。このため、蛍光体層７の劣化に応じた輝度の変化を受光素子１２で確実に検出することができる。
【００６０】
図３を参照して第２実施形態のＥＬ発光装置１を説明する。
本実施形態のＥＬ発光装置１’は、ＥＬ素子２’と、ＥＬ素子２’に取り付けられてこれを駆動制御するＥＬ素子駆動装置３とによって構成されている点は第１実施形態と同一であるが、ＥＬ素子２’の層構造における各層の積層順序が第１実施形態と異なる。本実施形態のＥＬ素子２’は、第１電極４と第２電極５の間に、前面側から順に、発光層である蛍光体層７と、絶縁のための誘電体層８と、発光パターンを区画するための絶縁性の表示パターン層６が配置されており、これら一対の電極４，５と前記各層６，７，８が互いに積層されて一体となり、全体として薄型パネル状の発光素子を構成している。その他の構成は第１実施形態と同一である。本実施形態のようなＥＬ素子２’の構造でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、以上説明した各実施形態におけるＥＬ素子２，２’の構造は一例にすぎず、要するに一対の電極４，５の間に蛍光体層７と表示パターン層６と何らかの絶縁層が設けられ、電極４，５間に交流電圧を印加することで蛍光体層７が表示パターン９に発光するものであれば本発明の対象となる。
【符号の説明】
【００６２】
１，１’…ＥＬ発光装置
２，２’…ＥＬ素子
３…ＥＬ素子駆動装置
４…一対の電極の一方である第１電極
５…一対の電極の他方である第２電極
６…表示パターン層
７…蛍光体層
８…誘電体層
９…表示パターン
１０…カバー部材
１５…制御部
１６…交流電源
２５…記憶部としての初期値メモリー
２６…比較部
２８…電圧調整部としての電圧調整回路
【図１】
2013157135.tif 000003
【図２】
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【図３】
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