(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子及び該有機ＥＬ素子から出射された光の透過を制御するフィルタを備えた照明装置において、発光層から出射された光の透過率を高くする。【解決手段】照明装置１は、有機ＥＬ素子２と、有機ＥＬ素子２から出射された光を透過させるフィルタ３と、を備える。有機ＥＬ素子２は、有機発光材料を含む発光層２３を有し、フィルタ３は、メモリ性を持つエレクトロクロミック材料を含む調色層３１を有する。有機ＥＬ素子２及びフィルタ３は、発光層２３と調色層３１との間に設けられた透明電極層５を共有している。この構成によれば、発光層２３から出射された光Ｌが外部に出射するまでに透過する層の数が少なくなるので、光Ｌの透過率を高くすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子及び該有機ＥＬ素子から出射された光を透過させるフィルタを備えた照明装置であって、
前記有機ＥＬ素子は、有機発光材料を含む発光層を有し、
前記フィルタは、メモリ性を持つエレクトロクロミック材料を含む調色層を有し、
前記有機ＥＬ素子及び前記フィルタは、前記発光層と前記調色層との間に設けられた透明電極層を共有していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記有機ＥＬ素子は、前記フィルタが配置された側とは反対側の端面に設けられた電気絶縁層を有し、
前記フィルタは、前記有機ＥＬ素子が配置された側とは反対側の端面に設けられた電気絶縁層を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記エレクトロクロミック材料は、プルシアンブルー型錯体により構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記エレクトロクロミック材料は、電圧印加により光反射性となることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記有機ＥＬ素子及び前記フィルタへの電圧印加を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記フィルタに電圧印加した後、前記有機ＥＬ素子に電圧印加することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記有機ＥＬ素子への電圧印加と前記フィルタへの電圧印加とを繰り返すことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を光源とする照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、含有する有機発光材料の種類によって種々の発光色を与える平板状の発光素子である。このような有機ＥＬ素子を光源とする照明装置として、例えば、赤色光を出射する有機ＥＬ素子、緑色光を出射する有機ＥＬ素子及び青色光を出射する有機ＥＬ素子を互いに積層し、これら有機ＥＬ素子の発光強度比を制御して照射光の光色を可変とするものがある。
【０００３】
また、上記のような照明装置とは別に、電気的に引き起こされる可逆的な酸化還元反応により色が変化するエレクトロクロミック材料を利用して、照射光の光色を変化させる照明装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。このような照明装置は、光源と照明対象との間にエレクトロクロミック材料を有するフィルタを配置し、エレクトロクロミック材料の色を変化させてフィルタの光透過性を制御することで光色を変化させる。
【０００４】
上述したようなフィルタを備えた照明装置として、図４に示すように、有機ＥＬ素子２０と、有機ＥＬ素子２０の光出射面２０Ａ側に空気層又は樹脂層を介して配置されたフィルタ３０と、を備えた照明装置１０ａがある。有機ＥＬ素子２０は、例えば、光出射面２０Ａとは反対側の面側から順に、電気絶縁層２０１、金属電極層２０２、発光層２０３、透明電極層２０４及び電気絶縁層２０５を有する。フィルタ３０は、例えば、有機ＥＬ素子２０に相対する面側から順に、電気絶縁層３０１、第１の透明電極層３０２、調色層３０３、第２の透明電極層３０４及び電気絶縁層３０５を有する。調色層３０３は、例えば、第１の透明電極層３０２側から順に、電気化学応答性材料層３０６、電解質層３０７及び電解質層３０７の電気バランスを保つための補助電気化学応答性材料層３０８を有する。発光層２０３から出射した光Ｌは、直接に又は金属電極層２０２で反射された後、透明電極層２０４、電気絶縁層２０５、空気層又は樹脂層そしてフィルタ３の各層３０１乃至３０５を透過して外部に出射する。
【０００５】
また、図５に示すように、上述した照明装置１０ａを基に、有機ＥＬ素子２０の電気絶縁層２０５とフィルタ３０の電気絶縁層３０１とを共通化した照明装置１０ｂがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３５０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したようなフィルタ３０を備えた照明装置１０ａ、１０ｂでは、光Ｌが外部に出射するには屈折率の異なる多くの層を透過する必要があるので、これらの層の界面で光Ｌが全反射する等して光Ｌの透過率が低下する虞がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであって、有機ＥＬ素子及び該有機ＥＬ素子から出射された光を透過させるフィルタを備えた照明装置において、発光層から出射された光の透過率を高くすることができる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】
本発明の照明装置は、有機ＥＬ素子及び該有機ＥＬ素子から出射された光を透過させるフィルタを備え、前記有機ＥＬ素子は、有機発光材料を含む発光層を有し、前記フィルタは、メモリ性を持つエレクトロクロミック材料を含む調色層を有し、前記有機ＥＬ素子及び前記フィルタは、前記発光層と前記調色層との間に設けられた透明電極層を共有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発光層から出射された光が外部に出射するまでに透過する層の数が少なくなるので、発光層から出射された光の透過率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る照明装置の断面図。
【図２】上記照明装置を構成する有機ＥＬ素子及びフィルタへの電圧印加タイミング等を示す図。
【図３】（ａ）は上記実施形態の変形例に係る照明装置において電圧非印加時に照射される光のパターンを示す図、（ｂ）は同照明装置において電圧印加時に照射される光のパターンを示す図。
【図４】従来の照明装置の断面図。
【図５】別の従来の照明装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る照明装置について図１及び図２を参照して説明する。本照明装置は、例えば、シーリングライト、ベースライト、ダウンライト、スポットライト又はデスクライトとして用いられる。
【００１３】
図１に示すように、照明装置１は、有機ＥＬ素子２と、有機ＥＬ素子２から出射された光を透過させるフィルタ３と、有機ＥＬ素子２及びフィルタ３への電圧印加を制御する制御部４と、を備える。有機ＥＬ素子２及びフィルタ３は、共に平板状に形成され、図例では、有機ＥＬ素子２の上にフィルタ３が配置されている。制御部４は、スイッチング素子（不図示）を有し、該スイッチング素子を切り替えることで有機ＥＬ素子２又はフィルタ３のいずれか一方に電圧を印加する。
【００１４】
有機ＥＬ素子２は、下面側から順に、電気絶縁層２１、金属電極層２２及び発光層２３が積層された構造を有する。電気絶縁層２１は、有機ＥＬ素子２に所定の強度及び剛性を付与する電気絶縁性材料、例えば、ガラスやポリエチレンテレフタレートフィルム等の高分子フィルムにより構成される。金属電極層２２は、高い光反射性を有する材料により構成され、発光層２３から出射された光Ｌを発光層２３の方（上方）に反射する。発光層２３は、電圧が印加されることで発光する有機発光材料を含み、所望の色の光Ｌを出射する。
【００１５】
フィルタ３は、光Ｌを透過させる材料により構成されている。フィルタ３は、下面側から順に、光Ｌを調色するための調色層３１、透明電極層３２及び電気絶縁層３３が積層された構造を有する。調色層３１は、更に、下面側から順に、補助電気化学応答性材料層（以下、補助電気層という）３４、電解質層３５及び電気化学応答性材料層（以下、電気層という）３６が積層された構造を有する。
【００１６】
電気層３６は、メモリ性を持つエレクトロクロミック材料、例えば、プルシアンブルー型錯体を有する薄膜により構成されている。このようなプルシアンブルー型錯体は、電圧印加によって酸化還元状態が変わり、無色〜橙色〜青色に色を変化させる。電解質層３５は、電気層３６のエレクトロクロミック材料との酸化還元反応によりイオンの授受が可能な材料により構成され、固体状、ゲル状又はゾル状に構成されている。このように電解質層３５を固体状、ゲル状又はゾル状とすることで、電解質層３５の封止を不要とすると共に、電圧印加時に電解質層３５から気泡を発生し難くすることができる。補助電気層３４は、電気層３６で起こる酸化還元反応とは逆の反応、すなわち、電気層３６で酸化反応が起こっている場合には還元反応を起こし、電気層３６で還元反応が起こっている場合には酸化反応を起こすことで、電解質層３５の電気バランスを保つ。
【００１７】
透明電極層３２は、導電性を有する材料、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛又は酸化スズ等の酸化物導電体や導電性ポリマーにより構成される。電気絶縁層３３は、有機ＥＬ素子２の電気絶縁層２１と同様に構成されている。これにより、有機ＥＬ素子２は、フィルタ３が配置された側とは反対側の端面に設けられた電気絶縁層２１を有し、フィルタ３は、有機ＥＬ素子２が配置された側とは反対側の端面に設けられた電気絶縁層３３を有することになる。このように照明装置１の両端面を電気絶縁性とすることで、感電及び漏電を防止することができる。
【００１８】
上記のように構成された有機ＥＬ素子２及びフィルタ３は、有機ＥＬ素子２の発光層２３とフィルタ３の調色層３１との間に設けられた透明電極層５を共有している。透明電極層５は、フィルタ３の透明電極層３２と同様に構成されている。これにより、発光層２３から出射された光Ｌは、透明電極層５を透過した後又は金属電極層２２で反射されて発光層２３及び透明電極層５を透過した後、フィルタ３に入射して電気絶縁層３３から外部に出射する。
【００１９】
制御部４は、有機ＥＬ素子２に電圧印加する場合には金属電極層２２と透明電極層５とに給電し、フィルタ３に電圧印加する場合には透明電極層３２、５に給電する。制御部４による有機ＥＬ素子２及びフィルタ３への電圧印加タイミングについて図２を参照して説明する。図例では、時間ｔ０において、有機ＥＬ素子２は印加電圧ゼロで消灯した状態となっており、また、フィルタ３は印加電圧ゼロで無色な状態となっている。この状態から時間ｔ１において、フィルタ３に電圧＋Ｖを印加し、フィルタ３を着色状態とする。そして、このフィルタ３への印加電圧は、フィルタ３が着色すると直ちに時間ｔ２においてゼロへと戻される。このように電圧が印加されていない状態でも、フィルタ３のエレクトロクロミック材料がメモリ性を有するので、フィルタ３の着色状態は所定の時間維持される。次いで、時間ｔ３において、有機ＥＬ素子２に電圧＋ｖを印加し、有機ＥＬ素子２を点灯状態とする。このように、制御部４（不図示）は、フィルタ３に電圧印加してフィルタ３の光透過性を調整した後、有機ＥＬ素子２に電圧印加して有機ＥＬ素子２を点灯させる。これにより、フィルタ３と有機ＥＬ素子２との両方に同時に電圧印加されることを防止して、回路異常の発生を抑制することができる。
【００２０】
次いで、フィルタ３を着色状態から無色状態に切り替える場合には、時間ｔ４において有機ＥＬ素子２への印加電圧をゼロとして有機ＥＬ素子２を消灯すると共に、フィルタ３に電圧−Ｖを印加してフィルタ３を無色状態とする。そして、このフィルタ３への印加電圧は、フィルタ３が無色になると直ちに時間ｔ５においてゼロへと戻される。このようにしてもフィルタ３のエレクトロクロミック材料がメモリ性を有するので、フィルタ３の無色状態は維持される。その後、時間ｔ６において、有機ＥＬ素子２に電圧＋ｖを印加して、有機ＥＬ素子２を点灯させる。
【００２１】
次いで、フィルタ３を無色状態から着色状態に切り替える場合には、時間ｔ７において有機ＥＬ素子２への印加電圧をゼロとして有機ＥＬ素子２を消灯すると共に、フィルタ３に電圧＋Ｖを印加してフィルタ３を着色状態とする。そして、このフィルタ３への印加電圧は、フィルタ３が着色すると直ちに時間ｔ８においてゼロへと戻される。その後、時間ｔ９において、有機ＥＬ素子２に電圧＋ｖを印加し、有機ＥＬ素子２を点灯状態とする。
【００２２】
上記のような制御では、例えば、フィルタ３を着色状態から無色状態に変化させるとき、有機ＥＬ素子２は時間ｔ４〜ｔ６の間に消灯することになり、照明装置１の使用目的によっては不都合が生じる場合がある。このような場合、制御部４は、有機ＥＬ素子２への電圧印加とフィルタ３への電圧印加とを瞬時に繰り返してもよい。人間の目は、一般に発光体が２０ｍｓ以上の持続時間で消光しているとき、その発光体が消光していることを認識することができる。そこで、制御部４は、有機ＥＬ素子２の消灯時間が２０ｍｓ未満となるように有機ＥＬ素子２への電圧印加とフィルタ３への電圧印加とを瞬時に繰り返せば、有機ＥＬ素子２を点灯し続けているように見せることができる。
【００２３】
上記のように構成された照明装置１によれば、有機ＥＬ素子２から出射された光をフィルタ３で調色してから外部に出射することができる。このとき、透明電極層５が有機ＥＬ素子２とフィルタ３とにより共有され、発光層２３から出射された光Ｌが外部に出射するまでに透過する層の数が少なくなるので、光Ｌの透過率を高くすることができる。
【００２４】
次に、上記実施形態の変形例に係る照明装置について図３（ａ）（ｂ）を参照して説明する。照明装置１１は、上述した照明装置１を基に、有機ＥＬ素子２の金属電極層２２を透明電極層５と同様に構成された透明電極層５ａに置換したものである。これにより、有機ＥＬ素子２は、発光層２３を挟む両電極層５、５ａが透明に構成されたものとなる。また、照明装置１１では、フィルタ３の電気層３６（ドットで示す）が、エレクトロクロミック材料として電圧印加により光反射性となる物質を含んでいる。このような物質は、例えば、イットリウムやランタン等の希土類金属化合物、マグネシウム・ニッケル系合金又は銀イオン含有化合物により構成される。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、電圧非印加時には、発光層２３から下方に出射された光Ｌは、透明電極層５ａ及び電気絶縁層２１を透過して外部に出射し、発光層２３から上方に出射された光Ｌは、透明電極層５及びフィルタ３を透過して外部に出射する。これにより、照明装置１１は、電圧非印加時には上面及び下面の両方から光Ｌを出射して両面発光することができる。
【００２６】
これに対して、図３（ｂ）に示すように、電圧印加時には、発光層２３から下方に出射された光Ｌは、上記と同様にして外部に出射される一方、発光層２３から上方に出射された光Ｌは、フィルタ３の電気層３６により下方に反射されて外部に出射する。これにより、照明装置１１は、電圧印加時には下面のみから光Ｌを出射して片面発光する。このように、照明装置１１によれば、電圧印加によってフィルタ３の光反射性を変化させることで、両面発光と片面発光とを切り替えることができる。
【００２７】
なお、本発明に係る照明装置は、上記実施形態及びその変形例に限定されず種々の変形が可能である。例えば、フィルタは、補助電気層を有さない構成でもよく、このような構成とすることで照明装置を構成する層の数を更に減らして、より光の透過率を高くすることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１、１１  照明装置
２  有機ＥＬ素子
２１  （有機ＥＬ素子の）電気絶縁層
２３  発光層
３  フィルタ
３１  調色層
３３  （フィルタの）電気絶縁層
４  制御部
５  透明電極層
【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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