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JP6473589B2 - 携帯情報端末 - Google Patents

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Description

本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。特に、本発明は、例えば、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、照明装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、本発明は、例えば、防犯装置、情報処理装置に関する。
情報伝達手段に係る社会基盤が充実されている。これにより、多様で潤沢な情報を職場や自宅だけでなく外出先でも情報処理装置を用いて取得、加工または発信できるようになっている。
このような背景において、携帯可能な情報処理装置が盛んに開発されている。
また、有機EL素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積の素子を容易に形成することができ、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
例えば、特許文献1には、有機EL素子を用いた照明器具が開示されている。
特開2009−130132号公報
本発明の一態様は、新規な防犯装置を提供することを課題の一とする。または、新規な情報処理装置を提供することを課題の一とする。または、新規な照明装置を提供することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、筐体と、筐体を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器と、開閉器を含み、開閉器が動作するとスタート信号を供給するスタートスイッチ回路と、スタート信号が供給され、制御パルス信号およびシャッタ信号を供給するマイコンと、制御パルス信号と定電流が供給され、定電流パルスを供給する開閉回路と、定電流を供給する定電流電源と、定電流パルスが供給され、パルス状の光を筐体の外側に射出する発光素子と、シャッタ信号が供給され、パルス状の光を照射する方向を撮影し画像情報を供給する撮像部と、画像情報を通信網に送信する通信部と、を有する防犯装置である。
本発明の一態様は、筐体と、筐体を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器と、開閉器を含み、開閉器が動作するとスタート信号を供給するスタートスイッチ回路と、スタート信号が供給され、制御パルス信号およびシャッタ信号を供給するマイコンと、制御パルス信号が供給され、定電流パルスを供給する定電流電源と、定電流パルスが供給され、パルス状の光を筐体の外側に射出する発光素子と、シャッタ信号が供給され、パルス状の光を照射する方向を撮影し画像情報を供給する撮像部と、画像情報を通信網に送信する通信部と、を有する防犯装置である。
上記本発明の一態様の防犯装置は、筐体を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器と、開閉器の動作に伴いパルス状の光を射出する発光素子と、パルス状の光を照射する方向を撮影し、画像情報を供給する撮像部と、画像情報を通信網に送信する通信部と、を含んで構成される。これにより、使用者が防犯装置を用いてパルス状の光を暴漢等に照射して、犯罪の発生を防ぐことができる。または、犯罪現場の画像を含む情報を通信網に送信することができる。その結果、新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。または、新規な照明装置、防犯装置、情報処理装置などを提供することができる。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
また、本発明の一態様は、スタートスイッチ回路が、複数の開閉器の動作に基づいてスタート信号を供給し、複数の開閉器は、筐体の第1の面および第1の面と対向する第2の面等に分配して配置される、上記の防犯装置である。
上記本発明の一態様の防犯装置は、上記の構成に加えて、筐体の対向する複数の面に分配して配置された複数の開閉器の動作に基づいて、スタート信号を供給するスタートスイッチ回路を含んで構成される。これにより、一つの開閉器を操作して動作するスタートスイッチ回路に比べて、誤った操作による動作を防止することができる。その結果、誤操作の少ない新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
また、本発明の一態様は、パルス状の光を照射する方向を監視して検知信号を供給する人感センサ回路を有し、マイコンは、検知信号およびスタート信号が供給されるときに制御パルス信号およびシャッタ信号を供給する、上記の防犯装置である。
上記本発明の一態様の防犯装置は、上記の構成に加えて、使用者が光を照射しようとする方向に人がいるか否かを検知する人感センサ回路を含んで構成される。これにより、誤って人が居ない方向にパルス状の光を照射しにくくすることができる。その結果、誤操作の少ない新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
また、本発明の一態様は、発光素子が有機EL素子である、上記の防犯装置である。
上記本発明の一態様の防犯装置は、上記の構成に加えて有機EL素子を含む。これにより、発光面積を大きく、防犯装置を薄く且つ軽くできる。その結果、新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
また、本発明の一態様は、撮像部は、撮像素子および撮像素子上に像を形成する光学系を備え、筐体は、発光素子および発光素子に隣接して光学系を一の面に備える、上記の防犯装置である。
上記本発明の一態様の防犯装置は、上記の構成に加えて、筐体の一の面に発光素子および光学系が配置される構成を含む。これにより、撮像部が撮影する方向をパルス状の光を照射する方向に容易に向けることができる。その結果、新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
また、本発明の一態様は、シャッタ信号が供給され、全地球測位網(GPS:Global Positioning System)から取得する位置情報を供給することができる位置情報取得回路を有し、通信部は、位置情報を通信網に送信する、上記の防犯装置である。
上記本発明の一態様の防犯装置は、上記の構成に加えて位置情報取得回路を含んで構成される。これにより、使用者が防犯装置を動作させた場所の位置情報を単独でまたは犯罪が発生したときの画像を含む情報または/および救済を要請する伝言を含む情報と共に通信網に送信して、犯罪が発生したことの立証に有用な画像情報を保全できる。その結果、新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
また、本発明の一態様は、画像情報、位置情報および操作命令が供給され、通信情報および表示情報を供給する演算部と、通信情報および表示情報が供給され、画像情報、位置情報および操作命令を供給する入出力部と、演算部および入出力部を収納する筐体と、を有する情報処理装置である。
そして、入出力部は、筐体を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器と、開閉器を含み開閉器が動作するとスタート信号を供給するスタートスイッチ回路と、スタート信号が供給され、制御パルス信号およびシャッタ信号を供給するマイコンと、制御パルス信号と定電流が供給され、定電流パルスを供給する開閉回路と、定電流を供給する定電流電源と、定電流パルスが供給されパルス状の光を筐体の外側に射出する発光素子と、シャッタ信号が供給され、パルス状の光を照射する方向を撮影し画像情報を供給する撮像部と、シャッタ信号が供給され、位置情報を供給することができる位置情報取得回路と、通信情報を通信網に送信する通信部と、操作命令を供給する入力機構と、表示情報が供給され、表示情報を表示する表示部と、を備える。また、通信部は、画像情報を通信網に送信する。
上記本発明の一態様の情報処理装置は、筐体を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器と、開閉器の動作に伴いパルス状の光を射出する発光素子と、パルス状の光を照射する方向を撮影し、画像情報を供給する撮像部と、画像情報を通信網に送信する通信部と、を含んで構成される。これにより、使用者が情報処理装置を用いてパルス状の光を暴漢等に照射して、犯罪の発生を防ぐことができる。または、犯罪が発生したときの画像を含む情報を通信網に送信することができる。その結果、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
本発明の一態様によれば、新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
実施の形態に係る防犯装置の構成を説明するブロック図および使用状態を説明する図。 実施の形態に係る防犯装置の構成を説明する図。 実施の形態に係る防犯装置の構成を説明するブロック図および使用状態を説明する図。 実施の形態に係る防犯装置の構成を説明するブロック図および使用状態を説明する図。 実施の形態に係る防犯装置の構成を説明するブロック図。 実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明するブロック図。 実施の形態に係る情報処理装置の外形を説明する外観図。 発光パネルを説明する図。 発光パネルを説明する図。 発光パネルを説明する図。 発光パネルを説明する図。 発光素子を説明する図。 電子機器を説明する図。 電子機器を説明する図。 発光装置を説明する図。 実施例の発光パネルの電圧−輝度特性を示す図。 実施例の発光パネルの発光スペクトルを示す図。 発光装置を説明する図。 実施例の発光パネルの電圧−輝度特性を示す図。 実施例の発光パネルの発光スペクトルを示す図。
本発明の一態様の防犯装置は、筐体を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器と、開閉器の動作に伴いパルス状の光を射出する発光素子と、パルス状の光を照射する方向を撮影し、画像情報を供給する撮像部と、画像情報を通信網に送信する通信部と、を含んで構成される。
これにより、使用者が防犯装置を用いてパルス状の光を暴漢等に照射して、犯罪の発生を防ぐことができる。または、犯罪が発生したときの画像を含む情報を通信網に送信することができる。その結果、新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の防犯装置の構成について、図1および図2を参照しながら説明する。
図1(A)は本発明の一態様の防犯装置100の構成を説明するブロック図である。図1(B)は図1(A)に示す防犯装置100の構成と使用状態を説明する外観図である。図1(C)は図1(A)に示す防犯装置100の外観を説明する六面図である。
図2は、防犯装置100の定電流電源140が定電流パルスを発光素子120に供給する構成を説明する図である。
本実施の形態で説明する防犯装置100は、筐体101と、筐体101を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器132と、開閉器132を含み開閉器132が動作するとスタート信号を供給するスタートスイッチ回路131と、を有する(図1(A)、図1(B)および図1(C)参照)。
また、防犯装置100は、スタート信号が供給され、制御パルス信号およびシャッタ信号を供給するマイコン137と、制御パルス信号と定電流が供給され、定電流パルスを供給する開閉回路110と、定電流を供給する定電流電源140と、定電流パルスが供給され、パルス状の光を筐体101の外側に射出する発光素子120と、を有する。
また、防犯装置100は、シャッタ信号が供給され、パルス状の光を照射する方向を撮影し画像情報を供給する撮像部150と、画像情報を通信網に送信する通信部190と、を有する。
上記本発明の一態様の防犯装置100は、筐体101を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器132と、開閉器132の動作に伴いパルス状の光を射出する発光素子120と、パルス状の光を照射する方向を撮影し、画像情報を供給する撮像部150と、画像情報を通信網に送信する通信部190と、を含んで構成される。これにより、使用者が防犯装置を用いてパルス状の光を暴漢等に照射して、犯罪の発生を防ぐことができる。または、犯罪が発生したときの画像を含む情報を通信網に送信することができる。その結果、新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
また、本実施の形態で説明する防犯装置100は、可変抵抗136を含み、パルス間隔変調信号を供給するパルス間隔変調回路135を有する。
<防犯装置>
以下に、防犯装置100を構成する個々の要素について説明する。
《筐体》
筐体101は、発光素子120、撮像部150および開閉器が配置される(図1(B))。
筐体101の大きさは防犯装置100の使用者が把持できる程度が好ましく、特に片手で把持できる程度が好ましい。例えば、筐体101は、拇指、人差し指および中指を用いて把持することができる。
開閉器は筐体101を把持する手を用いて操作できる位置に配置される。
特に、スタートスイッチ回路131は、複数の開閉器が動作するときスタート信号を供給する構成が好ましい。複数の開閉器(開閉器132a、開閉器132b、開閉器132cおよび開閉器132d)は、筐体101の第1の面101aおよび第1の面101aと対向する第2の面101b等に分配して配置される(図1(C)参照)。
防犯装置100は、筐体101の対向する複数の面に分配して配置された複数の開閉器132の動作に基づいて、スタート信号を供給するスタートスイッチ回路131を含んで構成される。これにより、一つの開閉器を操作して動作するスタートスイッチ回路に比べて、誤った操作によるスタートスイッチ回路131の動作を防止することができる。その結果、誤操作の少ない新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
例えば、筐体101の発光素子120が配置されていない部分に、開閉器132a、開閉器132b、開閉器132cおよび開閉器132dが配置される。これにより、予期しないときに暴漢等(加害者ともいう)に襲われた使用者(被害者ともいう)が、確実に発光素子120を暴漢等に向けることができる。または容易に防犯装置100を操作してパルス状の光を照射できる。
また、ストラップ132sの端部が取り付けられた開閉器132tを筐体101に配置してもよい。一方の手で筐体101を把持して、他方の手でストラップ132sを引き抜くことで開閉器132tが動作する構成とすることができる。
また、複数の開閉器を操作したときに防犯装置100が動作する構成とすることもできる。これにより、防犯装置の使用者が誤って防犯装置100を動作させてしまう不具合の発生を抑制できる。
例えば、開閉器132a、開閉器132b、開閉器132cおよび開閉器132dから選ばれた複数の開閉器が操作されたときに、防犯装置100が動作する構成とすることができる。または、一方の手でいずれかの開閉器を押下しながら他方の手でストラップ132sを引き抜くことで、防犯装置100が動作する構成とすることができる。
《スタートスイッチ回路》
スタートスイッチ回路131はスタート信号を供給することができる。スタートスイッチ回路131は開閉器132を備え、開閉器132が操作されている期間、スタート信号としてハイ又はロウを供給する(図1(A)参照)。
なお、スタートスイッチ回路131から制御パルス信号を供給することもできる。例えば、開閉器132、ラッチ回路およびモノステイブル・マルチバイブレータを用いて、スタートスイッチ回路131を構成することができる。
具体的には、開閉器132を用いてラッチ回路にハイまたはロウの信号を供給し、ラッチ回路はトリガ信号を供給し、トリガ信号が供給されたモノステイブル・マルチバイブレータは、所定の幅を有する矩形波を、制御パルス信号として供給する。
《パルス間隔変調回路》
パルス間隔変調回路135は、パルス間隔変調信号を供給することができる。例えば、可変抵抗136を用いて変化した電圧をパルス間隔変調信号に用いることができる。パルス間隔は発光素子120が発する光を暴漢等がパルス状の光と感じる程度にすることができる。具体的には60Hz未満、20Hz以下が好ましく、特に5Hz以下が好ましい。また、間隔は一定でなく、不規則であってもよい。
《マイコン》
マイコン137は、スタート信号及びパルス間隔変調信号が供給され、制御パルス信号およびシャッタ信号を供給することができる。
マイコン137は、演算部CPU、タイマ部TIMER、アナログデジタルコンバータADC、入出力部I/O、記憶部MEM、及び、データ信号を伝送する伝送路を備える。
入出力部I/Oは、スタート信号及びパルス間隔変調信号が供給され、制御パルス信号およびシャッタ信号を供給することができる。
アナログデジタルコンバータADCは、アナログ信号をデジタル信号に変換する。例えば、供給されるパルス間隔変調信号をデジタル信号に変換して供給する。
演算部CPUは、供給されたデータを、記憶部MEMに記憶されたプログラムに従って処理して、処理したデータを供給する。
タイマ部TIMERは、命令に従って所定の時間を計測し、所定の時間の経過後に制御パルス信号およびシャッタ信号をおよそ同時に供給できる。または、所定の時間毎に繰り返し供給できる。
タイマ部TIMERは、制御パルス信号の幅(半値幅)を決定する時間を計測できる。例えば、1ミリ秒以上1000ミリ秒以下、好ましくは10ミリ秒以上100ミリ秒以下を制御パルス信号の所定の幅とすることができる。
これにより、使用者が防犯装置を用いてパルス状の光を暴漢等に一回または繰り返し照射して、暴漢等を威圧することができる。その結果、犯罪の発生を防ぐことができる。または、犯罪が発生したときの画像を撮像部150が撮影し、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる。
記憶部MEMは、演算部CPUに実行させるプログラムを記憶する。
例えば、スタート信号が供給される期間が所定の時間より短い場合、マイコン137は制御パルス信号を一回供給する。
また、スタート信号が供給される期間が所定の時間又は所定の時間より長い場合、マイコン137は、パルス間隔変調信号に応じた間隔で、制御パルス信号およびシャッタ信号を複数回供給する。
マイコン137が複数回供給する制御パルス信号およびシャッタ信号の回数を、所定の数とすることができる。または、スタート信号が供給され続けている期間において、供給可能な数とすることができる。または、ひとたび途絶えたスタート信号が再度供給されるまでの期間において、供給可能な数とすることができる。
なお、シャッタ信号を制御パルス信号毎に供給してもよいし、所定の回数の制御パルス信号毎または所定の回数の制御パルスと共に供給してもよい。
以下に、制御パルス信号をスタート信号が再度供給されるまで間欠的に供給し続けることができる構成について説明する。
開閉器132を用いて待機状態のマイコン137にハイ又はロウのスタート信号を供給する。マイコン137は制御パルス信号として所定の幅を有する矩形波を開閉回路110に供給し、且つ、スタート信号が供給されている時間を計測する。
スタート信号が供給される期間が所定の時間より短い場合、マイコン137は制御パルス信号を一回供給した後、待機状態に復帰する。
スタート信号が供給される期間が所定の時間又は所定の時間より長い場合、マイコン137は所定のパルス間隔を、パルス間隔変調信号を変換したデジタル信号に応じて決定し、スタート信号が再度供給されるまでの期間、制御パルス信号を所定のパルス間隔で間欠的に供給し続ける。
《定電流電源》
定電流電源140は、第1の電圧を供給する電池と、第1の電圧が供給され第1の電圧より高い第2の電圧を供給する第1のDCDCコンバータと、第2の電圧が供給され電荷を供給するコンデンサと、電荷が供給され定電流を供給することができる第2のDCDCコンバータと、を有する(図2(A)参照)。
なお、一次電池または二次電池を電池に適用できる。二次電池としては、ニッケル水素電池、鉛蓄電池、リチウムイオン電池等を適用できる。
また、複数の電池を備えていてもよい。発光素子120を発光させ、撮像部150を用いて画像を撮影するために一方を用い、通信部190を用いて画像を送信するために他方を用いてもよい。これにより、発光素子120の発光と撮像部150を用いた撮影に、一方の電池を消費してしまった場合、通信部190が、取得した画像情報や位置情報を他方の電池を用いて送信することができる。
他方の電池は、非常用ということができ、非常事態において通信部190を用いて通信し、連絡することができる。特に、電気二重層キャパシタが他方の電池に好ましい。
第1のDCDCコンバータは、電池の電圧(第1の電圧)を昇圧して第2の電圧を供給する。
コンデンサは、第2の電圧で充電される。
第2のDCDCコンバータは、コンデンサに蓄えられた電荷が供給され、定電流を供給する。
定電流電源140が供給する電流の時間の経過に伴う変化の一例を図2(B)に示す。
この構成によれば、コンデンサが電荷を第2のDCDCコンバータに供給する間において、第2のDCDCコンバータは定電流を供給することができる。なお、コンデンサに蓄えられた電荷が所定の量を下回ると、第2のDCDCコンバータは定電流を供給できなくなる。
定電流電源140は、少なくともマイコン137が供給する制御パルス信号の幅(例えば50ミリ秒)より長く、定電流を供給することができる。
なお、電流が開閉回路110を流れると、コンデンサに蓄えられた電荷が消費される。これにより、定電流電源140は定電流を供給し続けることができなくなり、矩形波でない電流が発光素子120に流れる。その結果、発光素子120が所定の輝度より低い輝度で発光することになる。
所定の輝度より低く眩しさに欠ける光は、暴漢等を威圧する効果に乏しいため、電力が無駄に消費されてしまう。
定電流電源140が定電流を供給できなくなる前に、開閉回路110は電流の供給を停止する。これにより、不要な電力の消費を抑制できる。なお、開閉回路110が供給する電流の一例を図2(C)に示す。
《制御回路》
定電流電源140が供給する電流の大きさを、防犯装置100が使用される環境の明るさ、暴漢等までの距離または発光素子の使用履歴に応じて制御してもよい(図2(D)参照)。
防犯装置100は、検知信号を供給するセンサ、検知信号が供給され制御信号を供給する制御回路145を有し、定電流電源140が制御信号を供給され、制御信号に応じた大きさの定電流を供給する構成とすることができる。
定電流電源140が供給する電流の大きさを制御する方法としては、制御信号を用いて第2のDCDCコンバータを制御すればよい。
検知信号を供給するセンサとしては、例えば、防犯装置100が使用される環境の明るさを検知する光センサまたは暴漢等までの距離を検知する距離センサ等を挙げることができる。具体的には、フォトダイオードや超音波センサ等を適用できる。
また、発光素子120の劣化の程度を、発光素子120の使用履歴を記憶する記憶回路を用いて予測してもよい。発光素子120の使用に伴う劣化を補完するように、定電流電源140が供給する電流の大きさを制御してもよい。
《開閉回路》
開閉回路110は、定電流と制御パルス信号が供給されている間、定電流パルスを発光素子120に供給する。
例えば、パワートランジスタを開閉回路110に適用できる。具体的には、パワートランジスタのゲートに制御パルス信号を供給し、第1の電極に定電流を供給し、第2の電極に発光素子120を電気的に接続して、開閉回路110を構成できる。例えば、2Aの電流を50ミリ秒の間、発光素子120に供給することができる。
《発光素子》
発光素子120は、点光源、線光源、面光源のいずれも用いることができる。例えば、発光ダイオードやキセノンランプ、有機EL素子等を発光素子120に適用できる。
発光素子120は単数を用いても複数を用いてもよい。また、複数の発光素子を一の支持基板に設けた発光パネルを用いることもできる。
また、複数の発光素子を用いてもよく、各発光素子が異なる色を呈する光を射出する構成であってもよい。
また、異なる色を呈する発光素子の色ごとに定電流回路を用意して、異なる色を呈する発光素子ごとに供給する電流の大きさを独立して制御してもよい。
これにより、射出する光の色や色温度を可変にすることもできる。その結果、撮像部150が被写体、環境、雰囲気等の画像情報を再現よく撮影できる。
また、支持基板等に可撓性を有する材料を用いた可撓性を有する発光パネルは、曲面を有する筐体に沿わせて配置することができる。これにより、筐体の意匠を損なうことなく発光装置を配置することができる。例えば、カメラの曲面を有する筐体に沿って、フラッシュを配置することができる。
有機EL素子を発光素子120に適用することができる。有機EL素子が適用された防犯装置100は、発光素子120の発光面積を大きく、防犯装置100を薄く且つ軽くできる。
なお、有機EL素子を用いた発光パネルの構成を実施の形態4において詳細に説明し、有機EL素子の構成を実施の形態5において詳細に説明する。
有機EL素子を用いる発光パネルの発光部の総面積は、例えば0.5cm以上1m以下であり、好ましくは5cm以上200cm以下、より好ましくは15cm以上100cm以下である。
有機EL素子を用いる発光パネルの発光時の発光素子を流れる電流密度は、例えば10mA/cm以上2000mA/cm以下である。
《撮像部》
撮像部150は、シャッタ信号が供給され、パルス状の光を照射する方向を撮影し画像情報を供給する。
また、撮像部150は、撮像素子および撮像素子上に像を形成する光学系155を備える(図1(C)参照)。
例えば撮像素子としては電荷結合素子CCDや相補性金属酸化物半導体CMOSを用いることができる。また、光学系155としては、レンズ、絞りの他、自動焦点機構等を用いることができる。
そして、筐体101は、発光素子120および発光素子120に隣接して光学系155を一の面101cに備える。
例えば、筐体101は、発光素子120および発光素子120に囲まれるように配置される光学系155を筐体101の開閉器が設けられた第1の面101aおよび第1の面101aと対向する第2の面101bとは異なる面101cに配置できる(図1(C)参照)。
これにより、撮像部150が撮影する方向をパルス状の光を照射する方向に容易に向けることができる。また、開閉器を操作する指の影にならないように発光素子を配置して、発光素子の光を有効に使用することができる。その結果、新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
シャッタ信号が複数回供給される場合、撮像部150は撮影を複数回行い、複数の画像情報を供給することができる。
撮像部150は、マイク156を有していてもよい。シャッタ信号が供給された撮像部150は、画像情報だけでなく、所定の時間音声を録音して、音声情報を供給してもよい。例えば、撮像部150が音声情報を追加情報として画像情報に付加し、音声情報が付加された画像情報を供給してもよい。
通信部190は、音声情報が付加された画像情報を供給され、所定の宛先に音声情報が付加された画像情報を送信する。
《位置情報取得回路》
位置情報取得回路160は、シャッタ信号が供給され、位置情報を供給することができる(図1(A)参照)。
位置情報取得回路160は、例えば航法衛星システム(NSS:navigation satellite system)を用いる。具体的には、全地球測位網(GPS:Global Positioning System)から信号を受信し、解析することにより位置情報を取得する。なお、位置情報は、緯度と経度等の数値を含む。
または、位置情報取得回路160は、例えば無線LAN(Local area network)のあらかじめ指定された位置であるアクセスポイントからの信号を受信し、その種類と強度を解析することにより位置情報を取得する。
位置情報取得回路160は、取得した位置情報を供給する。
例えば、位置情報を供給された撮像部150が、追加情報として位置情報を画像情報に付加し、位置情報が付加された画像情報を供給する。通信部190は、位置情報が付加された画像情報を供給され、所定の宛先に位置情報が付加された画像情報を送信する。
これにより、使用者が防犯装置を動作させた場所の位置情報を単独でまたは犯罪が発生したときの画像を含む情報または/および救済等を要請する伝言を含む情報と共に通信網に送信して、犯罪が発生したことの立証に有用な画像情報を保全できる。その結果、新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
《通信部》
通信部190は、画像情報が供給され画像情報を通信網に送信する。通信部190は、変調器および増幅器等を有する。通信部190は、画像情報または/および位置情報を送信できればよく、利用する移動通信システムは限定されない。例えば、第3世代以降の移動通信システムを利用できる。
通信部190は、画像情報または/および位置情報を送信する宛先を記憶する記憶機構を有する。使用者は宛先を事前に登録することができ、画像情報または/および位置情報の送信先としては、例えば保護者、家族、学校、警察または/および警備会社等を設定できる。また、ソーシャルネットワークサービスに接続して、不特定多数に送信してもよい。
防犯装置100の使用者が、防犯装置100を操作して、シャッタ信号を撮像部に供給する。
シャッタ信号が供給された撮像部150は、発光素子120が射出するパルス状の光を照射する方向を撮影する。
撮像部150は、画像情報を生成し通信部190に供給する。なお、撮像部に位置情報や音声情報等が供給された場合は、画像情報に付加する。
通信部190は、画像情報を供給され、あらかじめ登録された送信先に画像情報を送信する。
なお、制御パルス信号の供給後の一連の動作を、防犯装置は速やかに自動的におこなう。これにより、画像情報の送信の暴漢等による妨害を防ぐことができる。その結果、防犯装置100が破壊や廃棄される前に一連の動作を完了できる。
または、通信部190は、位置情報が供給されてもよい。通信部190は、供給された位置情報を単独でもしくは所定の伝言等に位置情報を付加して送信してもよい。
例えば電話番号、使用者の氏名の他、文章を所定の伝言にすることができる。具体的には、使用者が子供である場合、保護者等に救済を求める文章「おかあさん、助けて」等を用いることができる。なお、通信部190は、これらの伝言を記憶する記憶回路を備える。
複数の画像情報が供給される場合、通信部190は、複数の画像情報を逐次またはまとめて送信することができる。
通信部190は、受信機能を有していてもよい。通信部190は、防犯装置100によって送信された情報を受信した者が送信する操作命令を受信することができる。これにより、情報の受取人が、防犯装置を遠隔から操作できる。
また、防犯装置100が消費する電力を抑制するために、防犯装置100は救援救助信号のみを断続的に送信してもよい。
<変形例1.>
本実施の形態の変形例では、本発明の一態様の防犯装置の構成の変形例について、図3(A)を参照しながら説明する。
図3は、本実施の形態の変形例の定電流電源140Aが定電流を開閉回路110に供給する構成を説明する図である。
本実施の形態の変形例で説明する定電流電源140Aは、交流電源を直流電源に変換するACDCコンバータを有する点が、図2(A)、(D)を参照しながら説明する定電流電源140とは異なる。ここでは構成が異なる部分について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。
《定電流電源の変形例》
定電流電源140Aは、交流電源から電力を供給され、直流電流を供給するACDCコンバータと、直流電流が供給されるDCDCコンバータと、を有する。
ACDCコンバータは、電灯線等の交流電源が供給する電力を、直流電流に変換する。
DCDCコンバータは、直流電流を供給され、定電流に変換して供給する(図3(B)参照)。
開閉回路110は、制御パルス信号および定電流を供給され、定電流パルスを供給する(図3(C)参照)。
発光素子120は、定電流パルスを供給されパルス状の光を発する。
この構成によれば、電灯線など安定した電源から常時電力を供給することができる。
<変形例2.>
本実施の形態の変形例では、本発明の一態様の防犯装置の構成の変形例について、図4を参照しながら説明する。
図4(A)は本実施の形態の変形例の防犯装置100Bの構成を説明するブロック図であり、図4(B)は本実施の形態の変形例の防犯装置100Bの外観を説明する六面図である。
なお、本実施の形態の変形例で説明する防犯装置100Bは、検知信号を供給する人感センサ回路133を有する点およびマイコン137Bが検知信号を供給される点が異なる他は、防犯装置100と同じ構成を有する。ここでは構成が異なる部分について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。
本実施の形態の変形例2で説明する防犯装置100Bは、パルス状の光を照射する方向を監視して検知信号を供給する人感センサ回路133を有し、マイコン137Bは、検知信号およびスタート信号が供給されるときに制御パルス信号および前記シャッタ信号を供給する、上記の防犯装置である。
防犯装置100Bは、使用者が光を照射しようとする方向に人がいるか否かを検知する人感センサ回路を含んで構成される。これにより、誤って人の居ない方向にパルス状の光を照射しにくくすることができる。その結果、誤操作の少ない新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
なお、人感センサをスタートスイッチ回路131に適用してもよい。人感センサが人を検知している状態で開閉器132が動作したときに、スタートスイッチ回路131がスタート信号を供給する構成とすることもできる。
《人感センサ回路》
人感センサ回路133は、人感センサを備え、例えば人感センサが供給する信号を増幅して検知信号を供給する。
人感センサ回路133に適用することができる人感センサとしては、例えば、赤外線、超音波、マイクロ波または可視光などを検知する素子を挙げることができる。
具体的には、焦電素子、フォトダイオード等を用いることができる。また、画像情報を供給するCCDカメラやCMOSカメラ等および供給される画像情報を解析する画像解析装置を用いて、人感センサを構成することもできる。
超音波の発信器および圧電素子等またはマイクロ波の発信器およびアンテナ等を組み合わせて用いることもできる。
発光素子120が光を照射する方向に人感センサの指向性が合うように、人感センサを配置する。具体的には、発光素子120に隣接して人感センサを筐体101の一の面101cに配置する。これにより、パルス状の光を照射する方向に人感センサを向けることが容易になる。
《マイコン》
マイコン137Bの記憶部MEMは、供給された検知信号をアナログ/デジタル変換するステップと、検知信号が所定の閾値を超え、且つスタート信号が供給される場合に制御パルス信号を供給するステップとを、演算部CPUに実行させるプログラムを記憶する。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の防犯装置の構成について、図5を参照しながら説明する。
図5は本発明の一態様の防犯装置100Cの構成を説明するブロック図である。
なお、本実施の形態で説明する防犯装置100Cは、定電流電源140Cが制御パルス信号を供給され定電流パルスを供給する点および開閉回路を有さない点が異なる他は、実施の形態1で説明する防犯装置100と同じ構成を有する。
本実施の形態で説明する防犯装置100Cは、筐体101と、筐体101を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器132と、開閉器132を含み、開閉器132が動作するとスタート信号を供給するスタートスイッチ回路131と、を有する。
また、防犯装置100Cは、スタート信号が供給され、制御パルス信号およびシャッタ信号を供給するマイコン137と、制御パルス信号が供給され、定電流パルスを供給する定電流電源140Cと、定電流パルスが供給され、パルス状の光を前記筐体の外側に射出する発光素子120と、を有する。
また、防犯装置100Cは、シャッタ信号が供給され、パルス状の光を照射する方向を撮影し画像情報を供給する撮像部150と、画像情報を通信網に送信する通信部190と、を有する。
上記本発明の一態様の防犯装置100Cは、筐体101を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器132と、開閉器132の動作に伴いパルス状の光を射出する発光素子120と、パルス状の光を照射する方向を撮影し、画像情報を供給する撮像部150と、画像情報を通信網に送信する通信部190と、を含んで構成される。これにより、使用者が防犯装置を用いてパルス状の光を暴漢等に照射して、犯罪の発生を防ぐことができる。または、犯罪が発生したときの画像を含む情報を通信網に送信することができる。その結果、新規な防犯装置を提供することができる。または、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
また、本実施の形態で説明する防犯装置100Cは、可変抵抗136を含み、パルス間隔変調信号を供給するパルス間隔変調回路135を有する。
<防犯装置>
以下に、定電流電源140Cの構成について説明する。
《定電流電源》
定電流電源140Cは、第1の電圧を供給する電池と、第1の電圧が供給され第1の電圧より高い第2の電圧を供給する第1のDCDCコンバータと、第2の電圧が供給され電荷を供給するコンデンサと、制御パルス信号と電荷が供給され定電流パルスを供給することができる第2のDCDCコンバータと、を有する(図5参照)。
定電流電源140Cは、第2のDCDCコンバータが制御パルス信号を供給される構成が異なる他は、実施の形態1で説明する定電流電源140と同じ構成を有する。
第2のDCDCコンバータは、制御パルス信号とコンデンサに蓄えられた電荷が供給され、例えば制御パルス信号がハイのとき、定電流パルスを供給する。
この構成によれば、コンデンサが電荷を第2のDCDCコンバータに供給する間において、第2のDCDCコンバータは定電流パルスを供給することができる。なお、コンデンサに蓄えられた電荷が所定の量を下回ると、第2のDCDCコンバータは定電流パルスを供給できなくなる。
定電流電源140Cは、少なくともマイコン137が供給する制御パルス信号の幅(例えば50ミリ秒)より長く、定電流パルスを供給することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図6および図7を参照しながら説明する。
図6は本発明の一態様の情報処理装置200の構成を説明するブロック図である。
図7は本発明の一態様の情報処理装置の外形および使用状態を説明する外観図である。図7(A)は情報処理装置200の外形を、図7(B)は情報処理装置200Bの外形を説明する図であり、図7(C)は情報処理装置200の使用状態を説明する外観図である。
本実施の形態で説明する情報処理装置200は、演算部210と入出力部220を有する。演算部210は位置情報POSIおよび画像情報IMGを供給される構成を備える。また、入出力部220は入力機構221および表示部DISPを含む出力機構222を備える。以上の構成が異なる他は、実施の形態1の変形例2で説明する防犯装置100Bと同じ構成を有する。
本実施の形態で説明する情報処理装置200は、画像情報IMG、位置情報POSIおよび操作命令INPUTが供給され、通信情報COMおよび表示情報を含む出力情報OUTPUTを供給する演算部210と、通信情報COMおよび表示情報を含む出力情報OUTPUTが供給され、画像情報IMG、位置情報POSIおよび操作命令INPUTを供給する入出力部220と、を有する(図6参照)。
また、情報処理装置200は、演算部210および入出力部220を収納する筐体201を有する(図7参照)。
そして、情報処理装置200の入出力部220は、筐体201を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器132と、開閉器132を含み開閉器132が動作するとスタート信号を供給するスタートスイッチ回路131と、を備える。
特に、スタートスイッチ回路131は、複数の開閉器が動作するときスタート信号を供給する構成が好ましい。複数の開閉器(開閉器132a、開閉器132b、開閉器132cおよび開閉器132d)は、筐体201の側面に設けられている(図7参照)。
また、情報処理装置200は、スタート信号が供給され、制御パルス信号およびシャッタ信号を供給するマイコン137と、制御パルス信号と定電流が供給され、定電流パルスを供給する開閉回路110と、定電流を供給する定電流電源140と、定電流パルスが供給されパルス状の光を筐体201の外側に射出する発光素子120と、を備える。
また、情報処理装置200は、シャッタ信号が供給され、パルス状の光を照射する方向を撮影し画像情報IMGを供給する撮像部150と、シャッタ信号が供給され、位置情報POSIを供給することができる位置情報取得回路160と、通信情報COMを通信網に送信する通信部190と、を備える。
また、情報処理装置200は、操作命令INPUTを供給する入力機構221と、表示情報を含む出力情報OUTPUTが供給され、表示情報を表示する表示部DISPと、を備える。
そして、通信部190は、画像情報IMGを通信網に送信する。
上記本発明の一態様の情報処理装置200は、筐体201を把持する手を用いて操作できるように配置される開閉器132と、開閉器132の動作に伴いパルス状の光を射出する発光素子120と、パルス状の光を照射する方向を撮影し、画像情報IMGを供給する撮像部150と、画像情報IMGを通信網に送信する通信部190と、を含んで構成される。これにより、使用者が防犯装置を用いてパルス状の光を暴漢等に照射して、犯罪の発生を防ぐことができる。または、犯罪が発生したときの画像を含む情報を通信網に送信することができる。または、写真を撮影できる。その結果、犯罪が発生したことの立証に有用な情報を保全することができる新規な情報処理装置を提供することができる。
情報処理装置200は、暴漢等に向けて光を発して威嚇するだけでなく、暴漢を撮像することができる(図7(C)参照)。これにより、犯罪の発生を未然に防ぐことができる。また、犯罪が発生した場合でも、撮影された画像により、犯人の特定を容易にする。
また、本実施の形態で説明する情報処理装置200は、可変抵抗136を含み、パルス間隔変調信号を供給するパルス間隔変調回路135を有する。
<情報処理装置>
以下に、情報処理装置200を構成する個々の要素について説明する。
なお、ここでは実施の形態1の変形例2で説明する防犯装置100Bの構成と異なる部分について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。
《演算部と入出力部》
演算部210は、画像情報IMG、位置情報POSIおよび操作命令INPUTが供給され、通信情報COMおよび表示情報を含む出力情報OUTPUTを供給する。
入出力部220は、通信情報COMおよび表示情報を含む出力情報OUTPUTが供給され、画像情報IMG、位置情報POSIおよび操作命令INPUTを供給する。
演算部210は、演算回路、演算回路に実行させるプログラムを記憶する記憶部、伝送路および入出力インターフェース等を備える。
入出力部220は、スタートスイッチ回路131、開閉器132、マイコン137、開閉回路110、発光素子120、定電流電源140、撮像部150、位置情報取得回路160、通信部190、入力機構221および出力機構222等を備える。
《入力機構》
情報処理装置200に情報を供給する機構を、入力機構221に適用できる。
例えば、情報処理装置200の使用者が情報処理装置200に操作命令を供給する機構として、マイクロフォンMIC、キーボードKBおよびタッチパネルTP等を挙げることができる。
具体的には、使用者はマイクロフォンMICを用いて音声情報を供給し、演算部210は音声情報をアナログ信号またはデジタル信号に変換して供給できる。通信部190は変換された音声情報を無線または有線で供給できる。通信網は、例えば遠隔地に音声情報を供給できる。
なお、入出力機構の使用を許可されていない使用者が入出力機構を用いた場合に、スタートスイッチ回路がスタート信号を供給する構成にしてもよい。具体的には、通信網を介して盗難された情報処理装置200の通信部190に命令を供給し、入出力機構から情報が供給されたときにスタートスイッチ回路131がスタート信号を供給する構成にしてもよい。
撮像部150が入出力機構を使用する人物の容姿を撮影し、入出力機構の使用を許可されていない人物であると認証された場合に、スタートスイッチ回路131がスタート信号を供給する構成にしてもよい。
《出力機構》
情報処理装置200の使用者が知覚できる方法で情報を供給する機構を、出力機構222に有する。
例えば、音声情報または/および画像情報を含む出力情報OUTPUTが出力機構222に供給される場合、情報処理装置200の使用者が音声情報を聴覚で取得できるように、スピーカSPを出力機構222に適用できる。また、表示情報を視覚で取得できるように、表示部DISP等を出力機構222に適用できる。
例えば、マトリクス状に複数の表示素子が配置された表示パネルを表示部DISPに適用することができる。具体的には、液晶表示パネル、有機ELパネルまたは電子ペーパー等を表示部DISPに適用することができる。
一の情報処理装置200は、他の情報処理装置が供給した音声情報を通信網から取得できる。
通信部190は通信網が供給する音声情報を取得し、音声情報を含む情報COMを供給する。演算部210は音声情報を含む出力情報OUTPUTを供給する。スピーカSPは音声情報を再生する。
これにより、情報処理装置200の使用者は、遠隔地から供給された音声情報を再生して、取得できる。これにより、情報処理装置200を携帯電話として用いることができる。
《筐体》
筐体201は平板型であり、側面に開閉器132a、開閉器132b、開閉器132cおよび開閉器132dが配置されている(図7(A))。
撮像部150および撮像部150を囲む発光素子120が、筐体201の広い面に設けられている。筐体201を用いる情報処理装置200は、例えばスマートフォンとして用いることができる。
筐体201Bはヒンジ部201Hを有し二つ折りにすることができる。また、側面に開閉器132a、開閉器132b、開閉器132cおよび開閉器132dが配置されている(図7(B))。
撮像部150および撮像部150に隣接する発光素子120が、筐体201の広い面に設けられている。筐体201Bを用いる情報処理装置200は、例えば携帯電話として用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置に用いることができる発光パネルの構成について、図8乃至図11を用いて説明する。
本発明の一態様の発光装置は、例えば、カメラのフラッシュとして用いることができる。ここで、カメラのフラッシュを小さくすると、その発光部は線状又は点状に近づく。光は光源から直進するため、一の物体が投影する影は、光源が小さいほど明瞭になる。これにより、例えば、フラッシュを用いて人の顔を暗い場所で撮影すると、鼻の影が頬に投影されてしまう場合がある。
また、フラッシュが必要以上に強い光を発することで、本来明るさの強弱がある部分が写真で白一色になってしまう場合がある(いわゆる白飛び)。一方、フラッシュの発光が弱すぎると、暗い部分が写真で黒一色になってしまう場合がある(いわゆる黒潰れ)。したがって、フラッシュは、環境や被写体の状況によって、光量の調整が可能であることが好ましい。
そこで、本発明の一態様では、発光パネルに、面光源である発光素子を用いる。例えば、有機EL素子を用いると、膜厚が薄く大面積の素子を容易に形成することができる。同じ光量を発する場合、面光源は、点光源や線光源に比べて、単位面積当たりの光量を少なくできる、又は発光時間を短くできる。これにより、単位面積当たりの発熱量を低減できる。また、発光面積が広いため放熱しやすい。したがって、発光パネルの局所的な発熱による劣化を抑制できる。無機材料を用いた発光ダイオード等を用いる場合に比べて、発光パネルの劣化が少なく、信頼性の高い発光装置を提供できる。
また、発光パネルに、有機EL素子を用いると、従来のキセノンランプなどを用いる場合に比べて発光パネルを薄く、軽量にすることができる。また、発光に伴う発熱が発光パネルの広い面積に分散されるため、効率よく放熱される。これにより、発光パネルへの蓄熱が抑制され、発光パネルの劣化が抑制される。
また、発光パネルが面光源であると、本発明の一態様の発光装置をカメラのフラッシュとして用いても被写体に影が生じにくい。
発光性の有機化合物を選択して用いることにより、白色を呈する光を発するように、発光パネルを構成できる。例えば、互いに補色の関係にある色を発する複数の発光性の有機化合物を用いることができる。または、赤色、緑色及び青色を呈する発光性の有機化合物を用いることができる。また、さまざまな発光スペクトルを多様な有機化合物から選択して用いることができる。これにより、ホワイトバランスに優れた発光装置を得ることができる。
発光性の有機化合物を用いると、無機材料を用いた発光ダイオードに比べて幅が広い発光スペクトルを得られる。幅が広い発光スペクトルを有する光は、自然光に近く、写真の撮影に好適である。
以下では、発光素子として有機EL素子を用いた発光パネルの構成例を説明する。
《発光パネルの構成例1》
図8(A)は、本発明の一態様の発光パネルを示す平面図であり、図8(B)は、図8(A)を一点鎖線A−Bで切断した断面図である。
図8(A)(B)に示す発光パネルは、支持基板401、封止基板405及び封止材407に囲まれた空間415内に、発光素子403を備える。発光素子403は、ボトムエミッション構造の有機EL素子であり、具体的には、支持基板401上に可視光を透過する第1の電極421を有し、第1の電極421上にEL層423を有し、EL層423上に可視光を反射する第2の電極425を有する。
本発明の一態様に適用する発光素子はボトムエミッション構造に限られず、例えばトップエミッション構造であってもよい。
第1の端子409aは、補助配線417及び第1の電極421と電気的に接続する。第1の電極421上には、補助配線417と重なる領域に、絶縁層419が設けられている。第1の端子409aと第2の電極425は、絶縁層419によって電気的に絶縁されている。第2の端子409bは、第2の電極425と電気的に接続する。なお、本実施の形態では、補助配線417上に第1の電極421が形成されている構成を示すが、第1の電極421上に補助配線417を形成してもよい。
支持基板401と大気との界面に光取り出し構造411aを有することが好ましい。大気と支持基板401の界面に光取り出し構造411aを設けることで、全反射の影響で大気に取り出せない光を低減し、発光パネルの光の取り出し効率を向上させることができる。
また、発光素子403と支持基板401との間に光取り出し構造411bを有することが好ましい。光取り出し構造411bが凹凸を有する場合、光取り出し構造411bと第1の電極421の間に、平坦化層413を設けることが好ましい。これによって、第1の電極421を平坦な膜とすることができ、EL層423における第1の電極421の凹凸に起因するリーク電流の発生を抑制することができる。また、平坦化層413と支持基板401との界面に、光取り出し構造411bを有するため、全反射の影響で大気に取り出せない光を低減し、発光パネルの光の取り出し効率を向上させることができる。
光取り出し構造411a及び光取り出し構造411bの材料としては、例えば、樹脂を用いることができる。また、光取り出し構造411a及び光取り出し構造411bとして、半球レンズ、マイクロレンズアレイや、凹凸構造が施されたフィルム、光拡散フィルム等を用いることもできる。例えば、支持基板401上に上記レンズやフィルムを、支持基板401又は該レンズもしくはフィルムと同程度の屈折率を有する接着剤等を用いて接着することで、光取り出し構造411a及び光取り出し構造411bを形成することができる。
平坦化層413は、光取り出し構造411bと接する面よりも、第1の電極421と接する面のほうが平坦である。平坦化層413の材料としては、透光性を有し、高屈折率である材料(例えば、屈折液等の液状物質、ガラス、樹脂等)を用いることができる。
なお、本発明の一態様の発光パネルは、光取り出し構造を設けない構成とすることもできる。その場合、可視光を反射する第2の電極を鏡として用いることができ、好ましい。
《発光パネルの構成例2》
図9(A)は、本発明の一態様の発光パネルを示す平面図であり、図10(A)(B)は、それぞれ図9(A)を一点鎖線X1−Y1で切断した断面図である。
図10(A)に示す発光パネルでは、支持基板1220上に絶縁膜1224を介して発光素子1250が設けられている。絶縁膜1224上には補助配線1206が設けられており、第1の電極1201と電気的に接続する。補助配線1206の一部は露出しており端子として機能する。第1の電極1201の端部及び導電層1210の端部は隔壁1205で覆われている。また、第1の電極1201を介して補助配線1206を覆う隔壁1205が設けられている。発光素子1250は、支持基板1220、封止基板1228、及び封止材1227により封止されている。支持基板1220の表面には光取り出し構造1209が貼り合わされている。支持基板1220及び封止基板1228に可撓性を有する基板を用いることで、可撓性を有する発光パネルを実現できる。
発光素子1250はボトムエミッション構造の有機EL素子であり、具体的には、支持基板1220上に可視光を透過する第1の電極1201を有し、第1の電極1201上にEL層1202を有し、EL層1202上に可視光を反射する第2の電極1203を有する。
図10(B)に示す発光パネルでは、図10(A)に示す発光パネルが有する支持基板1220及び光取り出し構造1209の代わりに、光取り出し構造を有する支持基板1229が設けられている。支持基板1229は支持体としての機能及び発光パネルの光の取り出し効率を向上させる機能の双方を有する。
ここで、可撓性を有する発光パネルを作製する際、可撓性を有する基板上に発光素子を形成する方法としては、例えば、可撓性を有する基板上に、発光素子を直接形成する第1の方法と、可撓性を有する基板とは異なる耐熱性の高い基板(以下、作製基板と記す)上に発光素子を形成した後、作製基板と発光素子とを剥離して、可撓性を有する基板に発光素子を転置する第2の方法と、がある。
例えば、可撓性を有する程度に薄い厚さのガラス基板のように、発光素子の作製工程でかける温度に対して耐熱性を有する基板を用いる場合には、第1の方法を用いると、工程が簡略化されるため好ましい。
また、第2の方法を適用することで、作製基板上で形成した透水性の低い絶縁膜等を、可撓性を有する基板に転置することができる。したがって、透水性が高く、耐熱性が低い有機樹脂等を、可撓性を有する基板の材料として用いても、可撓性を有し、信頼性が高い発光パネルを作製できる。
《発光パネルの構成例3》
図9(B)は、本発明の一態様の発光パネルを示す平面図であり、図11(A)(B)は、それぞれ図9(B)を一点鎖線X2−Y2で切断した断面図の一例であり、図11(C)は、図9(B)を一点鎖線X3−Y3で切断した断面図である。
図11(A)乃至(C)に示す発光パネルは、一部に開口部を有する点で、発光パネルの構成例2と異なる。ここでは相違点のみを詳細に説明し、共通点については発光パネルの構成例2の説明を参酌するものとする。
図11(A)(B)に示すように、発光パネルは、開口部において、電極やEL層が露出しないように、封止材1226を有することが好ましい。具体的には、発光パネルの一部を開口した後、露出した電極及びEL層を少なくとも覆うように封止材1226を形成すればよい。封止材1226には、封止材1227と同様の材料を用いることができ、同一の材料であっても異なる材料であってもよい。
図11(A)では、隔壁1205が形成されていない位置を開口した場合の例を示し、図11(B)では、隔壁1205が形成されている位置を開口した場合の例を示した。
このような発光パネルを作製し、開口部と重なるようにカメラのレンズを配置することで、カメラのレンズの周囲に発光部を配置できる。そして、該発光部をカメラのフラッシュとして用いることができる。
なお、基板の表面に光取出し構造を設けてもよい。
《発光パネルの材料》
本発明の一態様の発光パネルに用いることができる材料の一例を記す。
[基板]
発光素子からの光を取り出す側の基板には該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイア、有機樹脂などの材料を用いることができる。
膜厚の薄い基板を用いることで、発光パネルの軽量化、薄型化を図ることができる。さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有する発光パネルを実現できる。また、可撓性を有する発光パネルを使用しないときに折りたたんで収納することもできる。これにより、写真撮影スタジオにおいて用いることができるレフ板(board reflector)に換えて、広い面積でフラッシュ発光する照明装置として用いることができる。または、折り畳むことができる照明装置を提供することができる。
ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等を用いることができる。
可撓性及び可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、可撓性を有する程度の厚さのガラスや、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、PET等を好適に用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。このような材料を用いた基板は、重量が軽いため、該基板を用いた発光パネルも軽量にすることができる。
また、発光を取り出さない側の基板は、透光性を有していなくてもよいため、上記に挙げた基板の他に、金属材料や合金材料を用いた金属基板等を用いることもできる。金属材料や合金材料は熱伝導性が高く、封止基板全体に熱を容易に伝導できるため、発光パネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。可撓性や曲げ性を得るためには、金属基板の厚さは、10μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上50μm以下であることがより好ましい。
金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、又はアルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の合金などを好適に用いることができる。
また、導電性の基板の表面を酸化する、又は表面に絶縁膜を形成するなどにより、絶縁処理が施された基板を用いてもよい。例えば、スピンコート法やディップ法などの塗布法、電着法、蒸着法、又はスパッタリング法などを用いて絶縁膜を形成してもよいし、酸素雰囲気で放置する又は加熱するほか、陽極酸化法などによって、基板の表面に酸化膜を形成してもよい。
可撓性の基板としては、上記材料を用いた層が、発光パネルの表面を傷などから保護するハードコート層(例えば、窒化シリコン層など)や、押圧を分散可能な材質の層(例えば、アラミド樹脂層など)等と積層されて構成されていてもよい。また、水分等による発光素子の寿命の低下等を抑制するために、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等の透水性の低い絶縁膜を有していてもよい。
基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とすると、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い発光パネルとすることができる。
例えば、発光素子に近い側からガラス層、接着層、及び有機樹脂層を積層した基板を用いることができる。当該ガラス層の厚さとしては20μm以上200μm以下、好ましくは25μm以上100μm以下とする。このような厚さのガラス層は、水や酸素に対する高いバリア性と可撓性を同時に実現できる。また、有機樹脂層の厚さとしては、10μm以上200μm以下、好ましくは20μm以上50μm以下とする。このような有機樹脂層をガラス層よりも外側に設けることにより、ガラス層の割れやクラックを抑制し、機械的強度を向上させることができる。このようなガラス材料と有機樹脂の複合材料を基板に適用することにより、極めて信頼性が高いフレキシブルな発光パネルとすることができる。
[絶縁膜]
支持基板と発光素子の間に、絶縁膜を形成してもよい。絶縁膜には、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用いることができる。特に、発光素子への水分等の侵入を抑制するため、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の透水性の低い絶縁膜を用いることが好ましい。同様の目的や材料で、発光素子を覆う絶縁膜を設けてもよい。
[隔壁]
隔壁には、有機樹脂又は無機絶縁材料を用いることができる。有機樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、エポキシ樹脂、又はフェノール樹脂等を用いることができる。無機絶縁材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。隔壁の作製が容易となるため、特に感光性の樹脂を用いることが好ましい。
隔壁の形成方法は、特に限定されず、例えば、フォトリソグラフィ法、スパッタ法、蒸着法、液滴吐出法(インクジェット法等)、印刷法(スクリーン印刷、オフセット印刷等)等を用いればよい。
[補助配線]
補助配線は必ずしも設ける必要は無いが、電極の抵抗に起因する電圧降下を抑制できるため、設けることが好ましい。
補助配線の材料は、銅(Cu)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、ネオジム(Nd)、スカンジウム(Sc)、ニッケル(Ni)、から選ばれた材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成する。また、補助配線の材料としてアルミニウムを用いることもできるが、その場合には上記した腐食の問題が生じないように積層構造とし、ITOなどと接しない層にアルミニウムを用いれば良い。補助配線の膜厚は、0.1μm以上3μm以下とすることができ、好ましくは、0.1μm以上0.5μm以下である。
[封止材]
発光パネルの封止方法は限定されず、例えば、固体封止であっても中空封止であってもよい。例えば、ガラスフリットなどのガラス材料や、二液混合型の樹脂などの常温で硬化する硬化樹脂、光硬化性の樹脂、熱硬化性の樹脂などの樹脂材料を用いることができる。発光パネルは、窒素やアルゴンなどの不活性な気体で充填されていてもよく、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等の樹脂で充填されていてもよい。また、樹脂内に乾燥剤が含まれていてもよい。
[光取り出し構造]
光取り出し構造としては、半球レンズ、マイクロレンズアレイ、凹凸構造が施されたフィルム、光拡散フィルム等を用いることができる。例えば、基板上に上記レンズやフィルムを、該基板又は該レンズもしくはフィルムと同程度の屈折率を有する接着剤等を用いて接着することで、光取り出し構造を形成することができる。
本実施の形態の発光パネルは面光源であるため、発光装置に適用することで、フラッシュとして用いても被写体に影が生じにくい発光装置を提供できる。また、無機材料を用いた発光ダイオード等を用いる場合に比べて、多くの光量を発しても発光パネルの劣化が少なく、信頼性の高い発光装置を提供できる。また、キセノンランプ等を用いる場合に比べて、発光装置の小型化、薄型化が実現できる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置に用いることができる発光素子について図12を用いて説明する。
《発光素子の構成例》
図12(A)に示す発光素子は、第1の電極2201及び第2の電極2205の間にEL層2203を有する。本実施の形態では、第1の電極2201が陽極として機能し、第2の電極2205が陰極として機能する。
第1の電極2201と第2の電極2205の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層2203に第1の電極2201側から正孔が注入され、第2の電極2205側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層2203において再結合し、EL層2203に含まれる発光物質が発光する。
EL層2203は、発光物質を含む発光層2303を少なくとも有する。
また、EL層2203は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、又はバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。EL層2203には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。
図12(B)に示す発光素子は、第1の電極2201及び第2の電極2205の間にEL層2203を有し、該EL層2203では、正孔注入層2301、正孔輸送層2302、発光層2303、電子輸送層2304、及び電子注入層2305が、第1の電極2201側からこの順に積層されている。
図12(C)(D)に示す発光素子のように、第1の電極2201及び第2の電極2205の間に複数のEL層が積層されていてもよい。この場合、積層されたEL層の間には、中間層2207を設けることが好ましい。中間層2207は、電荷発生領域を少なくとも有する。
例えば、図12(C)に示す発光素子は、第1のEL層2203aと第2のEL層2203bとの間に、中間層2207を有する。また、図12(D)に示す発光素子は、EL層をn層(nは2以上の自然数)有し、各EL層の間には、中間層2207を有する。
EL層2203(m)とEL層2203(m+1)の間に設けられた中間層2207における電子と正孔の挙動について説明する。第1の電極2201と第2の電極2205の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層2207において正孔と電子が発生し、正孔は第2の電極2205側に設けられたEL層2203(m+1)へ移動し、電子は第1の電極2201側に設けられたEL層2203(m)へ移動する。EL層2203(m+1)に注入された正孔は、第2の電極2205側から注入された電子と再結合し、当該EL層2203(m+1)に含まれる発光物質が発光する。また、EL層2203(m)に注入された電子は、第1の電極2201側から注入された正孔と再結合し、当該EL層2203(m)に含まれる発光物質が発光する。よって、中間層2207において発生した正孔と電子は、それぞれ異なるEL層において発光に至る。
なお、EL層同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成される場合は、中間層を介さずにEL層同士を接して設けることができる。例えば、EL層の一方の面に電荷発生領域が形成されている場合、その面に接してEL層を設けることができる。
また、それぞれのEL層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、二つのEL層を有する発光素子において、第1のEL層の発光色と第2のEL層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。また、3つ以上のEL層を有する発光素子の場合でも同様である。
《発光素子の材料》
以下に、それぞれの層に用いることができる材料を例示する。なお、各層は、単層に限られず、二層以上積層してもよい。
〈陽極〉
陽極として機能する電極(第1の電極2201)は、導電性を有する金属、合金、導電性化合物等を一種又は複数種用いて形成することができる。特に、仕事関数の大きい(4.0eV以上)材料を用いることが好ましい。例えば、インジウムスズ酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又は金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
なお、陽極が電荷発生領域と接する場合は、仕事関数の大きさを考慮せずに、様々な導電性材料を用いることができ、例えば、アルミニウム、銀、アルミニウムを含む合金等も用いることができる。
〈陰極〉
陰極として機能する電極(第2の電極2205)は、導電性を有する金属、合金、導電性化合物などを1種又は複数種用いて形成することができる。特に、仕事関数が小さい(3.8eV以下)材料を用いることが好ましい。例えば、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素(例えば、リチウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、マグネシウム等)、これら元素を含む合金(例えば、Mg−Ag、Al−Li)、ユーロピウム、イッテルビウム等の希土類金属、これら希土類金属を含む合金、アルミニウム、銀等を用いることができる。
なお、陰極が電荷発生領域と接する場合は、仕事関数の大きさを考慮せずに、様々な導電性材料を用いることができる。例えば、ITO、珪素又は酸化珪素を含有したインジウムスズ酸化物等も用いることができる。
電極は、それぞれ、真空蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すれば良い。また、銀ペースト等を用いる場合には、塗布法やインクジェット法を用いれば良い。
〈正孔注入層2301〉
正孔注入層2301は、正孔注入性の高い物質を含む層である。
正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物や、また、フタロシアニン(略称:HPc)、銅(II)フタロシアニン(略称:CuPc)等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
また、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)などの高分子化合物や、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
また、正孔注入層2301を、電荷発生領域としても良い。陽極と接する正孔注入層2301が電荷発生領域であると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を該陽極に用いることができる。電荷発生領域を構成する材料については後述する。
〈正孔輸送層2302〉
正孔輸送層2302は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。
正孔輸送性の高い物質としては、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば良く、特に、10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB又はα−NPD)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)等の芳香族アミン化合物、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)等のカルバゾール誘導体、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)等の芳香族炭化水素化合物、PVK、PVTPA等の高分子化合物など、種々の化合物を用いることができる。
〈発光層2303〉
発光層2303は、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。
発光層2303に用いることができる蛍光性化合物としては、例えば、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、ルブレン等が挙げられる。
また、発光層2303に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(ppy))(アセチルアセトナト)ビス(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppr−Me)(acac))等の有機金属錯体が挙げられる。
なお、発光層2303は、上述した発光性の有機化合物(発光物質、ゲスト材料)を他の物質(ホスト材料)に分散させた構成としても良い。ホスト材料としては、各種のものを用いることができ、ゲスト材料よりも最低空軌道準位(LUMO準位)が高く、最高被占有軌道準位(HOMO準位)が低い物質を用いることが好ましい。
ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層2303の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
ホスト材料としては、上述の正孔輸送性の高い物質(例えば、芳香族アミン化合物やカルバゾール誘導体)や、後述の電子輸送性の高い物質(例えば、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体や、オキサゾール系配位子又はチアゾール系配位子を有する金属錯体)等を用いることができる。具体的には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)などの金属錯体、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などの複素環化合物や、CzPA、DNA、t−BuDNA、DPAnthなどの縮合芳香族化合物、NPB等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
また、ホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するためにルブレン等の結晶化を抑制する物質をさらに添加しても良い。また、ゲスト材料へのエネルギー移動をより効率良く行うためにNPB、あるいはAlq等をさらに添加しても良い。
また、発光層を複数設け、それぞれの層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、発光層を2つ有する発光素子において、第1の発光層の発光色と第2の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。また、発光層を3つ以上有する発光素子の場合でも同様である。
〈電子輸送層2304〉
電子輸送層2304は、電子輸送性の高い物質を含む層である。
電子輸送性の高い物質としては、正孔よりも電子の輸送性の高い有機化合物であれば良く、特に、10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。
電子輸送性の高い物質としては、例えば、Alq、BAlqなど、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等や、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX))、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ))などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などを用いることができる。また、TAZ、BPhen、BCPなども用いることができる。
〈電子注入層2305〉
電子注入層2305は、電子注入性の高い物質を含む層である。
電子注入性の高い物質としては、例えば、リチウム、セシウム、カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム、酸化リチウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウムのような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層2304を構成する物質を用いることもできる。
〈電荷発生領域〉
電荷発生領域は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体(アクセプター)が添加された構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体(ドナー)が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていてもよい。
正孔輸送性の高い有機化合物としては、例えば、上述の正孔輸送層に用いることができる材料が挙げられ、電子輸送性の高い有機化合物としては、例えば、上述の電子輸送層に用いることができる材料が挙げられる。
また、電子受容体としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F4−TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
また、電子供与体としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、又は元素周期表における第13族に属する金属及びその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、イッテルビウム、インジウム、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。
なお、上述したEL層2203及び中間層2207を構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置を用いた電子機器について図13乃至図15を用いて説明する。
本発明の一態様の発光装置は、デジタルスチルカメラ等のカメラのフラッシュ、撮影機能を有する携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)や携帯情報端末が備えるカメラのフラッシュ等に用いることができる。また、自転車や自動車のライト、灯台、装飾用途などのイルミネーション等に用いることができる。
図13(A)はデジタルスチルカメラの一例を示している。デジタルスチルカメラ7300は、筐体7301、レンズ7304、発光装置7310等を有する。発光装置7310には、本発明の一態様の発光装置が適用されている。発光装置7310の発光部7303は、レンズ7304を囲うように配置されている。本発明の一態様の発光装置は可撓性を有するため、湾曲させることができる。デジタルスチルカメラ7300では、非発光部7305が筐体7301の形状に沿って折り曲げられているため、発光部7303をレンズ7304の周囲に広く配置できる。これにより、フラッシュを用いて人の顔を暗い場所で撮影する場合であっても、例えば鼻の影が頬に投影されにくくすることができる。なお、発光素子を非発光部7305に同一の工程で作製して設け、動作状態を示すインジケータに用いてもよい。
図13(B)(C)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機7350の一面(表面ともいえる)を図13(B)に示し、該一面の背面(裏面ともいえる)を図13(C)に示す。
携帯電話機7350は、筐体7351、表示部7352、レンズ7354、発光装置7360等を有する。発光装置7360には、本発明の一態様の発光装置が適用されている。発光装置7360は発光部7353及び非発光部7355を有し、発光部7353は、レンズ7354を囲うように配置されている。発光部7353は、非発光時に鏡として用いる仕様であってもよい。
図14(A)は、携帯電話機7350の発光装置7360が2つの発光パネル7353a、7353bを有する変形例である。
図15に図14(A)における発光装置7360のブロック図を示す。発光装置7360は、2つの発光パネル7353a、7353b、駆動回路730、2つの定電流電源740a、740b、及び2つの制御装置750a、750bを有する。
2つの制御装置750a、750bには、携帯電話機7350の使用者が選択した条件に対応した信号や、各種センサからの検出信号が供給される。2つの制御装置750a、750bは、供給された信号に応じた制御信号をそれぞれ供給する。
定電流電源740aは、制御装置750aから供給された制御信号に応じた定電流パルスを発光パネル7353aに供給する。定電流電源740bは、制御装置750bから供給された制御信号に応じた定電流パルスを発光パネル7353bに供給する。したがって、2つの発光パネル7353a、7353bはそれぞれ独立に光量が調整される。これにより、発光装置が発する光量をより幅広い範囲で調整できるようになり、好ましい。
また、それぞれ色や色温度の異なる発光パネルを用いてもよい。例えば、2つの発光パネルの色温度が異なる場合は、それぞれの発光パネルの光量を調整することで発光装置が適切な色温度の光を発することができる。
また、駆動回路730は、実施の形態1に示したマイコン137、スタートスイッチ回路131、パルス間隔変調回路135を含み、同様の構成を適用できる。2つの発光パネル7353a、7353bは、それぞれ独立に駆動回路730から制御パルス信号が供給される。つまり、駆動回路730は、2つの発光パネル7353a、7353bに同一の制御パルス信号を供給してもよいし、異なる制御パルス信号を供給してもよい。
なお、発光装置7360が2つ以上の駆動回路を有していてもよい。また、発光装置7360が3つ以上の発光パネルを有していてもよい。また、光量の調整ができない発光パネルと組み合わせてもよい。
図15に示す構成を有する発光装置7360では、発光パネル7353a、7353bをそれぞれ独立に発光させることができる。例えば、一方の発光パネルの発光のみで十分である場合は、一方の発光パネルのみを発光させ、より多くの光量が必要なときのみ双方の発光パネルを発光させてもよい。これにより、発光装置の消費電力や発光パネルの劣化を抑制できる。
図14(B)は、自転車の一例を示している。自転車7400は、ライト7405を有する。ライト7405には、本発明の一態様の発光装置が適用されている。
図14(C)は、自動車の一例を示している。自動車7410は、ライト7415を有する。ライト7415には、本発明の一態様の発光装置が適用されている。
本発明の一態様の発光装置を自転車や自動車のライトに用いる場合、例えば、光センサを用いて周囲の明るさを検知し、周囲が十分明るいときはライトを点灯しない、周囲が十分暗いときはライトを点滅させる、周囲の明るさが不十分ではあるが光が検出できるときは、ライトを点滅させ、かつその光量を多くする、等の制御を行うことができる。このように、本発明の一態様の発光装置は、適宜最適な光量に調整して発光を行うことができるため、省電力なライトを実現できる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光パネルについて説明する。
本実施例で作製した発光パネルの平面図を図9(A)に示し、図9(A)における一点鎖線X1−Y1間の断面図を図10(B)に示す。なお、図9(A)では発光パネルの構成の一部を省略して示す。
図10(B)に示すように、本実施例の発光パネルは、光取り出し構造を有する支持基板1229上に絶縁膜1224を介して発光素子1250が設けられている。絶縁膜1224上には補助配線1206が設けられており、第1の電極1201と電気的に接続する。補助配線1206の一部は露出しており端子として機能する。第1の電極1201の端部及び導電層1210の端部は隔壁1205で覆われている。また、第1の電極1201を介して補助配線1206を覆う隔壁1205が設けられている。発光素子1250は、支持基板1229、封止基板1228、及び封止材1227により封止されている。
本実施例の発光パネルでは、支持基板1229としてポリエステル系樹脂の拡散フィルムを用い、封止基板1228として薄いガラス層及びポリエチレンテレフタレート(PET)層を有する基板を用いた。これらの基板は可撓性を有し、本実施例の発光パネルは、フレキシブルな発光パネルである。また、本実施例の発光パネルにおける発光領域の面積は56mm×42mmである。
発光素子1250はボトムエミッション構造の有機EL素子であり、具体的には、支持基板1229上に可視光を透過する第1の電極1201を有し、第1の電極1201上にEL層1202を有し、EL層1202上に可視光を反射する第2の電極1203を有する。
本実施例の発光パネルの作製方法について説明する。
まず、作製基板であるガラス基板上に、下地膜、剥離層(タングステン膜)、被剥離層をこの順で形成した。本実施例において、被剥離層は、絶縁膜1224、補助配線1206、第1の電極1201、及び隔壁1205を含む。
補助配線1206は絶縁膜1224上に計7本形成した。このとき補助配線1206のピッチが5.3mmになるように、また幅L2が322μmとなるようにした。第1の電極1201としては、珪素、インジウムおよび錫を含む金属酸化物(ITSO)膜を形成した。補助配線1206を覆う隔壁1205は、幅L1が330μmとなるように計7本形成した。
次に、仮支持基板と、第1の電極1201と、を、剥離用接着剤を用いて接着し、剥離層を用いて被剥離層を作製基板より剥離した。これにより、被剥離層は仮支持基板側に設けられる。
続いて、作製基板から剥離され、絶縁膜1224が露出した被剥離層に紫外光硬化型接着剤を用いて支持基板1229を貼り合わせた。支持基板1229としては、前述の通り、ポリエステル系樹脂の拡散フィルムを用いた。その後、仮支持基板を剥離し、支持基板1229上に第1の電極1201を露出させた。
次に、第1の電極1201上にEL層1202及び第2の電極1203を形成した。EL層1202は、第1の電極1201側から、青色の発光を呈する蛍光性化合物を含む発光層を有する第1のEL層、中間層、並びに、緑色の発光を呈する燐光性化合物を含む発光層及び赤色の発光を呈する燐光性化合物を含む発光層を有する第2のEL層がこの順で積層した。第2の電極1203には、銀を用いた。
次に、封止材1227であるゼオライトを含む光硬化性樹脂を塗布し、紫外光を照射することで硬化させた。そして、紫外光硬化型接着剤を用いて、支持基板1229と、封止基板1228である、薄いガラス層及びポリエチレンテレフタレート(PET)層を有する基板と、を貼り合わせた。
以上により得られた発光パネルの動作特性について測定を行った。このときの発光パネルの電圧−輝度特性を、図16の凡例のうち「初期」として示す。また、発光パネルの発光スペクトルを図17に示す。図17に示すように、本実施例の発光パネルは、青色の発光を呈する蛍光性化合物、緑色の発光を呈する燐光性化合物、赤色の発光を呈する燐光性化合物それぞれに由来する光がいずれも含まれる発光スペクトルを示すことがわかった。
その後、該発光パネルを用いた発光装置の信頼性試験を行った。信頼性試験としては、発光パネルを、間隔をあけて3000回又は1万回発光させた。発光1回につき、発光パネルに2Aの電流を50ミリ秒(ms)間流した。このときの発光素子の電流密度は90mA/cmに相当する。また、発光の間隔(非発光の時間)は10秒とした。
図16に、3千回発光させた後、及び1万回発光させた後の発光パネルの電圧−輝度特性を示す。
図16から、発光パネルの電圧−輝度特性は、1万回発光させた後でも、信頼性試験前とほとんど変わらず、発光パネルの劣化が見られなかった。このことから、本実施例の発光パネルの信頼性の高さが示された。
本実施例では、本発明の一態様に適用できる有機EL素子について説明する。
本実施例では、白色発光を呈する有機EL素子にどれだけ電流を流すことができるかを調べた。用いた有機EL素子の発光領域は2mm×2mmである。発光1回につき、有機EL素子に電流を50ミリ秒(ms)間流した。
この結果、有機EL素子に60mAの電流を流すことができた(電流密度1500mA/cmに相当)。しかし、68mAの電流を流す(電流密度1700mA/cmに相当)と、有機EL素子はショートした。
このことから、有機EL素子を適用した本発明の一態様の発光装置では、電流密度が1700mA/cm未満の範囲で、光量を調整することができると示唆された。このことから、無機材料を用いた発光ダイオード等に比べて、有機EL素子には大電流を流すことができると考えられる。
本実施例では、本発明の一態様の発光装置について説明する。
図18は、本発明の一態様の発光装置の構成を説明するブロック図である。
本実施例で説明する発光装置104は、開閉回路110、発光パネル120p、駆動回路130、及び定電流電源140を有し、駆動回路130はマイコン137、スタートスイッチ回路133aおよびパルス間隔変調回路135を含む。なお、各構成は上記実施の形態1の説明を参酌するものとする。
具体的には、本実施例の開閉回路110は、電流の大きさが2A、幅が50ミリ秒の定電流パルスを、発光パネル120pに0.5秒以上5秒以下の間隔で間欠的に供給する。
本実施例で作製した発光パネルの平面図を図9(B)に示し、図9(B)における一点鎖線X2−Y2間の断面図を図11(A)に示し、一点鎖線X3−Y3間の断面図を図11(C)に示す。なお、図9(B)では発光パネルの構成の一部を省略して示す。
本実施例の発光パネルは、支持基板1220上に絶縁膜1224を介して発光素子1250が設けられている。絶縁膜1224上には補助配線1206が設けられており、第1の電極1201と電気的に接続する。補助配線1206の一部は露出しており端子として機能する。第1の電極1201の端部及び導電層1210の端部は隔壁1205で覆われている。また、第1の電極1201を介して補助配線1206を覆う隔壁1205が設けられている。発光素子1250は、支持基板1220、封止基板1228、及び封止材1227により封止されている。
本実施例の発光パネルでは、支持基板1220としてポリエステル系樹脂の拡散フィルムを用い、封止基板1228として薄いガラス層及びポリエチレンテレフタレート(PET)層を有する基板を用いた。これらの基板は可撓性を有し、本実施例の発光パネルは、フレキシブルな発光パネルである。なお、本実施例の支持基板1220は、光取り出し構造を有しているといえる。
本実施例の発光パネルにおける発光領域は、50mm×52.9mmのうち、直径20mmの円形の非発光領域を除いた領域である。該非発光領域には、発光パネルの開口部を含む。該非発光領域には、補助配線1206及び第1の電極1201を有さない(図11(A)参照)。これにより、開口を設ける際に、発光素子1250の第1の電極1201や補助配線1206と第2の電極1203とが接してショートすることを防止できる。
発光素子1250はボトムエミッション構造の有機EL素子であり、具体的には、支持基板1220上に可視光を透過する第1の電極1201を有し、第1の電極1201上にEL層1202を有し、EL層1202上に可視光を反射する第2の電極1203を有する。
本実施例の発光パネルの作製方法について説明する。
まず、作製基板であるガラス基板上に、下地膜、剥離層(タングステン膜)、被剥離層をこの順で形成した。本実施例において、被剥離層は、絶縁膜1224、補助配線1206、第1の電極1201、及び隔壁1205を含む。
補助配線1206は絶縁膜1224上に計125本形成した。このとき補助配線1206のピッチが420μmになるように、また幅L2が3μmとなるようにした。第1の電極1201としては、珪素、インジウムおよび錫を含む金属酸化物(ITSO)膜を形成した。補助配線1206を覆う隔壁1205は、幅L1が6μmとなるように計125本形成した。補助配線の幅が3μmと細いため、本実施例の発光パネルは、発光時に補助配線が視認されにくい。
次に、仮支持基板と、第1の電極1201と、を、剥離用接着剤を用いて接着し、剥離層を用いて被剥離層を作製基板より剥離した。これにより、被剥離層は仮支持基板側に設けられる。
続いて、作製基板から剥離され、絶縁膜1224が露出した被剥離層に紫外光硬化型接着剤を用いて支持基板1220を貼り合わせた。支持基板1220としては、前述の通り、ポリエステル系樹脂の拡散フィルムを用いた。その後、仮支持基板を剥離し、支持基板1229上に第1の電極1201を露出させた。
次に、第1の電極1201上にEL層1202及び第2の電極1203を形成した。EL層1202は、第1の電極1201側から、青色の発光を呈する蛍光性化合物を含む発光層を有する第1のEL層、中間層、並びに、緑色の発光を呈する燐光性化合物を含む発光層及び橙色の発光を呈する燐光性化合物を含む発光層を有する第2のEL層がこの順で積層した。第2の電極1203には、銀を用いた。
次に、封止材1227であるゼオライトを含む紫外光硬化性樹脂を塗布し、紫外光を照射することで硬化させた。そして、紫外光硬化型接着剤を用いて、支持基板1220と、封止基板1228である、薄いガラス層及びポリエチレンテレフタレート(PET)層を有する基板と、を貼り合わせた。
そして、発光領域に囲まれた非発光領域に重ねて円形の開口部を設けた。本実施例では、波長が紫外領域のレーザ(UVレーザ)を用いて発光パネルの一部を開口した。開口を設ける機構としてはレーザだけでなく、パンチ等も挙げられる。パンチ等で開口する場合、発光パネルが加圧されることにより、膜剥がれ(特にEL層1202等の膜剥がれ)が生じる場合がある。レーザを用いて開口することで膜剥がれを抑制でき、信頼性の高い発光パネルを作製できるため、好ましい。
そして、開口部を設けることで露出した発光パネルの端部を、紫外光硬化型接着剤を用いて覆い、封止材1226を設けた。
以上により得られた発光パネルの動作特性について測定を行った。このときの発光パネルの電圧−輝度特性を、図19の凡例のうち「初期」として示す。また、発光パネルの発光スペクトルを図20に示す。図20に示すように、本実施例の発光パネルは、青色の発光を呈する蛍光性化合物、緑色の発光を呈する燐光性化合物、橙色の発光を呈する燐光性化合物それぞれに由来する光がいずれも含まれる発光スペクトルを示すことがわかった。
なお、発光パネル120pは、2Aの電流が供給されるとおよそ10万cd/mの輝度で発光する。
その後、該発光パネルを用いた発光装置の信頼性試験を行った。信頼性試験としては、発光パネルを、間隔をあけて5万回発光させた。発光1回につき、発光パネルに2Aの電流を50ミリ秒(ms)間流した。このときの発光素子の電流密度は87mA/cmに相当する。また、発光の間隔(非発光の時間)は0.5秒(s)とした。
図19に、5万回発光させた後の発光パネルの電圧−輝度特性を示す。
図19から、発光パネルの電圧−輝度特性は、5万回発光させた後でも、信頼性試験前とほとんど変わらず、発光パネルの劣化が見られなかった。発光パネル120pを50ミリ秒の長さ、0.5秒間隔で、5万回点滅させても、発光パネル120pが実際に点灯している時間は40分ほどに過ぎないうえ、発光に伴う発熱が発光パネルに与える影響が少ないことが示された。
本実施例で説明する発光装置104は、有機EL素子を用いた発光パネル120pを有する。これにより、発光部を面状に広げることができる。その結果、小型の発光装置を提供できる。
また、発光パネル120pは、その形態を他の発光素子(例えばLED)に比べて軽く、薄く且つ大きな面積にすることができる。これにより、発光パネルが視界に占める割合を容易に大きくすることができる。
また、およそ10万cd/mの輝度で間欠的に発光する発光パネルを直視すると、きわめて眩しく感じられる。
このような発光装置104は、例えば防犯装置に用いることができる。具体的には、暴漢に襲われた際に、発光装置104を暴漢に向けて間欠的に発光させる。これにより、暴漢が怯み犯罪を躊躇させることができる。
また、携帯カメラやカメラ付携帯電話に設けられた発光装置104は、カメラのフラッシュと防犯装置を兼ねることができる。なお、定電流電源140が供給する電流の大きさを、用途や周囲の明るさに応じて変えてもよい。具体的には、防犯装置として用いる場合の輝度をカメラのフラッシュに用いる場合の輝度以上としてもよい。
また、発光装置104を自転車等の警告灯に用いると、他の通行車両や通行人等に自らの位置を認知させることができる。これにより、事故の発生を未然に防ぐことができる。
100 防犯装置
100B 防犯装置
100C 防犯装置
101 筐体
101a 面
101b 面
101c 面
104 発光装置
110 開閉回路
120 発光素子
120p 発光パネル
130 駆動回路
131 スタートスイッチ回路
132 開閉器
132a 開閉器
132b 開閉器
132c 開閉器
132d 開閉器
132s ストラップ
132t 開閉器
133 人感センサ回路
133a スタートスイッチ回路
135 パルス間隔変調回路
136 可変抵抗
137 マイコン
137B マイコン
140 定電流電源
140A 定電流電源
140C 定電流電源
145 制御回路
150 撮像部
155 光学系
156 マイク
160 位置情報取得回路
190 通信部
200 情報処理装置
200B 情報処理装置
201 筐体
201B 筐体
201H ヒンジ部
210 演算部
220 入出力部
221 入力機構
222 出力機構
401 支持基板
403 発光素子
405 封止基板
407 封止材
409a 端子
409b 端子
411a 構造
411b 構造
413 平坦化層
415 空間
417 補助配線
419 絶縁層
421 電極
423 EL層
425 電極
730 駆動回路
740a 定電流電源
740b 定電流電源
750a 制御装置
750b 制御装置
1201 電極
1202 EL層
1203 電極
1205 隔壁
1206 補助配線
1209 構造
1210 導電層
1220 支持基板
1224 絶縁膜
1226 封止材
1227 封止材
1228 封止基板
1229 支持基板
1250 発光素子
2201 電極
2203 EL層
2203a EL層
2203b EL層
2205 電極
2207 中間層
2301 正孔注入層
2302 正孔輸送層
2303 発光層
2304 電子輸送層
2305 電子注入層
7300 デジタルスチルカメラ
7301 筐体
7303 発光部
7304 レンズ
7305 非発光部
7310 発光装置
7350 携帯電話機
7351 筐体
7352 表示部
7353 発光部
7353a 発光パネル
7353b 発光パネル
7354 レンズ
7355 非発光部
7360 発光装置
7400 自転車
7405 ライト
7410 自動車
7415 ライト
CPU 演算部
DISP 表示部

Claims (1)

  1. 筐体と、
    前記筐体の第1の面に設けられた発光パネルと、
    前記筐体の前記第1の面に設けられた撮像部と、
    画像情報を送信する通信部と、を有し、
    前記発光パネルは、パルス状の光を射出する機能を有する発光素子を有し、
    前記撮像部は、前記発光パネルの内側に位置し、且つシャッタ信号が供給されることで、前記パルス状の光が射出する方向を撮影した画像情報を供給する機能を有し、
    前記発光パネルの発光部の総面積は、15cm以上100cm以下であることを特徴とする携帯情報端末。
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