JP2005353560A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の発光パネルを配置した照明装置において、発光部からの出射光を有効に利用して隣接する発光パネル間の非発光部と対向する部分が暗くなるのを抑制する。
【解決手段】照明装置12は、出射光が等方性の発光部14と、その周囲に設けられた非発光部15とを有する発光パネル13を非発光部15同士が隣接するように複数配置して設けられている。発光パネル13は、透明な平板状の暗部解消部材21に接着剤22を介して透明基板16側において接着され、暗部解消部材21が発光パネル13の光出射側に複数の発光パネル13に対応する位置に配置されている。暗部解消部材21は、発光パネル13側の面の隣接する発光パネル13の非発光部15及びその間の部分と対応する位置に、暗部解消部材21の発光部14に対応する位置から出射する光量と、非発光部15に対応する位置から出射する光量とが同等となるようにV字状溝23が設けられている。
【選択図】 図1
【解決手段】照明装置12は、出射光が等方性の発光部14と、その周囲に設けられた非発光部15とを有する発光パネル13を非発光部15同士が隣接するように複数配置して設けられている。発光パネル13は、透明な平板状の暗部解消部材21に接着剤22を介して透明基板16側において接着され、暗部解消部材21が発光パネル13の光出射側に複数の発光パネル13に対応する位置に配置されている。暗部解消部材21は、発光パネル13側の面の隣接する発光パネル13の非発光部15及びその間の部分と対応する位置に、暗部解消部材21の発光部14に対応する位置から出射する光量と、非発光部15に対応する位置から出射する光量とが同等となるようにV字状溝23が設けられている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、照明装置に係り、詳しくはEL素子(エレクトロルミネッセンス素子)のように出射光が等方性を有する発光部と、その周囲に設けられた非発光部とを有する発光パネルを前記非発光部同士が隣接するように複数配置して設けられた照明装置に関する。
また、本発明は、照明装置に係り、詳しくはエレクトロルミネッセンス(EL)素子のように出射光が等方性を有する発光部と、非発光部とを有する発光パネルを備えた照明装置に関する。
従来、透明基板上にEL素子(エレクトロルミネッセンス素子)を備えた照明装置が提案されており、この照明装置を、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いた技術も提案されている。EL素子として大面積のものが要求されているが、EL素子は非常に薄く、EL層の厚さは数十〜数百nm程度であるため、EL層を広い面積に均一に成膜するのは難しく、歩留まりが悪くなる。
また、従来、複数の表示パネルを接合して1つの表示装置を構成する場合に、発光部を劣化させることなく、かつ隣接する表示パネルの接合部を目立たなくすることができるEL表示装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このEL表示装置は、図16に示すように、発光層60a,60bが保護層61a,61bで分離された小型パネル62a,62bの端部の上面及び下面を斜めに加工し、小型パネル62aの保護層61aの端面と、小型パネル62bの保護層61bの端面と上下のスペースに接着剤63を充填することにより小型パネル62a,62bが接合されている。小型パネル62a,62bは、接合部の画素ピッチが、他の部分の画素ピッチと同じになるように接合されている。また、小型パネル62a,62bは保護基板64に接着剤63により貼り付けられている。接着剤63には、光学的な違和感を少なくするため、可視光の波長領域でガラスの屈折率に近い光学特性を有する紫外線硬化型接着剤、高分子系接着剤等が使用されている。
また、有機EL素子において、発光層中の蛍光体から放射される光が、光取り出し側に配置された透明基板と空気との界面で全反射されて空気中へ放射されず、有効利用されないことを改善する有機EL素子が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この有機EL素子は、図17に示すように、基板65上に陽極66、正孔輸送層67、発光層68及び透明な陰極69が積層されている。そして、陰極69上に図示しない保護膜が形成されるとともに光学用接着剤を介して光の角度変換パネル70が貼付されている。角度変換パネル70には基板65と対向する面にV字溝71が形成されている。この構成では、発光層68から放射された光の中でも全反射により素子内に閉じこめられる様な角度で発光面(出射面)70aに対して傾いた光は、V字溝71のパネルと空気との界面での全反射により角度を変えられ、空気中に取り出されることになり、光の取り出し効率が向上する。
また、光の利用効率を上げて明るい画像を得ることができる有機ELパネルも提案されている(例えば、特許文献3参照。)。この有機ELパネルは、第1透明基板上に画素となる有機EL素子をマトリックス状に成膜し、この有機EL素子の有機発光膜上に第2透明基板を配置し、これらを接着層により固着した構造である。第2透明基板の第1透明基板との対向面には、画素部分を除いて格子状にV溝が形成されており、V溝の斜面には反射膜が形成されている。有機EL素子から第2透明基板に入射し、第2透明基板の側方に進む光は反射膜で反射して第2透明基板から出射される。
特開2002−297065号公報(明細書の段落[0010]〜[0012],[0033]〜[0038]、図1〜図3)
特開2003−347052号公報(明細書の段落[0010]〜[0012],[0033]〜[0038]、図1,図5,図6)
特開2003−282255号公報(明細書の段落[0036]、図1,図2)
特許文献1に記載のEL表示装置では、小型パネル62a,62bの接合部は非画素部即ち非発光部となるため、接着剤63の部分からは発光層60a,60bと対応する部分と同程度の光量で出射される必要はない。そのため、小型パネル62a,62bの接合方法として光学的には問題はない。しかし、この方法を、液晶表示装置のバックライトとして使用する照明装置用のパネルに適用した場合は次のような問題がある。例えば、発光層60a,60bから出射して小型パネル62a,62bの端面に向かった光が、斜めにカットされた各小型パネル62a,62bの端面と、接着剤63との界面で反射、吸収あるいは散乱される。また、接着剤63中を通過する光が接着剤63により吸収、散乱される。その結果、接着剤63の部分から出射する光量が他の部分より少なくなってパネル間が暗くなる。また、小型パネル62a,62bの端部を斜めに加工する際に割れが発生した場合、素子自体にも影響し当該小型パネルは使用できなくなるため歩留まりが悪くなるという問題もある。
特許文献2及び特許文献3は、有機EL素子の大画面化に関しては何ら記載されておらず、それを示唆する記載もない。また、両特許文献は、発光層からの光のうち、従来は全反射により取り出すことができなかった光を、効率よく取り出すことを目的としており、有機EL素子の非発光部と対応する部分から発光部と同等な光量を出射させて発光領域の大きな照明装置を得ることに関しても何ら記載されておらず、それを示唆する記載もない。
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、第1の目的は、出射光が等方性の複数の発光パネルを組み付けて構成された照明装置において、各発光パネルを切削加工する必要がなく、発光部からの出射光を有効に利用して隣接する発光パネル間の非発光部と対向する部分が暗くなるのを抑制することができる照明装置を提供することにある。
また、本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、第2の目的は、出射光が等方性の発光部と、非発光部とを備えた発光パネルを有する照明装置において、発光部より大きな面積の光出射部から、発光部及び非発光部に対応する位置に拘わらず、ほぼ同等の光量を出射することができる照明装置を提供することにある。
前記の第1の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、出射光が等方性の発光部と、その周囲に設けられた非発光部とを有する発光パネルを前記非発光部同士が隣接するように複数配置して設けられた照明装置である。そして、透明な材質で平板状に形成された暗部解消部材が前記発光パネルの光出射側に前記複数の発光パネルに対応する位置に配置されている。前記暗部解消部材は、前記発光パネル側の面の前記隣接する発光パネルの非発光部及びその間の部分と対応する位置に、前記暗部解消部材の前記発光部に対応する位置から出射する光量と、前記暗部解消部材の前記非発光部に対応する位置から出射する光量とが同等となるようにV字状溝が設けられている。
ここで「出射光が等方性」とは、発光部から発せられる光があらゆる方向に向かって強度が等しく放射されることを意味する。また、「透明」とは、発光部から出射する波長の光に対して透過性を有することを意味し、一般には可視光に対して透過率約70%以上を有することを意味する。また、「発光部に対応する位置から出射する光量と、非発光部に対応する位置から出射する光量とが同等」とは、前記発光部に対応する位置の輝度と非発光部に対応する位置の輝度の比が、照明装置を液晶装置のバックライトとして使用する場合は0.8以上、一般の照明装置に使用する場合は0.5以上であることを意味する。
この発明では、複数の前記発光パネルが並んだ状態で配置されているために1つの発光パネルに比べて大きい面積を照射することができる。また、各発光パネルから出射された光は、暗部解消部材を介して外部へ出射される。暗部解消部材には隣接する発光パネルの非発光部及びその間と対応する位置にV字状溝が設けられているため、各発光部から出射して暗部解消部材に入射した光の一部は、V字状溝で反射されて暗部解消部材の光出射側から出射される。その結果、各発光パネルを切削加工する必要がなく、発光部からの出射光を有効に利用して照明装置の各発光パネル間の非発光部と対応する部分が暗くなるのを抑制することができる。
請求項2に記載の発明は、出射光が等方性の発光部と、非発光部とを有する発光パネルを前記発光パネル同士が隣接するように複数配置して設けられた照明装置である。前記非発光部は、補助電極が設けられている部分であり、透明な材質で平板状に形成された暗部解消部材が前記発光パネルの光出射側に前記複数の発光パネルに対応する位置に配置されている。前記暗部解消部材は、前記発光パネル側の面の前記隣接する発光パネルの前記補助電極による前記非発光部と対応する位置に、前記暗部解消部材の前記発光部に対応する位置から出射する光量と、前記暗部解消部材の前記非発光部に対応する位置から出射する光量とが同等となるようにV字状溝が設けられている。この発明では、補助電極による非発光部に対応する部分に暗部解消部材のV字状溝が配置されているため照明装置の補助電極による非発光部と対応する部分が暗くなるのを抑制することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記V字状溝は、その開放端の幅が、前記隣接して配置された発光パネルの前記発光部間の幅より広く形成されている。V字状溝の開放端の幅が発光パネルの発光部間の幅より狭いと、照明装置の光出射側から暗部解消部材を眺めたとき、非発光部が見える状態となる。V字状溝の開放端の幅を厳密に発光パネルの発光部間の幅と同じに形成すれば非発光部は見えないが、加工が難しい。しかし、この発明では、V字状溝の開放端の幅が、発光パネルの発光部間の幅より広く形成されているため、非発光部が見えず、即ち暗部の一部が線状に見えるのを防止することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記V字状溝は、V字状溝の深さA1、V字状溝の開放端の幅A2、V字状溝の頂角α、空気の屈折率N1、暗部解消部材の屈折率N2、視野角θが、次の2式を満たすように形成されている。
A1=A2/{2tan (α/2)}…(1)
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−α/2−arcsin(N1/N2)}〕…(2)
ここで「視野角」とは、照明装置を暗部解消部材から眺めた際に、隣接する発光パネルの非発光部が見えない方向のうち最も発光パネルに近い方向と、発光パネルに垂直で暗部解消部材のV溝以外の平面の法線との成す角度を意味する。
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−α/2−arcsin(N1/N2)}〕…(2)
ここで「視野角」とは、照明装置を暗部解消部材から眺めた際に、隣接する発光パネルの非発光部が見えない方向のうち最も発光パネルに近い方向と、発光パネルに垂直で暗部解消部材のV溝以外の平面の法線との成す角度を意味する。
この発明では、V字状溝が前記(1),(2)式を満たすように形成されているため、暗部解消部材の厚さを薄くすることを優先させるのか、視野角を大きくすることを優先させるのかに対応して、適切なV字状溝の頂角α及びV字状溝の深さA1を容易に設定することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の発明において、前記V字状溝は、その傾斜面が光学研磨面又は鏡面に形成されている。従って、この発明では、V字状溝の傾斜面が光学研磨面又は鏡面に形成されていない場合に比較して、V字状溝で散乱・吸収になどによる光の減衰が少なく反射して暗部解消部材の光出射側から出射する光量が増え、発光部から出射される光を有効に利用することができる。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の発明において、前記発光部は白色発光を行い、前記暗部解消部材には前記発光パネルと対向する面の前記V字状溝の部分を除く箇所に拡散部が設けられ、前記暗部解消部材は拡散部と前記各発光パネルとの間に隙間が存在する状態に配置されている。
例えば、カラー表示の液晶表示装置のバックライト用として白色発光の発光部を使用した場合、発光部から出射される光のうち暗部解消部材に向かって真っ直ぐ進む光と、斜めに進む光とで色(波長)が異なる。その結果、V字状溝で反射されて暗部解消部材から出射される光、即ち非発光部と対応する位置から出射される光の色が、発光部と対応する位置から出射される光と異なる色となる。この発明では、暗部解消部材には発光パネルと対向する面のV字状溝以外の箇所に拡散部が設けられ、拡散部と各発光パネルとの間に隙間が存在する状態に配置されている。各発光パネルの正面、即ち暗部解消部材の厚さ方向に出射される光は色が揃った光であり、その光が拡散部で拡散されて暗部解消部材に入射されるため、V字状溝で反射される光、即ち非発光部と対応する位置から出射される光と、発光部と対応する位置から出射される光とが同じ色になる。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明において、前記拡散部は、拡散シートをその拡散面側が前記発光パネル側となるように前記暗部解消部材に光学的に一体化されている。ここで、「光学的に一体化」とは、拡散シートの拡散面が形成されている面とは反対側の面が暗部解消部材のV字状溝が形成されている側の面に接着剤や粘着材などを介して貼付されており、拡散シートと暗部解消部材との間に可及的に空気が存在しない状態を意味する。また、接着剤や粘着材に使用される材料の屈折率が暗部解消部材の屈折率と同じ又は屈折率の差が数%以内であることを意味する。この発明では、拡散部を暗部解消部材の発光パネル側の面に直接形成する場合に比較して拡散部の形成が容易になる。
請求項8に記載の発明は、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の発明において、前記暗部解消部材は、前記V字状溝が設けられた部分の前記発光パネルに対向する面と反対側の面に、前記V字状溝と向かい合うように第2のV字状溝が設けられている。この発明では、第2のV字状溝が設けられていない構成に比較して、同じ視野角の暗部解消部材においてその厚さを薄くできる。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の発明において、前記第2のV字状溝は、前記発光パネルに垂直で前記V字状溝と平行に延びるとともに前記V字状溝の最深部を通る仮想平面上に、その最深部が存在しない状態に設けられている。前記V字状溝及び第2のV字状溝の頂角の曲率半径が0.05mm以下に形成されていないと、各頂角の最深部が前記発光パネルに垂直でV字状溝と平行な仮想平面上に存在するようにV字状溝及び第2のV字状溝が形成されると、照明装置の光出射側から暗部解消部材を眺めたとき、両最深部の一致する箇所から非発光部と対応する部分の一部が暗い線状に見える状態となる。しかし、この発明では、前記V字状溝及び第2のV字状溝の最深部は、照明装置の光出射側、即ち暗部解消部材を眺めたとき一致していないため、非発光部と対応する部分の一部が暗い線状に見える状態を抑制することができる。
請求項10に記載の発明は、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の発明において、前記発光部はエレクトロルミネッセンス素子で構成されている。従って、この発明では、出射光が等方性の発光部を容易に形成あるいは入手できる。
請求項11に記載の発明は、請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の発明において、前記照明装置は液晶表示装置のバックライト用の照明装置である。従って、この発明の照明装置をバックライトに使用することにより、大きな画面の液晶表示装置において輝度むらの抑制された画面が得られる。
前記第2の目的を達成するために、請求項12に記載の発明は、発光パネルと暗部解消部材とを有する照明装置であって、前記発光パネルは、基板と該基板上に形成された面発光素子とを備えるとともに、出射光が等方性の発光部と非発光部とを有している。そして、前記暗部解消部材は、光が入射する光入射部と光が出射する光出射部とを有し、該光入射部は、前記光出射部に対して傾斜する一又は複数の傾斜面を有している。前記発光パネル側の前記非発光部と対応する位置に、前記暗部解消部材の前記発光部に対応する位置から出射する光量と、前記暗部解消部材の前記非発光部に対応する位置から出射する光量とが同等となるように、前記傾斜面が設けられている。
発光パネルは発光部と、非発光部とを備えている。暗部解消部材は、発光パネル側の面の非発光部と対応する位置に設けられた傾斜面で光が全反射することにより、発光部に対応する位置から出射する光量と、非発光部に対応する位置から出射する光量とが同等となるように光を出射する。従って、照明装置は、発光部より大きな面積の光出射部全体からほぼ同等の光量を出射することができる。
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の発明において、前記傾斜面は、前記発光パネルへの投影像の幅が、前記非発光部の幅より広く形成されている。傾斜面の前記発光パネルへの投影像の幅が、前記非発光部の幅より狭いと、照明装置の光出射側から暗部解消部材を眺めたとき、非発光部が見える状態となる。傾斜面の前記発光パネルへの投影像の幅を厳密に発光パネルの非発光部の幅と同じに形成すれば非発光部は見えないが、加工が難しい。しかし、この発明では、傾斜面の前記発光パネルへの投影像の幅が非発光部の幅より広く形成されているため、非発光部が見えず、即ち暗部の一部が線状に見えるのを防止することができる。
請求項14に記載の発明は、請求項12又は請求項13に記載の発明において、前記傾斜面は、傾斜面先端から発光パネルまでの距離a1、傾斜面の発光パネルへの投影像の幅A、傾斜面が発光パネルと垂直な面との成す角度a、空気の屈折率N1、暗部解消部材の屈折率N2、視野角θが、次の2式を満たすように形成されている。
a1=A/tan a…(21)
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−a−arcsin(N1/N2)}〕…(22)
この発明では、傾斜面が前記(21),(22)式を満たすように形成されているため、暗部解消部材の厚さを薄くすることを優先させるのか、視野角を大きくすることを優先させるのかに対応して、傾斜面が発光パネルと垂直な面との成す適切な角度a及び傾斜面先端から前記発光パネルまでの距離a1を容易に設定することができる。
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−a−arcsin(N1/N2)}〕…(22)
この発明では、傾斜面が前記(21),(22)式を満たすように形成されているため、暗部解消部材の厚さを薄くすることを優先させるのか、視野角を大きくすることを優先させるのかに対応して、傾斜面が発光パネルと垂直な面との成す適切な角度a及び傾斜面先端から前記発光パネルまでの距離a1を容易に設定することができる。
請求項15に記載の発明は、請求項12〜請求項14のいずれか一項に記載の発明において、前記傾斜面は、光学研磨面又は鏡面に形成されている。従って、この発明では、傾斜面が光学研磨面又は鏡面に形成されていない場合に比較して、傾斜面で散乱・吸収などによる光の減衰が少なく反射して暗部解消部材の光出射側から出射する光量が増え、発光部から出射される光を有効に利用することができる。
請求項16に記載の発明は、請求項12〜請求項15のいずれか一項に記載の発明において、前記光出射部は、前記光入射部に対して傾斜する一又は複数の第2の傾斜面を有し、該第2の傾斜面は、前記傾斜面に対応する位置に形成されている。この発明では、第2の傾斜面が設けられていない構成に比較して、同じ視野角の暗部解消部材においてその厚さを薄くできる。
請求項17に記載の発明は、請求項12〜請求項16のいずれか一項に記載の発明において、前記発光部は白色発光を行い、前記暗部解消部材には前記発光パネルと対向する面の前記傾斜面の部分を除く箇所に拡散部が設けられ、前記暗部解消部材は拡散部と前記各発光パネルとの間に隙間が存在する状態に配置されている。例えば、カラー表示の液晶表示装置のバックライト用として白色発光の発光部を使用した場合、発光部から出射される光のうち暗部解消部材に向かって真っ直ぐ進む光と、斜めに進む光とで色(波長)が異なる。その結果、傾斜面で反射されて暗部解消部材から出射される光、即ち非発光部と対応する位置から出射される光の色が、発光部と対応する位置から出射される光と異なる色となる。
この発明では、暗部解消部材には発光パネルと対向する面の傾斜面以外の箇所に拡散部が設けられ、拡散部と発光パネルとの間に隙間が存在する状態に配置されている。発光パネルの正面、即ち暗部解消部材の厚さ方向に出射される光は色が揃った光であり、その光が拡散部で拡散されて暗部解消部材に入射されるため、傾斜面で反射される光、即ち非発光部と対応する位置から出射される光と、発光部と対応する位置から出射される光とが同じ色になる。
請求項18に記載の発明は、請求項17に記載の発明において、前記拡散部は、拡散シートをその拡散面側が前記発光パネル側となるように前記暗部解消部材に光学的に一体化されている。この発明では、拡散部を暗部解消部材の発光パネル側の面に直接形成する場合に比較して拡散部の形成が容易になる。
請求項19に記載の発明は、請求項12〜請求項18のいずれか一項に記載の発明において、前記暗部解消部材は、傾斜の方向が異なる2つの傾斜面から構成されるV字状溝を有し、該V字状溝が前記非発光部に対応するように配置されている。従って、この発明では、非発光部が認識され難くすることができる。
請求項20に記載の発明は、請求項19に記載の発明において、前記発光パネルの端部に位置する非発光部には一つの前記傾斜面が対応し、それ以外の非発光部には前記V字状溝が対応している。従って、この発明では、傾斜面及びV字状溝で光が反射・屈折などをすることによって、発光パネルの発光部よりも大きい面積を照射することができる。
請求項21に記載の発明は、請求項12〜請求項20のいずれか一項に記載の発明において、前記非発光部は、補助電極が設けられている部分である。
請求項22に記載の発明は、請求項12〜請求項20のいずれか一項に記載の発明において、前記非発光部は、前記発光部の周囲である前記発光パネルの端部に形成されている部分である。
請求項22に記載の発明は、請求項12〜請求項20のいずれか一項に記載の発明において、前記非発光部は、前記発光部の周囲である前記発光パネルの端部に形成されている部分である。
請求項23に記載の発明は、請求項12〜請求項22のいずれか一項に記載の発明において、前記面発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子で構成されている。従って、この発明では、出射光が等方性の発光部を容易に形成あるいは入手できる。
請求項24に記載の発明は、請求項12〜請求項23のいずれか一項に記載の発明において、前記照明装置は液晶表示装置のバックライト用の照明装置である。従って、この発明の照明装置をバックライトに使用することにより、大きな画面の液晶表示装置において輝度むらの抑制された画面が得られる。
本発明によれば、出射光が等方性の複数の発光パネルを組み付けて構成された照明装置において、各発光パネルを切削加工する必要がなく、発光部からの出射光を有効に利用して隣接する発光パネル間の非発光部と対向する部分が暗くなるのを抑制することができる。
また、出射光が等方性の発光部と、非発光部とを備えた発光パネルを有する照明装置において、発光部より大きな面積の光出射部から、発光部及び非発光部に対応する位置に拘わらず、ほぼ同等の光量を出射することができる。
(第1の実施形態)
以下、本発明を液晶表示装置のバックライトとして使用される照明装置に具体化した第1の実施形態を図1〜図4に従って説明する。図1(a)は液晶表示装置の部分模式断面図、(b)は発光パネルの部分模式断面図である。図2は作用を示す模式図、図3は照明装置の部分模式平面図である。なお、模式断面図において、一部のハッチングの図示を省略している。
以下、本発明を液晶表示装置のバックライトとして使用される照明装置に具体化した第1の実施形態を図1〜図4に従って説明する。図1(a)は液晶表示装置の部分模式断面図、(b)は発光パネルの部分模式断面図である。図2は作用を示す模式図、図3は照明装置の部分模式平面図である。なお、模式断面図において、一部のハッチングの図示を省略している。
図1(a)に示すように、液晶表示装置10は、透過型の液晶パネル11と、その背面(表示面と反対側の面)側に配置される照明装置12とを備えている。照明装置12は、発光パネル13を複数備えている。発光パネル13は、出射光が等方性の発光部14と、その周囲に設けられた非発光部15とを有し、非発光部15同士が隣接するように複数配置して設けられている。発光パネル13の数は、発光パネル13の大きさ及び照明装置12の大きさに対応して設定され、発光パネル13は一列あるいは複数列に配置される。この実施形態では図3に示すように、発光パネル13は複数列に配置されている。なお、「出射光が等方性」とは、発光部14から発せられる光があらゆる方向に向かって放射されることを意味する。
図1(b)に示すように、発光パネル13は、基板としての透明基板16上に発光部14としてのエレクトロルミネッセンス素子(EL素子)が設けられている。この実施形態では透明基板16としてガラス基板が使用され、EL素子として有機EL素子が設けられている。有機EL素子は、透明基板16側から第1電極17、有機EL層18及び第2電極19が順に積層されて形成されている。有機EL素子は、有機EL層18が水分(水蒸気)及び酸素の悪影響を受けないように、保護膜20で被覆されている。この実施形態では、第1電極17が陽極を構成し、第2電極19が陰極を構成する。有機EL素子は、有機EL層18からの光が透明基板16側から取り出される(出射される)所謂ボトムエミッションタイプに構成されている。従って、第1電極17が光透過性を有し、第2電極19が光反射性を有する。第1電極17、有機EL層18、第2電極19及び保護膜20はそれぞれ公知の有機EL素子に使用される材質及び構成のものが使用されている。
透明基板16上に形成される発光部14としてのEL素子は、陽極及び陰極を外部の駆動用回路等に接続するための端子電極や電極接続線(図示せず)を必要とし、それらの端子電極や電極接続線は、EL素子が形成された透明基板16上のEL素子の周囲に設けられている。この部分は、EL素子が発光しても光が出射されないため、非発光部15となる。
図1(a)に示すように、発光パネル13は、透明な材質で平板状に形成された暗部解消部材21に接着剤22を介して透明基板16側において接着されている。即ち、暗部解消部材21が発光パネル13の光出射側に複数の発光パネル13に対応する位置に配置されている。接着剤22には、暗部解消部材21の屈折率と同じ又は近い屈折率を有する紫外線硬化型接着剤や高分子系接着剤等が使用されている。「近い屈折率」とは、屈折率の差が数%以内であることを意味する。
暗部解消部材21に使用される材料としては、透明なもので加工をすることができるものであればどのようなものを使用してもよく、例えば、アクリル、ガラス、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネイトなどが使用される。この実施形態では、透明基板16と同様のガラスで構成されている。
暗部解消部材21は、型によって作製してもよく、平板状の基板の表面に切削加工などを施すことによって作製してもよい。
暗部解消部材21は、発光パネル13側の面の隣接する発光パネル13の非発光部15及びその間の部分と対応する位置に、暗部解消部材21の発光部14に対応する位置から出射する光量と、暗部解消部材21の非発光部15に対応する位置から出射する光量とが同等となるようにV字状溝23が設けられている。
暗部解消部材21は、発光パネル13側の面の隣接する発光パネル13の非発光部15及びその間の部分と対応する位置に、暗部解消部材21の発光部14に対応する位置から出射する光量と、暗部解消部材21の非発光部15に対応する位置から出射する光量とが同等となるようにV字状溝23が設けられている。
V字状溝23は、その傾斜面23bが光学研磨面又は鏡面に形成されている。V字状溝23は、その開放端の幅A2が、隣接して配置された発光パネル13の発光部14間の幅Wより広く形成されている。即ち、暗部解消部材21のV字状溝23内に発光部14の端部が存在する状態で発光パネル13が暗部解消部材21に接着されている。V字状溝23の開放端の幅A2が発光パネル13の発光部14間の幅Wより広い割合は、暗部解消部材21の加工の許容誤差で開放端の幅A2が前記幅Wより狭くならない値に設定されている。
V字状溝23は、図4(a)に示す、V字状溝23の深さA1、V字状溝23の開放端の幅A2、V字状溝23の頂角α、空気の屈折率N1、暗部解消部材21の屈折率N2、視野角θが、次の2式を満たすように形成されている。
A1=A2/{2tan (α/2)}…(1)
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−α/2−arcsin(N1/N2)}〕…(2)
ここで「視野角」とは、照明装置を暗部解消部材から眺めた際に、隣接する発光パネルの非発光部が見えない方向のうち最も発光パネルに近い方向と、発光パネルに垂直で暗部解消部材のV溝以外部分の平面の法線との成す角度を意味する。V字状溝23の開放端の幅A2は、発光パネル13の非発光部15の幅に依存し、空気の屈折率N1は変えることができず、暗部解消部材21の屈折率N2もあまり変えることができない。従って、暗部解消部材21の厚さを薄くすることを優先させるのか、視野角を大きくすることを優先させるのかに対応して、適切なV字状溝の頂角α及びV字状溝の深さA1が設定される。
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−α/2−arcsin(N1/N2)}〕…(2)
ここで「視野角」とは、照明装置を暗部解消部材から眺めた際に、隣接する発光パネルの非発光部が見えない方向のうち最も発光パネルに近い方向と、発光パネルに垂直で暗部解消部材のV溝以外部分の平面の法線との成す角度を意味する。V字状溝23の開放端の幅A2は、発光パネル13の非発光部15の幅に依存し、空気の屈折率N1は変えることができず、暗部解消部材21の屈折率N2もあまり変えることができない。従って、暗部解消部材21の厚さを薄くすることを優先させるのか、視野角を大きくすることを優先させるのかに対応して、適切なV字状溝の頂角α及びV字状溝の深さA1が設定される。
次に前記のように構成された照明装置12の作用を説明する。
照明装置12は、図示しない駆動制御装置を介して第1電極17と第2電極19とに電圧が印加され、各発光パネル13の発光部14が発光する。発光部14からの光は、透明基板16から接着剤22を経て暗部解消部材21に入射される。発光部14は等方性のため、発光部14から出射される光の一部は透明基板16内を発光パネル13の端部側に向かって斜めに進む。そして、図2に示すように、暗部解消部材21に斜めに入射した光の一部がV字状溝23で反射して、暗部解消部材21の出射面と直交する方向へ進む。従って、隣接する各発光パネル13間の非発光部15と対応する部分からも、発光部14と対応する部分と同等の光量で出射され、照明装置12の各発光パネル13間の非発光部15と対応する部分が暗くなるのを抑制することができる。そして、暗部解消部材21の光出射面から液晶パネル11に向かって出射された光が照明装置12の照明光として有効に作用し、液晶表示装置10の使用者は液晶パネル11の表示をその照明光により視認する。
照明装置12は、図示しない駆動制御装置を介して第1電極17と第2電極19とに電圧が印加され、各発光パネル13の発光部14が発光する。発光部14からの光は、透明基板16から接着剤22を経て暗部解消部材21に入射される。発光部14は等方性のため、発光部14から出射される光の一部は透明基板16内を発光パネル13の端部側に向かって斜めに進む。そして、図2に示すように、暗部解消部材21に斜めに入射した光の一部がV字状溝23で反射して、暗部解消部材21の出射面と直交する方向へ進む。従って、隣接する各発光パネル13間の非発光部15と対応する部分からも、発光部14と対応する部分と同等の光量で出射され、照明装置12の各発光パネル13間の非発光部15と対応する部分が暗くなるのを抑制することができる。そして、暗部解消部材21の光出射面から液晶パネル11に向かって出射された光が照明装置12の照明光として有効に作用し、液晶表示装置10の使用者は液晶パネル11の表示をその照明光により視認する。
次に図4(a),(b)を参照しつつ、視野角θと暗部解消部材21の頂角αとの関係を示す前記(1),(2)式を導く手順を説明する。視野角θを決定するには、V字状溝23と直交する断面において、V字状溝23の傾斜面23bに暗部解消部材21の外側から90度の入射角で入射した光が暗部解消部材21から出射する際、暗部解消部材21の出射面に垂直な直線と前記出射光との成す角度を視野角θとすればよい。図4(a)に示すように、V字状溝23の深さをA1、V字状溝23の開放端の幅をA2、V字状溝23の頂角をαとすると次式が成り立つ。
tan (α/2)=(A2/2)/A1…(3)
また、図4(b)に示すように、V字状溝23の傾斜面23bへの入射角をθ1=90度、その屈折角をθ2、その光が暗部解消部材21から出射する際の空気層への入射角をγ1とすると、Snellの法則により、次式が成り立つ。
また、図4(b)に示すように、V字状溝23の傾斜面23bへの入射角をθ1=90度、その屈折角をθ2、その光が暗部解消部材21から出射する際の空気層への入射角をγ1とすると、Snellの法則により、次式が成り立つ。
N1sinθ=N2sin(γ1)…(4)
N2sin(θ2)=N1sin(θ1)=N1…(5)
θ2+γ1+α/2=90…(6)
従って、(3)式に基づいてV字状溝23の深さA1を表す(1)式が導かれ、(4)〜(6)式に基づいて視野角θを表す(2)式が導かれる。
N2sin(θ2)=N1sin(θ1)=N1…(5)
θ2+γ1+α/2=90…(6)
従って、(3)式に基づいてV字状溝23の深さA1を表す(1)式が導かれ、(4)〜(6)式に基づいて視野角θを表す(2)式が導かれる。
A1=(A2/2)/{tan (α/2)}=A2/{2tan (α/2)}…(1)
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−α/2−arcsin(N1/N2)}〕…(2)
例えば、V字状溝23の開放端の幅A2が2.2mmのとき、頂角αを12.5度とすると、視野角θが約82度でV字状溝23の深さA1は10.0mmになる。また、V字状溝23の開放端の幅A2が2.2mmのとき、頂角αを40度とすると、視野角θが約44度でV字状溝23の深さA1は3.0mmになる。従って、前記(1),(2)式を満たすように形成することにより、暗部解消部材21の厚さを薄くすることを優先させるのか、視野角θを大きくすることを優先させるのかに対応して、適切なV字状溝23の頂角α及びV字状溝23の深さA1を容易に設定することができる。
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−α/2−arcsin(N1/N2)}〕…(2)
例えば、V字状溝23の開放端の幅A2が2.2mmのとき、頂角αを12.5度とすると、視野角θが約82度でV字状溝23の深さA1は10.0mmになる。また、V字状溝23の開放端の幅A2が2.2mmのとき、頂角αを40度とすると、視野角θが約44度でV字状溝23の深さA1は3.0mmになる。従って、前記(1),(2)式を満たすように形成することにより、暗部解消部材21の厚さを薄くすることを優先させるのか、視野角θを大きくすることを優先させるのかに対応して、適切なV字状溝23の頂角α及びV字状溝23の深さA1を容易に設定することができる。
この実施形態では以下の効果を有する。
(1)複数の発光パネル13が並んで接合されているために、1つの発光パネル13を用いたときに比べて大きい面積を照射できる。
(1)複数の発光パネル13が並んで接合されているために、1つの発光パネル13を用いたときに比べて大きい面積を照射できる。
(2)照明装置12は、出射光が等方性の発光部14と、その周囲に設けられた非発光部15とを有する発光パネル13を非発光部15同士が隣接するように複数配置して設けられ、発光パネル13の光出射側に透明な材質で平板状に形成された暗部解消部材21が複数の発光パネル13に対応する位置に配置されている。暗部解消部材21は、発光パネル13側の面の隣接する発光パネル13の非発光部15及びその間の部分と対応する位置に、暗部解消部材21の発光部14に対応する位置から出射する光量と、暗部解消部材21の非発光部15に対応する位置から出射する光量とが同等となるようにV字状溝23が設けられている。従って、各発光パネル13を切削加工する必要がなく、発光部14からの出射光を有効に利用して照明装置12の各発光パネル13間の非発光部15と対応する部分が暗くなるのを抑制することができる。
(3)V字状溝23は、その開放端の幅A2が、隣接して配置された発光パネル13の発光部14間の幅Wより広く形成されている。従って、V字状溝23の開放端の幅A2を厳密に発光パネル13の発光部14間の幅Wと同じに形成しなくても、V字状溝23を許容誤差内で加工することで非発光部15が見えない状態、即ち暗部の一部が線状に見えるのを防止することができる。
(4)V字状溝23は、その傾斜面23bが光学研磨面又は鏡面に形成されている。従って、V字状溝23の傾斜面23bが光学研磨面又は鏡面に形成されていない場合に比較して、散乱・吸収などによる光の減衰が少なくV字状溝23で反射して暗部解消部材21の光出射側から出射する光量が増え、発光部14から出射される光を有効に利用することができる。
(5)V字状溝23は、V字状溝23の深さA1、V字状溝23の開放端の幅A2、V字状溝23の頂角α、空気の屈折率N1、暗部解消部材21の屈折率N2、視野角θが、次の2式を満たすように形成されている。
A1=A2/{2tan (α/2)}…(1)
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−α/2−arcsin(N1/N2)}〕…(2)
従って、暗部解消部材21の厚さを薄くすることを優先させるのか、視野角θを大きくすることを優先させるのかに対応して、適切なV字状溝23の頂角α及びV字状溝23の深さA1を容易に設定することができる。
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−α/2−arcsin(N1/N2)}〕…(2)
従って、暗部解消部材21の厚さを薄くすることを優先させるのか、視野角θを大きくすることを優先させるのかに対応して、適切なV字状溝23の頂角α及びV字状溝23の深さA1を容易に設定することができる。
(6)発光パネル13は接着剤22を介して暗部解消部材21に接着されている。従って、発光パネル13及び暗部解消部材21の間に屈折率が透明基板16及び暗部解消部材21に近い液体あるいはゲルを介在させた状態で発光パネル13及び暗部解消部材21を配置する構成に比較して組み付けが容易になる。
(7)発光部14はEL素子で構成されている。従って、出射光が等方性の発光部14を容易に形成又は入手できる。
(8)発光部14は有機EL素子で構成されている。従って、無機EL素子を使用する場合に比較して低電圧で駆動することができる。
(8)発光部14は有機EL素子で構成されている。従って、無機EL素子を使用する場合に比較して低電圧で駆動することができる。
(9)照明装置12は液晶表示装置10のバックライト用の照明装置である。従って、大きな画面の液晶表示装置10において輝度むらの抑制された画面が得られる。
(第2の実施形態)
次に第2の実施形態を図5に従って説明する。この実施形態では照明装置12がカラー表示用の液晶表示装置に好適に使用可能に構成されている点が前記第1の実施形態の照明装置12と異なっている。具体的には、発光部14が白色発光を行うように構成されている点と、暗部解消部材21の出射面全体から同じ色の光が出射されるように構成されている点とが前記第1の実施形態と異なっている。第1の実施形態と実質上同一部分は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図5は液晶表示装置10の部分模式断面図である。
(第2の実施形態)
次に第2の実施形態を図5に従って説明する。この実施形態では照明装置12がカラー表示用の液晶表示装置に好適に使用可能に構成されている点が前記第1の実施形態の照明装置12と異なっている。具体的には、発光部14が白色発光を行うように構成されている点と、暗部解消部材21の出射面全体から同じ色の光が出射されるように構成されている点とが前記第1の実施形態と異なっている。第1の実施形態と実質上同一部分は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図5は液晶表示装置10の部分模式断面図である。
発光部14を構成する有機EL素子の有機EL層18は白色発光を行うように構成されている。白色発光を行う構成としては、公知の構成、例えば、赤、緑、青に発光する層を平面的に微細に塗り分けて全体として白色発光とする構成、赤、緑、青に発光する層を積層して全体として白色発光とする構成、赤、緑、青の色素をホスト分子あるいは高分子中に分散させる構成等がある。
暗部解消部材21には発光パネル13と対向する面のV字状溝23の部分を除く箇所に拡散部24が設けられている。拡散部24は、暗部解消部材21のV字状溝23が形成されている側の面に拡散シート25をその拡散面25aが発光パネル13側となるように接着剤22を介して光学的に一体化されることにより構成されている。暗部解消部材21は、拡散部24と発光パネル13との間に隙間が存在する状態に配置されている。この実施形態では、発光パネル13の透明基板16の暗部解消部材21と対向する面にも、拡散シート25が、その拡散面25aが暗部解消部材21となるように接着剤22を介して貼付されている。そして、暗部解消部材21は拡散部24が発光パネル13側の拡散シート25上に載置された状態に配置されている。
次に前記のように構成された照明装置12の作用を説明する。発光部14が駆動されると、各発光部14から白色発光が出射され、拡散シート25、暗部解消部材21を経て照明装置12から出射される。発光部14から出射される光のうち暗部解消部材21に向かって真っ直ぐ進む光と、斜めに進む光とで色(波長)が異なる。従って、前記第1の実施形態のように、発光パネル13の透明基板16、接着剤22及び暗部解消部材21が同じ又は同等(数%以内)の屈折率の材質で構成されている場合は、V字状溝23で反射されて暗部解消部材21から出射される光の色が、発光部14と対応する位置から出射される光と異なる色となる。その結果、隣接する発光パネル13の非発光部15及びその間と対応する部分から出射される光の色が他の部分から出射される光の色と異なる状態となり、照明装置12をカラー表示の液晶表示装置10のバックライト用として使用した場合、画像の一部に色の不具合が生じる。
しかし、この実施形態の構成では、暗部解消部材21には発光パネル13と対向する面のV字状溝23以外の箇所に拡散部24が設けられ、拡散部24と各発光パネル13との間に隙間が存在する状態に配置されているため、発光パネル13から出射された光は、空気の層を経て暗部解消部材21に入射する。空気の屈折率は約1.0であり、透明基板16の屈折率は約1.5であるため、Snellの法則により、発光パネル13から空気層に入射する際の入射角より空気層における屈折角が大きくなる。従って、発光パネル13から空気層に大きな入射角で入射する光は、暗部解消部材21に入射し難くなり、各発光パネル13の正面、即ち暗部解消部材21の厚さ方向に出射される光が暗部解消部材21に入射され易くなる。各発光パネル13の正面に出射される光は色が揃った光である。そして、その光が拡散部24で拡散されて暗部解消部材21に入射されるため、V字状溝23で反射される光、即ち発光パネル13の非発光部15及びその間の部分と対応する位置から出射される光と、発光部14と対応する位置から出射される光とが同じ色になる。
この第2の実施形態においては、第1の実施形態の効果(1)〜(5),(7)〜(9)と同様の効果を有する他に次の効果を有する。
(10)有機EL層18は白色発光を行うように構成されている。従って、照明装置12を液晶表示装置のバックライトとして使用する場合、カラーフィルタを使用したフルカラー表示に対応できる。
(10)有機EL層18は白色発光を行うように構成されている。従って、照明装置12を液晶表示装置のバックライトとして使用する場合、カラーフィルタを使用したフルカラー表示に対応できる。
(11)暗部解消部材21には発光パネル13と対向する面のV字状溝23の部分を除く箇所に拡散部24が設けられ、暗部解消部材21は、拡散部24と発光パネル13との間に隙間が存在する状態に配置されている。従って、透明基板16内を出射面に向かって真っ直ぐに進む光の色と、斜めに進む光の色とが異なっても、V字状溝23で反射される光、即ち非発光部と対応する位置から出射される光と、発光部14と対応する位置から出射される光とが同じ色になる。その結果、照明装置12をカラー表示の液晶表示装置10のバックライト用として使用した場合、画像の一部に色の不具合が生じるのを防止することができる。
(12)拡散部24は、拡散シート25をその拡散面25a側が発光パネル13側となるように暗部解消部材21のV字状溝23が形成されている側の面に光学的に一体化されている。従って、拡散部24を暗部解消部材21の発光パネル13側の面に直接形成する場合に比較して拡散部24の形成が容易になる。
(13)発光パネル13側にも、拡散部を構成する拡散面25aが暗部解消部材21側となるように拡散シート25が貼付されている。従って、発光パネル13側に拡散シート25を設けない構成に比較して、発光パネル13から出射して暗部解消部材21に入射する光量を増やすことができる。
(第3の実施形態)
次に第3の実施形態を図6〜図8に従って説明する。この実施形態では暗部解消部材21に、その厚さを薄くするための構成が設けられている点が前記第1の実施形態と異なっており、その他の構成は第1の実施形態の照明装置12と同じである。第1の実施形態と同一部分は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図6及び図7は液晶表示装置10の部分模式断面図である。
次に第3の実施形態を図6〜図8に従って説明する。この実施形態では暗部解消部材21に、その厚さを薄くするための構成が設けられている点が前記第1の実施形態と異なっており、その他の構成は第1の実施形態の照明装置12と同じである。第1の実施形態と同一部分は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図6及び図7は液晶表示装置10の部分模式断面図である。
図6及び図7に示すように、暗部解消部材21は、V字状溝23が設けられた部分の発光パネル13に対向する面と反対側の面に、V字状溝23と向かい合うように第2のV字状溝26が設けられている。第2のV字状溝26は、図6に示すように、発光パネル13に垂直でV字状溝23と平行に延びるとともにV字状溝23の最深部23aを通る仮想平面P1上に、その最深部26aが存在する状態、あるいは図7に示すように、前記仮想平面P1上にその最深部26aが存在しない状態のいずれであってもよい。
第1の実施形態のように暗部解消部材21の発光パネル13側の面にV字状溝23を設けた構成では、開放端の幅A2、暗部解消部材21の屈折率N2の値にもよるが、視野角θを大きくすると、V字状溝23の深さA1が深く、即ち暗部解消部材21の厚さが厚くなる。その結果、発光パネル13が薄くても照明装置12全体としての厚さが厚くなるという問題がある。例えば、暗部解消部材21の屈折率N2を1.492、開放端の幅A2を2.2mm、とした場合、視野角θを約82度にすると、V字状溝23の深さA1は10mmになる。
この実施形態では暗部解消部材21のV字状溝23が形成された面と反対側の面に第2のV字状溝26が存在することにより、同じ視野角であればV字状溝23の深さA1を浅くでき、暗部解消部材21の厚さを薄くでき、暗部解消部材21の厚さが同じであれば、視野角を広くできる。
次に図8(a),(b),(c)を参照しつつ、視野角θを求めるための式を導く手順と、暗部解消部材21の厚さを設定するための式とを説明する。図8(a),(c)に示すように、暗部解消部材21の下面における関係式は第1の実施形態と同じで、(3),(5),(6)式が成り立つ。但し、(6)式においてγ1は暗部解消部材21に入射した光が暗部解消部材21の下面に対する垂線との成す角を示す。
tan (α/2)=(A2/2)/A1…(3)
N2sin(θ2)=N1sin(θ1)=N1…(5)
θ2+γ1+α/2=90…(6)
また、暗部解消部材21の上面に関しては、第2のV字状溝26の斜面26bにおける空気層への入射角をθ3、第2のV字状溝26の頂角をβ、屈折角をθ4とすると、Snellの法則により、次式が成り立つ。
N2sin(θ2)=N1sin(θ1)=N1…(5)
θ2+γ1+α/2=90…(6)
また、暗部解消部材21の上面に関しては、第2のV字状溝26の斜面26bにおける空気層への入射角をθ3、第2のV字状溝26の頂角をβ、屈折角をθ4とすると、Snellの法則により、次式が成り立つ。
N1sin(θ4)=N2sin(θ3)…(7)
また、図8(a),(b)から、入射角θ3、角γ1、出射角θ4、視野角θ、頂角β、第2のV字状溝26の深さB1及び第2のV字状溝26の開放端の幅B2との間には次式が成り立つ。
また、図8(a),(b)から、入射角θ3、角γ1、出射角θ4、視野角θ、頂角β、第2のV字状溝26の深さB1及び第2のV字状溝26の開放端の幅B2との間には次式が成り立つ。
θ3=γ1+(90−β/2)…(8)
θ=θ4−(90−β/2)…(9)
tan (90−β/2)=B1/(B2/2)=2B1/B2…(10)
また、次式の関係が成り立つように第2のV字状溝26の頂角βを設定する。
θ=θ4−(90−β/2)…(9)
tan (90−β/2)=B1/(B2/2)=2B1/B2…(10)
また、次式の関係が成り立つように第2のV字状溝26の頂角βを設定する。
tan (γ1)=(B2−A2)/(2C)…(11)
C=A1+AB+B1…(12)
従って、例えば、暗部解消部材21の頂角αの値を決めると、(3),(5),(6)式に基づいてV字状溝23の深さA1、屈折角θ2、角γ1が決定される。次に、所望の視野角θを決めると、式(7),(8),(9)から暗部解消部材21の頂角βが求められる。次に式(10),(11),(12)から第2のV字状溝26の深さB1、開放端の幅B2及び暗部解消部材21の厚さCが求められる。
C=A1+AB+B1…(12)
従って、例えば、暗部解消部材21の頂角αの値を決めると、(3),(5),(6)式に基づいてV字状溝23の深さA1、屈折角θ2、角γ1が決定される。次に、所望の視野角θを決めると、式(7),(8),(9)から暗部解消部材21の頂角βが求められる。次に式(10),(11),(12)から第2のV字状溝26の深さB1、開放端の幅B2及び暗部解消部材21の厚さCが求められる。
前記のように暗部解消部材21にV字状溝23及び第2のV字状溝26を設けることにより、暗部解消部材21の厚さが同じであれば視野角θを広くでき、視野角θが同じであれば厚さを薄くできる。この構成において、V字状溝23及び第2のV字状溝26の各頂角が頂角の曲率半径が0.05mm以下に形成されていない場合、発光パネル13に垂直でV字状溝23と平行に延びるとともにV字状溝23の最深部23aを通る仮想平面P1上に、第2のV字状溝26の最深部26aが存在するようにV字状溝23及び第2のV字状溝26が形成されると不具合が生じる場合がある。なぜならば、V字状溝23及び第2のV字状溝26の各頂角の曲率半径が0.05mm以下に形成されていない場合、各最深部23a,26aには平坦部が存在するため、照明装置12の光出射側から暗部解消部材21を眺めたとき、両最深部23a,26aの一致する箇所から非発光部と対応する部分の一部が暗い線状に見える状態となる。しかし、図7に示す構成のように、V字状溝23及び第2のV字状溝26の最深部23a,26aが、照明装置12の光出射側から暗部解消部材21を眺めたとき一致していない場合は、非発光部と対応する部分の一部が暗い線状に見える状態を抑制することができる。
この第3の実施形態においては、第1の実施形態の効果(1)〜(9)と同様の効果を有する他に次の効果を有する。
(14)暗部解消部材21は、V字状溝23が設けられた部分の発光パネル13に対向する面と反対側の面に、V字状溝23と向かい合うように第2のV字状溝26が設けられている。従って、第2のV字状溝26が設けられていない構成に比較して、同じ視野角の暗部解消部材21においてその厚さを薄くできる。
(14)暗部解消部材21は、V字状溝23が設けられた部分の発光パネル13に対向する面と反対側の面に、V字状溝23と向かい合うように第2のV字状溝26が設けられている。従って、第2のV字状溝26が設けられていない構成に比較して、同じ視野角の暗部解消部材21においてその厚さを薄くできる。
(15)第2のV字状溝26は、発光パネル13に垂直でV字状溝23と平行に延びるとともにV字状溝23の最深部23aを通る仮想平面P1上に、その最深部26aが存在しない状態に設けられている。従って、V字状溝23及び第2のV字状溝26の頂角の曲率半径が0.05mm以下に形成されていなくても、各最深部23a,26aは、照明装置12の光出射側から暗部解消部材21を眺めたときに一致していないため、非発光部と対応する部分の一部が暗い線状に見える状態を抑制することができる。
(第4の実施形態)
次に第4の実施形態を図9〜図11に従って説明する。この実施形態では発光パネルが複数個ではなく、1つのみ設けられている点が前記各実施形態と異なっている。その他の構成として、第2及び第3の実施形態と同様な構成を備えている。なお、前記実施形態と同一部分は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図9は照明装置の模式平面図、図10は照明装置の部分模式断面図である。
次に第4の実施形態を図9〜図11に従って説明する。この実施形態では発光パネルが複数個ではなく、1つのみ設けられている点が前記各実施形態と異なっている。その他の構成として、第2及び第3の実施形態と同様な構成を備えている。なお、前記実施形態と同一部分は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図9は照明装置の模式平面図、図10は照明装置の部分模式断面図である。
図9に示すように、照明装置12は1つの発光パネル13と暗部解消部材21とを備えている。第1の実施形態と同様に、発光パネル13は、基板としての透明基板16と、透明基板16上に形成された面発光素子としての有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子を備えるとともに、出射光が等方性の発光部14と非発光部15とを備えている。即ち、発光部14は、有機EL素子で構成されている。非発光部15は、この実施形態では、発光部14の周囲である発光パネル13の端部に形成されている。図10に示すように、暗部解消部材21は、発光パネル13の発光部14及び非発光部15を覆う状態で配置されている。また、暗部解消部材21は、光が入射する光入射部29と光が出射する光出射部30とを有しており、光入射部29は、光出射部30に対して傾斜する1つの傾斜面27を有している。暗部解消部材21の発光パネル13の非発光部15と対応する位置に、この実施形態では暗部解消部材21の周縁に、傾斜面27が設けられている。傾斜面27は、暗部解消部材21の発光部14に対応する位置から出射する光量と、非発光部15に対応する位置から出射する光量とが同等となるように設けられている。
傾斜面27は、光学研磨面又は鏡面に形成されている。傾斜面27は、発光パネル13への投影像の幅Aが、非発光部15の幅より広く形成されている。
発光部14は、第2の実施形態と同様に、白色発光を行う有機EL層を備えた有機EL素子で構成されている。
発光部14は、第2の実施形態と同様に、白色発光を行う有機EL層を備えた有機EL素子で構成されている。
暗部解消部材21には発光パネル13と対向する面の傾斜面27の部分を除く箇所に拡散部24が設けられている。拡散部24は、暗部解消部材21に拡散シート25を貼付することにより構成されている。発光パネル13の透明基板16の暗部解消部材21と対向する面にも、拡散シート25が貼付されている。
図11は視野角θ、傾斜面27、暗部解消部材21の厚さC等の関係を示す模式図である。なお、図11では、図示の都合上、拡散部24等を省略している。傾斜面27は、図11に示す、傾斜面27先端から発光パネル13までの距離a1、傾斜面27の発光パネル13への投影像の幅A、傾斜面27が発光パネル13と垂直な面P2との成す角度a、空気の屈折率N1、暗部解消部材の屈折率N2、視野角θが、次の2式を満たすように形成されている。
a1=A/tan a…(21)
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−a−arcsin(N1/N2)}〕…(22)
また、暗部解消部材21の光出射部30には、光入射部29に対して傾斜する第2の傾斜面28が設けられており、第2の傾斜面28は、傾斜面27に対応する位置に形成されている。
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−a−arcsin(N1/N2)}〕…(22)
また、暗部解消部材21の光出射部30には、光入射部29に対して傾斜する第2の傾斜面28が設けられており、第2の傾斜面28は、傾斜面27に対応する位置に形成されている。
暗部解消部材21の光入射部29に傾斜面27を設けた構成では、投影像の幅A、暗部解消部材21の屈折率N2の値にもよるが、視野角θを大きくすると、傾斜面27先端から発光パネル13までの距離a1が大きく、即ち暗部解消部材21の厚さCが厚くなる。その結果、発光パネル13が薄くても照明装置12全体としての厚さが厚くなるという問題がある。例えば、暗部解消部材21の屈折率N2を1.492、投影像の幅Aを2.2mm、とした場合、視野角θを約82度にすると、前記距離a1は10mmになる。
この実施形態では暗部解消部材21の光出射部30に第2の傾斜面28が存在することにより、同じ視野角であれば前記距離a1を短くでき、暗部解消部材21の厚さCを薄くでき、暗部解消部材21の厚さが同じであれば、視野角を広くできる。
次に図11を参照しつつ、視野角θを求めるための式と、暗部解消部材21の厚さCを設定するための式とを説明する。この実施形態では、V字状溝23の深さA1に代えて距離a1、V字状溝23の開放端の幅A2の1/2に代えて投影像の幅A、V字状溝23の頂角αの1/2に代えて傾斜面27が発光パネル13と垂直な面との成す角度aを使用することにより、第1の実施形態の(3),(5)式に代えて、(23),(24)式が成り立つ。但し、(24)式においてγ1は暗部解消部材21に入射した光が暗部解消部材21の下面に対する垂線との成す角を示す。
tan a=A/a1…(23)
θ2+γ1+a=90…(24)
また、暗部解消部材21の上面に関しては、第2の傾斜面28における空気層への入射角をθ3、第2の傾斜面28が発光パネル13と垂直な面P2との成す角度をb、出射角(屈折角)をθ4とすると、Snellの法則により、次式が成り立つ。
θ2+γ1+a=90…(24)
また、暗部解消部材21の上面に関しては、第2の傾斜面28における空気層への入射角をθ3、第2の傾斜面28が発光パネル13と垂直な面P2との成す角度をb、出射角(屈折角)をθ4とすると、Snellの法則により、次式が成り立つ。
N1sin(θ4)=N2sin(θ3)…(25)
また、入射角θ3、角γ1、出射角θ4、視野角θ、角度b、第2の傾斜面28先端から出射面を含む平面までの距離b1及び出射面を含む平面への第2の傾斜面28の投影像の幅Bとの間には次式が成り立つ。
また、入射角θ3、角γ1、出射角θ4、視野角θ、角度b、第2の傾斜面28先端から出射面を含む平面までの距離b1及び出射面を含む平面への第2の傾斜面28の投影像の幅Bとの間には次式が成り立つ。
θ3=γ1+(90−b)…(26)
θ=θ4−(90−b)…(27)
tan (90−b)=b1/B…(28)
また、次式の関係が成り立つように、即ち、図11において、傾斜面27の基端27bから角γ1となるように暗部解消部材21に入射した光が、第2の傾斜面28の基端から出射するように第2の傾斜面28が発光パネル13と垂直な面P2との成す角度bを設定する。
θ=θ4−(90−b)…(27)
tan (90−b)=b1/B…(28)
また、次式の関係が成り立つように、即ち、図11において、傾斜面27の基端27bから角γ1となるように暗部解消部材21に入射した光が、第2の傾斜面28の基端から出射するように第2の傾斜面28が発光パネル13と垂直な面P2との成す角度bを設定する。
tan (γ1)=(B−A)/C…(29)
C=a1+b1…(30)
この第4の実施形態では、第1の実施形態の効果(8)、(9)、第2の実施形態の効果(10),(12),(13)と同様の効果を有する他に次の効果を有する。
C=a1+b1…(30)
この第4の実施形態では、第1の実施形態の効果(8)、(9)、第2の実施形態の効果(10),(12),(13)と同様の効果を有する他に次の効果を有する。
(16)照明装置12は、発光パネル13と暗部解消部材21とを備えており、発光パネル13は、透明基板16と透明基板16上に形成された有機EL素子とを備えるとともに、光が等方性の発光部14と非発光部15とを有している。暗部解消部材21は、光が入射する光入射部29と光が出射する光出射部30とを有し、光入射部29は、光出射部30に対して傾斜する一つの傾斜面27を有している。そして、発光パネル13の非発光部15と対応する位置に、暗部解消部材21の発光部14に対応する位置から出射する光量と、暗部解消部材21の非発光部15に対応する位置から出射する光量とが同等となるように、傾斜面27が設けられている。従って、発光部14より大きな面積の光出射部30全体からほぼ同等の光量を出射することができる。
(17)暗部解消部材21の光入射部29の傾斜面27以外の箇所に拡散部24が設けられ、拡散部24と発光パネル13との間に隙間が存在する状態に配置されている。発光パネル13の正面、即ち暗部解消部材21の厚さ方向に出射される光は色が揃った光であり、その光が拡散部24で拡散されて暗部解消部材21に入射されるため、傾斜面27で反射される光、即ち非発光部15と対応する位置から出射される光と、発光部14と対応する位置から出射される光とが同じ色になる。
(18)傾斜面27は、発光パネル13への投影像の幅Aが、非発光部の幅より広く形成されている。傾斜面27の発光パネル13への投影像の幅Aが、非発光部15の幅より狭いと、照明装置12の光出射側から暗部解消部材21を眺めたとき、非発光部15が見える状態となる。傾斜面27の発光パネル13への投影像の幅Aを厳密に発光パネル13の非発光部15の幅と同じに形成すれば非発光部15は見えないが、加工が難しい。しかし、この実施形態では、傾斜面27の発光パネル13への投影像の幅Aが非発光部15の幅より広く形成されているため、非発光部15が見えず、即ち暗部の一部が線状に見えるのを防止することができる。
(19)傾斜面27が前記(21),(22)式を満たすように形成されているため、暗部解消部材21の厚さを薄くすることを優先させるのか、視野角を大きくすることを優先させるのかに対応して、傾斜面27の発光パネル13と垂直な面P2との成す適切な角度a及び傾斜面先端から発光パネル13までの距離a1を容易に設定することができる。
(20)傾斜面27は、光学研磨面又は鏡面に形成されている。従って、傾斜面27が光学研磨面又は鏡面に形成されていない場合に比較して、傾斜面27で散乱・吸収などによる光の減衰が少なく反射して暗部解消部材21の光出射部30から出射する光量が増え、発光部14から出射される光を有効に利用することができる。
(21)暗部解消部材21の光出射部30は、光入射部29に対して傾斜する一つの第2の傾斜面28を有し、第2の傾斜面28は、傾斜面27に対応する位置に形成されている。従って、第2の傾斜面28が設けられていない構成に比較して、同じ視野角の暗部解消部材21においてその厚さを薄くできる。
(第5の実施形態)
次に第5の実施形態を図12及び図13に従って説明する。この実施形態では、補助電極が形成されている部分に非発光部35が形成されている点が前記第1〜第4の実施形態と異なっている。その他の構成は基本的に各実施形態と同様であり、同一部分は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図12は発光パネル13の模式平面図、図13は照明装置の部分模式断面図である。
次に第5の実施形態を図12及び図13に従って説明する。この実施形態では、補助電極が形成されている部分に非発光部35が形成されている点が前記第1〜第4の実施形態と異なっている。その他の構成は基本的に各実施形態と同様であり、同一部分は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図12は発光パネル13の模式平面図、図13は照明装置の部分模式断面図である。
発光部14は有機エレクトロルミネッセンス素子で構成され、透明基板16側に透明電極からなる第1電極17が設けられ、透明電極としてITO(インジウム錫酸化物)やZnO(酸化亜鉛)等が用いられている。透明電極は電気抵抗値が十分低くないため、接続端子(図示せず)から近い部分と遠い部分とで電気抵抗値の差が大きくなり、有機EL層18を流れる電流値についても差が大きくなる。透明電極の面積が広くなると、有機EL層18を流れる電流値の場所による差が大きくなり、有機EL素子の発光輝度はその電流値に影響されるため、発光輝度にむらが発生する。この輝度むらを抑制するため、透明電極である第1電極17上に補助電極31が設けられている。
補助電極31は透明基板16上に形成され、補助電極31を覆うように第1電極17が形成されている。補助電極31は第1電極17と電気的に接続されている。補助電極31は第1電極17より低抵抗であり、例えばアルミニウムなどの金属又は金属合金などが使用できる。補助電極31は不透明であるため、補助電極31と対応する部分も非発光部35を構成する。図13に示すように、暗部解消部材21は、傾斜の方向が異なる2つの傾斜面32,33から構成されるV字状溝34を有し、V字状溝34が補助電極による非発光部35に対応するように配置されている。
透明電極は、金属電極に比較して体積抵抗率が高い材料によって構成されるため、補助電極31を設けずに、発光部14の面積が大きくなると、有機EL層を流れる電流密度のばらつきが場所によって大きくなり易く、輝度むらが発生し易くなる。しかし、この実施形態では透明電極と電気的に接続された状態で、補助電極31が設けられている。従って、発光部14の位置による電流密度のばらつきが小さくなり、発光部全体としての輝度むらが抑制される。
補助電極31は不透明なため、補助電極31を設けただけでは、補助電極31と対応する部分の出射面が暗くなる。しかし、暗部解消部材21には、補助電極31と対応する部分にV字状溝34が設けられているため、発光部14に対応する位置から出射する光量と、非発光部35に対応する位置から出射する光量とが同等となるように光が出射される。
従って、この実施形態では、次の効果を有する。
(22)透明電極からなる第1電極と電気的に接続するように補助電極31が形成されている。従って、補助電極31が形成されていない場合と比べて照明装置12全体の輝度むらが抑制される。
(22)透明電極からなる第1電極と電気的に接続するように補助電極31が形成されている。従って、補助電極31が形成されていない場合と比べて照明装置12全体の輝度むらが抑制される。
(23)暗部解消部材21は、傾斜の方向が異なる2つの傾斜面32,33から構成されるV字状溝34を有し、V字状溝34が補助電極31による非発光部35に対応するように配置されている。従って、この発明では、補助電極31による非発光部35を認識し難くすることができる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○ 第2の実施形態ように、暗部解消部材21の発光パネル13と対向する面のV字状溝23の部分を除く箇所に設けられる拡散部24を、拡散シート25の貼付により形成する代わりに、図14に示すように、暗部解消部材21の発光パネル13側の面に直接形成してもよい。また、第4の実施形態の場合も同様にして拡散部24を設けてもよい。
○ 第2の実施形態ように、暗部解消部材21の発光パネル13と対向する面のV字状溝23の部分を除く箇所に設けられる拡散部24を、拡散シート25の貼付により形成する代わりに、図14に示すように、暗部解消部材21の発光パネル13側の面に直接形成してもよい。また、第4の実施形態の場合も同様にして拡散部24を設けてもよい。
○ 第2の実施形態及び第4の実施形態において、発光パネル13側に設けられた拡散シート25を省略してもよい。
○ 第2の実施形態及び第4の実施形態において、拡散部24を備えた暗部解消部材21を発光パネル13上に載置する構成に代えて、暗部解消部材21を拡散部24が発光パネル13から完全に浮いた状態に配置してもよい。
○ 第2の実施形態及び第4の実施形態において、拡散部24を備えた暗部解消部材21を発光パネル13上に載置する構成に代えて、暗部解消部材21を拡散部24が発光パネル13から完全に浮いた状態に配置してもよい。
○ 透明基板16及び暗部解消部材21の材質はガラスに限らず、透明であればよく、例えば、樹脂等であってもよい。
○ 第3の実施形態の構成、即ち暗部解消部材21に第2のV字状溝26を設ける構成を第2の実施形態及び第5の実施形態の構成に適用してもよい。即ち、第2の実施形態及び第5の実施形態において、暗部解消部材21のV字状溝23,34と対応する箇所に第2のV字状溝26を設ける。
○ 第3の実施形態の構成、即ち暗部解消部材21に第2のV字状溝26を設ける構成を第2の実施形態及び第5の実施形態の構成に適用してもよい。即ち、第2の実施形態及び第5の実施形態において、暗部解消部材21のV字状溝23,34と対応する箇所に第2のV字状溝26を設ける。
○ 発光部14を構成する有機EL素子は透明基板16側から光を出射する構成に限らず、図15(a)に示すように、透明基板16と反対側から光を出射する所謂トップエミッション型の有機EL素子を使用してもよい。発光パネル13は透明基板16側が発光部14を挟んで暗部解消部材21と反対側となるように配置される。有機EL素子は、第2電極19が透明電極で構成され、第1電極17は透明電極で構成されても不透明な電極で構成されてもよい。また、基板は透明基板16に限らず、不透明な基板であってもよい。トップエミッション型の有機EL素子を使用した場合は、有機EL素子が暗部解消部材21と対向するように設けられるため、有機EL素子を傷つけないように組み付ける必要がある。
○ 第4の実施形態のように、1個の発光パネル13を備えた照明装置12において、第1の実施形態のように拡散部24を設けない構成や第2のV字状溝26を設けない構成としてもよい。
○ 第5の実施形態のように、補助電極31を設ける構成において、補助電極31の数や配置は発光部の面積等に応じて適宜変更してもよい。例えば、補助電極31を複数設けたり、発光部14を分割せずに発光部14の中間位置まで補助電極31が延びるように配置してもよい。
○ 第5の実施形態では、補助電極31は透明基板16上に形成されていたが透明電極である第1電極17上に形成されていてもよい。即ち、透明基板16上に第1電極17、補助電極31、有機EL層18及び第2電極19が順に形成されていてもよい。
○ 補助電極31が設けられた発光パネル13は、第1〜第3の実施形態のように複数の発光パネル13を備えた照明装置12に使用してもよい。この場合、補助電極31による非発光部35に対応する部分に暗部解消部材21のV字状溝23,34が形成されることによって補助電極31による非発光部35を認識し難くすることができる。
○ 第5の実施形態では補助電極31による非発光部35部分にのみ暗部解消部材21のV字状溝34が対応する位置に配置されていたがこれに限らず、発光パネル13の発光部14の周囲に形成される端部に位置する非発光部15には傾斜面27が対応し、補助電極31による非発光部35部分には暗部解消部材21のV字状溝34が形成されていてもよい。また、非発光部15に対応する位置に形成される暗部解消部材21の傾斜面は第2の傾斜面28を設けてもよい。
○ 有機EL層18は白色発光を行うような構成に限らず、例えば、赤や緑や青や黄色などの単色光若しくは、その組み合わせを発光する構成としてもよい。
○ 発光部14を構成するEL素子として有機EL素子に代えて無機EL素子を用いてもよい。
○ 発光部14を構成するEL素子として有機EL素子に代えて無機EL素子を用いてもよい。
○ 発光部14は出射光が等方性を有していればよく、EL素子以外の発光部であってもよい。
○ 照明装置12はバックライト用に限らず、他の照明装置やディスプレイ装置の発光源として使用してもよい。
○ 照明装置12はバックライト用に限らず、他の照明装置やディスプレイ装置の発光源として使用してもよい。
以下の技術的思想は(発明)は前記実施形態から把握できる。
(1)請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の発明において、前記暗部解消部材は屈折率の差が小さな透明な接着剤を介して発光パネルに接合されている。
(1)請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の発明において、前記暗部解消部材は屈折率の差が小さな透明な接着剤を介して発光パネルに接合されている。
(2)請求項7又は請求項18に記載の発明において、前記拡散部は前記暗部解消部材の前記発光パネル側の面に直接形成されている。
(3)請求項7、請求項18及び前記技術的思想(2)のいずれか一項に記載の発明において、前記発光パネル側にも拡散面が前記暗部解消部材側となるように拡散シートが設けられている。
(3)請求項7、請求項18及び前記技術的思想(2)のいずれか一項に記載の発明において、前記発光パネル側にも拡散面が前記暗部解消部材側となるように拡散シートが設けられている。
(4)請求項11に記載の発明において、前記EL素子は、有機EL素子である。
(5)前記技術的思想(4)に記載の発明において、前記有機EL素子は、白色発光を行うように構成されている。
(5)前記技術的思想(4)に記載の発明において、前記有機EL素子は、白色発光を行うように構成されている。
(6)前記技術的思想(4)に記載の発明において、前記有機EL素子は、可視領域の一部にのみ発光スペクトルを有する。
(7)前記技術的思想(4)に記載の発明において、前記有機EL素子はボトムエミッション型の有機EL素子である。
(7)前記技術的思想(4)に記載の発明において、前記有機EL素子はボトムエミッション型の有機EL素子である。
(8)請求項11又は請求項24に記載の照明装置を備えた液晶表示装置。
A,B,W,A2,B2…幅、a1,b1…距離、P1…仮想平面、P2…面、10…液晶表示装置、12…照明装置、13…発光パネル、14…発光部、15,35…非発光部、16…基板としての透明基板、21…暗部解消部材、23,34…V字状溝、23a,26a…最深部、23b,27,32,33…傾斜面、24…拡散部、25…拡散シート、25a…拡散面、26…第2のV字状溝、28…第2の傾斜面、29…暗部解消部材の光入射部、30・・・暗部解消部材の光出射部、31・・・補助電極。
Claims (24)
- 出射光が等方性の発光部と、その周囲に設けられた非発光部とを有する発光パネルを前記非発光部同士が隣接するように複数配置して設けられた照明装置であって、
透明な材質で平板状に形成された暗部解消部材が前記発光パネルの光出射側に前記複数の発光パネルに対応する位置に配置され、前記暗部解消部材は、前記発光パネル側の面の前記隣接する発光パネルの非発光部及びその間の部分と対応する位置に、前記暗部解消部材の前記発光部に対応する位置から出射する光量と、前記暗部解消部材の前記非発光部に対応する位置から出射する光量とが同等となるようにV字状溝が設けられていることを特徴とする照明装置。 - 出射光が等方性の発光部と、非発光部とを有する発光パネルを該発光パネル同士が隣接するように複数配置して設けられた照明装置であって、
前記非発光部は、補助電極が設けられている部分であり、
透明な材質で平板状に形成された暗部解消部材が前記発光パネルの光出射側に前記複数の発光パネルに対応する位置に配置され、前記暗部解消部材は、前記発光パネル側の面の前記隣接する発光パネルの前記補助電極による前記非発光部と対応する位置に、前記暗部解消部材の前記発光部に対応する位置から出射する光量と、前記暗部解消部材の前記非発光部に対応する位置から出射する光量とが同等となるようにV字状溝が設けられていることを特徴とする照明装置。 - 前記V字状溝は、その開放端の幅が、前記隣接して配置された発光パネルの前記発光部間の幅より広く形成されている請求項1又は請求項2に記載の照明装置。
- 前記V字状溝は、V字状溝の深さA1、V字状溝の開放端の幅A2、V字状溝の頂角α、空気の屈折率N1、暗部解消部材の屈折率N2、視野角θが、次の2式を満たすように形成されている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の照明装置。
A1=A2/{2tan (α/2)}…(1)
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−α/2−arcsin(N1/N2)}〕…(2) - 前記V字状溝は、その傾斜面が光学研磨面又は鏡面に形成されている請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記発光部は白色発光を行い、前記暗部解消部材には前記発光パネルと対向する面の前記V字状溝の部分を除く箇所に拡散部が設けられ、前記暗部解消部材は拡散部と前記各発光パネルとの間に隙間が存在する状態に配置されている請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記拡散部は、拡散シートをその拡散面側が前記発光パネル側となるように前記暗部解消部材に光学的に一体化されている請求項6に記載の照明装置。
- 前記暗部解消部材は、前記V字状溝が設けられた部分の前記発光パネルに対向する面と反対側の面に、前記V字状溝と向かい合うように第2のV字状溝が設けられている請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記第2のV字状溝は、前記発光パネルに垂直で前記V字状溝と平行に延びるとともに前記V字状溝の最深部を通る仮想平面上に、その最深部が存在しない状態に設けられている請求項8に記載の照明装置。
- 前記発光部はエレクトロルミネッセンス素子で構成されている請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記照明装置は液晶表示装置のバックライト用の照明装置である請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の照明装置。
- 発光パネルと暗部解消部材とを有する照明装置であって、
前記発光パネルは、基板と該基板上に形成された面発光素子とを備えるとともに、出射光が等方性の発光部と非発光部とを有し、
前記暗部解消部材は、光が入射する光入射部と光が出射する光出射部とを有し、該光入射部は、前記光出射部に対して傾斜する一又は複数の傾斜面を有しており、
前記発光パネルの前記非発光部と対応する位置に、前記暗部解消部材の前記発光部に対応する位置から出射する光量と、前記暗部解消部材の前記非発光部に対応する位置から出射する光量とが同等となるように、前記傾斜面が設けられていることを特徴とする照明装置。 - 前記傾斜面は、前記発光パネルへの投影像の幅が、前記非発光部の幅より広く形成されている請求項12に記載の照明装置。
- 前記傾斜面は、傾斜面先端から発光パネルまでの距離a1、傾斜面の発光パネルへの投影像の幅A、傾斜面が発光パネルと垂直な面との成す角度a、空気の屈折率N1、暗部解消部材の屈折率N2、視野角θが、次の2式を満たすように形成されている請求項12又は請求項13に記載の照明装置。
a1=A/tan a…(21)
θ=arcsin〔(N2/N1)sin {90−a−arcsin(N1/N2)}〕…(22) - 前記傾斜面は、光学研磨面又は鏡面に形成されている請求項12〜請求項14のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記光出射部は、前記光入射部に対して傾斜する一又は複数の第2の傾斜面を有し、該第2の傾斜面は、前記傾斜面に対応する位置に形成されている請求項12〜請求項15のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記発光部は白色発光を行い、前記暗部解消部材には前記発光パネルと対向する面の前記傾斜面の部分を除く箇所に拡散部が設けられ、前記暗部解消部材は拡散部と前記各発光パネルとの間に隙間が存在する状態に配置されている請求項12〜請求項16のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記拡散部は、拡散シートをその拡散面側が前記発光パネル側となるように前記暗部解消部材に光学的に一体化されている請求項17に記載の照明装置。
- 前記暗部解消部材は、傾斜の方向が異なる2つの傾斜面から構成されるV字状溝を有し、該V字状溝が前記非発光部に対応するように配置されている請求項12〜請求項18のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記発光パネルの端部に位置する非発光部には前記傾斜面が対応し、それ以外の非発光部には前記V字状溝が対応している請求項19に記載の照明装置。
- 前記非発光部は、補助電極が設けられている部分である請求項12〜請求項20のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記非発光部は、前記発光部の周囲である前記発光パネルの端部に形成されている部分である請求項12〜請求項20のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記面発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子で構成されている請求項12〜請求項22のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記照明装置は液晶表示装置のバックライト用の照明装置である請求項12〜請求項23のいずれか一項に記載の照明装置。
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