JP2005353564A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光部と非発光部とを有する照明装置において、非発光部による暗部が認識されにくい照明装置を提供する。
【解決手段】 照明装置１００は、面発光装置１と光学部材２とを備えている。面発光装置１は基板２００と基板２００上に形成された面発光素子１とを備え、さらに発光部３と非発光部４とを備えている。光学部材２は光が入射する光入射面１０と光が出射する光出射面１１とを備え、光入射面１０に対して傾斜が形成されるように光出射面１１に一又は複数の傾斜面７，８を有している。傾斜面７，８が非発光部４に対応する部分上に配置されいおり、面発光装置１からの光は、非発光部４上部へ出射される。
【選択図】図２

Description

この発明は、照明装置に係り、特に面発光型の照明装置に関する。

携帯機器等のディスプレイに使用される照明装置には、薄型、軽量のものが求められている。一般的に、ＬＥＤやＣＣＦＬなどを使用した照明装置が使用されているが、面状光源を作製するためには導光板が必要となり、厚さや画面の明るさの均一性等で様々な工夫が必要となる。これに対して、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置は、略面状の自己発光を行う有機ＥＬ素子から構成されており、導光板などを必要とせず、薄型で明るさが均一な略面状の照明装置を得ることができる。この有機ＥＬ装置は、基板上に、一対の電極層とそれらの間に挟まれた有機発光層とを有するＥＬ素子が形成された構造を有している。

近年、液晶表示装置の大型化に対応して照明装置も大型化が要求されている。ところが、有機ＥＬ装置の発光領域をそのまま大面積化しようとすると、電極層も大面積となるためにこの電極層における電圧降下の影響が大きくなり、その結果、画面上に輝度ムラが生じて均一な照明を行うことができなくなる。

そこで、例えば、特許文献１には、基板の画素間の領域および／または周辺に対応する位置に透過性電極よりも低抵抗電極である補助電極を形成し、これにより電圧降下の影響を低減する方法が開示されている。

また、特許文献２には、有機ＥＬ素子を形成した複数の小型パネルを互いに接続して大型の有機ＥＬ装置を形成する方法が開示されている。
特開２００２−１５６６３３号公報 特開平５−２０５８７５号公報

しかしながら、特許文献１のような補助電極は一般に非透光性を有するため、発光領域内に形成された補助電極の部分が非発光部となり、有機ＥＬ装置を発光装置として用いる場合には、補助電極の部分が暗部となって現れてしまう。

また、基板上に一対の電極層とそれらの間に挟まれた発光層とを有するＥＬ素子においては、基板の周縁部（端部）にまで発光層を形成することは非常に困難である。そのため、特許文献２のように複数の小型パネルを接続すると、それぞれのパネルの周縁部（端部）には発光層のない非発光部が存在するため、発光時にはパネルとパネルとの接合部分が暗部となって現れてしまう。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、発光部と非発光部とを有する照明装置において、非発光部による暗部が認識されにくい照明装置を提供することを目的とする。

この発明に係る照明装置は、面発光装置を備えた照明装置であって、面発光装置は、基板と基板上に形成された面発光素子とを備えるとともに、発光部と非発光部とを有する。基板は、光が入射する光入射面と光が出射する光出射部とを備え、光出射部は、光入射面に対して傾斜する一又は複数の傾斜面を有しており、傾斜面が非発光部に対応する部分に設けられているものである。

面発光装置が互いに隣接するように平面状に複数配列されていてもよい。さらに、基板は、傾斜の方向が異なる複数の傾斜面から構成される凹部を有し、凹部が非発光部に対応する部分に設けられていることが好ましい。

この発明に係る別の照明装置は、面発光装置と光学部材とを備えた照明装置であって、面発光装置は、基板と基板上に形成された面発光素子とを備えるとともに、発光部と非発光部とを有する。光学部材は、光が入射する光入射面と光が出射する光出射部とを備え、光出射部は、光入射面に対して傾斜する一又は複数の傾斜面を有しており、光学部材は、傾斜面が非発光部に対応し、光入射面と面発光装置の光出射面とが対向するように面発光装置上に配置されているものである。

面発光装置が互いに隣接するように平面状に複数配列されていてもよい。また、光学部材は、傾斜の方向が異なる複数の傾斜面から構成される凹部を有し、凹部が非発光部に対応し、光入射面と面発光装置の光出射面とが対向するように面発光装置上に配置されていることが好ましい。

上述の凹部は、隣接しかつ傾斜の方向が異なる２つの傾斜面から構成され光入射面に対して略Ｖ字状の溝であってもよい。

面発光装置の端部に位置する非発光部には一つの傾斜面が対応し、それ以外の非発光部には略Ｖ字状の溝が対応するとよい。

略Ｖ字状の溝が隣接して複数形成されていることが好ましく、また、傾斜面と、光入射面の垂線とのなす角が４５度から６０度であることが好ましい。

光学部材は、傾斜の方向が異なる複数の傾斜面から構成される凸部を有し、凸部の形状がｎ角錐又はｎ角錐台であってもよい。ここで「ｎ角錐」とは底面がｎ角形の角錐形状のことをいい、「ｎ角錐台」とはｎ角錐において、底面と平行な平面な平面で上部を切り取った形状をいう。ただし、ｎは３以上の自然数である。

面発光装置の端部に位置する非発光部には、端部に対応する位置に配列された凸部を構成する一つの傾斜面が対応し、それ以外の非発光部には隣り合う凸部同士の間に形成される溝を構成する傾斜面が対応していることが好ましい。

凸部が互いに隣接して複数形成されていることが好ましく、また、隣り合う凸部同士の間に形成される溝を構成する傾斜面と、光入射面の垂線とのなす角が３５度から５５度であることが好ましい。

光学部材が一部材から構成されていてもよい。光学部材の光入射面が面発光装置に光学的に密着していてもよい。

非発光部は、補助電極が設けられている部分であってもよい。非発光部は、面発光装置のうち面発光素子が形成されていない部分であってもよい。

面発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子であることが好ましい。有機エレクトロルミネッセンス素子は白色発光を行うように構成されていることがさらに好ましい。

この発明によれば、発光部と非発光部とを有する照明装置において、非発光部による暗部が認識されにくい照明装置を提供することができる。

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図１，２，３に第１の実施形態に係る照明装置を示す。

図１及び図２に示すように、照明装置１００は、面発光装置である有機ＥＬ装置１と光学部材であるプリズム部材２とを備えている。また、有機ＥＬ装置１は、発光部３とその周縁部に沿って形成された非発光部４と補助電極５による非発光部６とを有する。有機ＥＬ装置１は、基板２００と有機ＥＬ素子３００とから構成されている。また、プリズム部材２は、プリズム部材２の光入射面１３と有機ＥＬ装置１の光出射面とが対向するように有機ＥＬ装置１上に配置されている。

有機ＥＬ素子３００は、図３に示すように、基板２００上に第１電極２１０，有機ＥＬ層２２０及び第２電極２３０が順に形成されており、有機ＥＬ素子３００を覆うように保護膜２４０が形成されている。この実施形態では、第１電極２１０が陽極を構成し、第２電極２３０が陰極を構成している。また、この実施形態では、有機ＥＬ層２２０で発せられた光が基板２００から取り出されるボトムエミッションタイプに形成されている。

プリズム部材２は、光が入射する光入射面１３と光が出射する光出射部１４とを備え、光出射部１４は、図２において右側に向かって光入射面１３に近づく傾斜面（７，１１）と、図２において左側に向かって光入射面１３に近づく傾斜面（８，９，１０）の２種類の傾斜面が交互に繰り返すように構成されている。そして、これらの２種類の傾斜面１つずつにより凹部であるＶ字状の溝Ａが構成されており、Ｖ字状の溝Ａが連続して設けられることにより、光出射部１４に複数の三角柱形状のプリズム部１２が構成される。

プリズム部材２は、透明で屈折率が１．４〜１．７程度を有する材質から形成される。ここで「透明」とは、可視光に対しての光透過率が７０％以上を意味し、好ましくは８０％、さらに好ましくは９０％であるものが好ましい。プリズム部材２を構成する材料としては、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。

プリズム部材２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。

基板２００としては、有機ＥＬ素子３００を支持できるものであればどのようなものでもよく、例えば、ガラスや透明な樹脂などの材料で形成されたものを用いることができる。

第１電極２１０としては、この実施形態では透明な電極が使用されており、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯなどが使用できる。

有機ＥＬ層２２０は、発光層のみの単層又は正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層、電子注入層、電子輸送層及び電子注入輸送層などのうち一層以上と発光層が積層されたものなどが使用できる。例えば、第１電極２１０側から正孔注入層、正孔輸送層、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層、電子輸送層及び電子注入層から構成されることにより白色発光を行うように構成されている。

第２電極２３０としては、透明な電極や光反射性を有する電極が使用することができ、この実施形態では、例えば、Ａｌなどの金属電極や金属合金電極などを使用している。

保護膜２４０としては、有機ＥＬ素子３００を水分や酸素から保護することができるものであればどのようなものでも使用することができ、例えば、窒化珪素、酸窒化珪素、酸化珪素などの無機材料や高分子有機材料が使用できる。

補助電極５は、第１電極２１０上に形成され、第１電極２１０における電圧降下を低減するために形成される。補助電極５を構成する材料としては、第１電極２１０よりも低い抵抗率を有しているものであればどのようなものでも使用することができ、例えば、Ａｌなどの金属や金属合金などが使用できる。

前記のように構成された有機ＥＬ装置１には、外部の駆動制御装置等と接続するための端子（図示せず）を設ける必要があり、また、有機ＥＬ素子３００を完全に保護膜２４０で封止する必要があるため、基板２００の全ての面に有機ＥＬ素子３００を形成することはできない。そのため、基板２００の有機ＥＬ素子３００が形成されていない部分即ち基板２００の周縁部（端部）に非発光部４が形成されることとなる。また、補助電極５の材料として使われる抵抗率の低い材料は、一般に非光透過性のものが多いため、補助電極５が形成された部分も非発光部６となる。

次にプリズム部材２と有機ＥＬ装置１との位置関係を説明する。

図１及び図２に示すように、プリズム部材２のプリズム部１２の軸方向が補助電極５に対応する非発光部６の長手方向と一致するように配置されており、溝Ａの最深部が非発光部６の中心線ＣＬの略直上に位置されている。また、有機ＥＬ装置１の周縁部にある非発光部４に対応する部分には、プリズム部材２の傾斜面１０，１１が形成されている。

隣り合うプリズム部１２の最高部同士の幅Ｂは、非発光部６の幅であるＣよりも大きくなるように形成されている。また、傾斜面１０及び１１を光入射面１３上に射影したときの幅が、非発光部４の幅よりも大きくなるように形成されている。

次に前記のように構成された照明装置１００の作用を説明する。

照明装置１００は、図示しない駆動制御装置を介して第１電極２１０及び第２極２３０に電圧が印加され、有機ＥＬ装置１の発光層２２０が発光する。発光層２２０からの光は、基板２００を経て、プリズム部材２に入射される。発光層２２０からの光は略等方性であるためプリズム部材２の非発光部４及び６に対応する部分にも光入射面１３に対して斜め方向に向かう光が入射される。その斜め方向に向かう光は、プリズム部材２の傾斜面７，８，９，１０，１１において屈折をすることによって光入射面１３の垂線に近づくような方向に光路を変え、照明装置１００外部へと出射される。

ここで、図４に示されるように、非発光部６を形成する補助電極５の縁部Ｄから角度θ１でプリズム部材２の溝Ａに向かった光Ｌ１が溝Ａから光入射面１３に対して垂直方向に出射する条件について考える。この図において、
ｔ１：プリズム部材２の溝Ａの頂点βと光入射面１３との幅
α：プリズム部１２を構成する傾斜面７と、光入射面１３の垂線とのなす角
ｎ：プリズム部材２の屈折率
２×ｈ１：補助電極５による非発光部６の幅
θ２：光Ｌ１の溝Ａへの入射角
θ３：光Ｌ１の溝Ａからの出射角
とすると、
ｎ×ｓｉｎ（θ２）＝ｓｉｎ（θ３） ・・・（１）
θ１＝９０−θ２−α ・・・（２）
ｔ１＝ｈ１／ｔａｎ（θ１） ・・・（３）
の各式が成り立つ。α、ｎ、ｈ１を既知の値として、これら（１）〜（３）式に光Ｌ１の溝Ａからの出射角θ３
θ３＝９０−α
を代入することによりプリズム部材２の溝Ａの頂点βと光入射面１３との幅ｔ１を算出する。

次に、補助電極５の縁部Ｄから角度θ４でプリズム部１２の最高部Ｅに向かった光Ｌ２が最高部Ｅから光入射面１３に対して垂直方向に出射する条件について考える。

ｔ：プリズム部材２の総厚
２×ｈ：プリズム部１２のピッチ
θ５：光Ｌ２の山部Ｅへの入射角（鉛直方向に対する角度）
θ６：光Ｌ２の山部Ｅからの出射角（鉛直方向に対する角度）
とすると、
ｎ×ｓｉｎ（θ５）＝ｓｉｎ（θ６） ・・・（４）
θ４＝θ５ ・・・（５）
ｈ＝（ｔ−ｔ１）×ｔａｎ（α） ・・・（６）
ｔ＝（ｈ−ｈ１）／ｔａｎ（θ５） ・・・（７）
の各式が成り立つ。正面から補助電極５による非発光部６が見えない条件
θ６＝０
と上記の（１）〜（３）式により算出されたプリズム部材２の溝Ａの頂点βと光入射面１３との幅ｔ１を代入して（６）及び（７）式の連立式を解くことによりプリズム部材２の総厚ｔとプリズム部１２のピッチ２×ｈを算出することができる。

そして、まず、モンテカルロ法を使用した光線追跡シミュレーションにより、輝度ムラ及び非発光部の輝度である暗部輝度等に基づいて最適なプリズム部１２を構成する傾斜面７と、光入射面１３の垂線とのなす角αを決定し、この角度を用いて上記の計算式に従い最適なプリズム部材２の総厚ｔとプリズム部１２のピッチ２×ｈを求める。その後、再度、光線追跡シミュレーションにより輝度ムラ及び暗部輝度等の確認を行う。

このようなシミュレーションを行った結果を図５及び図６に示す。図５及び図６は、それぞれ非発光部の幅を２ｍｍ、プリズム部材２の溝Ａの最深部と光入射面１３との距離を２ｍｍとして、プリズム部１２のピッチ２×ｈを３ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍと変化させたときの前記なす角αに対する輝度ムラ及び暗部輝度を表したものである。

図５の輝度ムラは、プリズム部材２の非発光部に対応する位置で観測される最小輝度／プリズム部材２の発光部に対応する位置で観測される最大輝度の比率により表されており、１００％に近いほどより均一であることを示している。目視により観察したときに均一であると認識し得るためには、輝度ムラが５０％以上の値を示すことが要求される。

一方、図６の暗部輝度比は、プリズム部材２を配置していない状態での発光部の輝度を「１」としてプリズム部材２を配置した状態での非発光部に対応する位置で観測される輝度を標準化した値が示されており、非発光部が発光部と同等の明るさであることが望まれるならば、暗部輝度比は「１」に近いほどよい。

また、図５及び図６には、プリズム部１２のピッチ２×ｈが３ｍｍ及び８ｍｍのときの前記角αに対するプリズム部１２の高さ（ｔ−ｔ１）が表されている。照明装置全体の厚さを抑えるためにプリズム部材２は薄いほどよい。これらの点から図５のＳ１、図６のＳ２でそれぞれ示される領域付近が好ましい。即ち、プリズム部１２を構成する傾斜面７と、光入射面１３の垂線とのなす角が４０度では輝度むらは５０％以上であるが暗部輝度が低くなる。従って、Ｓ１及びＳ２の両者を満足させるにはプリズム部１２を構成する傾斜面７と、光入射面１３の垂線とのなす角が４５度から６０度が望まれる。プリズム部１２を構成する傾斜面７と、光入射面１３の垂線とのなす角と溝Ａを構成する傾斜面７と、光入射面１３の垂線とのなす角は等しいから、溝Ａを構成する傾斜面７と、光入射面１３の垂線とのなす角が４５度から６０度が好ましいことが分かる。

さらに、図７に、正面から補助電極５による非発光部６が見えなくなるときのプリズム部１２を構成する傾斜面７と、光入射面１３の垂線とのなす角αに対する光学部材２の総厚ｔ、プリズム部材２の溝Ａの頂点βと光入射面１３との幅ｔ１及びプリズム部１２のピッチの半値ｈの関係を示す。

前記のように構成された照明装置は以下の効果を有する。
（１）プリズム部材２は光入射面１３に対して傾斜する複数の傾斜面７，８，９，１０，１１等を有しており、傾斜面７，８，１０，１１が非発光部４，６に対応する部分に配置されている。また、光学部材２は、光学部材２の光入射面１３と有機ＥＬ装置１の光出射面とが対向するように有機ＥＬ装置１上に配置されている。従って、プリズム部材２が配置されていない場合と比べて非発光部４，６による暗部を認識されにくくすることができる。
（２）有機ＥＬ装置１の周縁部（端部）における非発光部４に対応する部分にプリズム部材２の傾斜面１０，１１が配置されているため、配置されていない場合と比べて有機ＥＬ装置１の発光面積を大きくすることができる。
（３）溝Ａが複数形成されているプリズム形状を有しているため発光部３上にプリズム形状を有していない場合と比べて照明装置１００の正面輝度を上げることができる。
（４）有機ＥＬ素子３００が赤色領域、緑色領域及び青色領域のスペクトルを有する白色発光を行うので、演色性が高い。
（５）有機ＥＬ素子３００が白色発光を行うように構成されているため室内などの照明装置としても使用することができる。
（６）溝Ａを構成する傾斜面７と、光入射面１３の垂線とのなす角が４５度から６０度に形成されているためそれ以外の角度の場合に比べてプリズム部材２の総厚と輝度ムラのバランスがよい照明装置１００を提供することができる。
（７）第１電極２２０上に補助電極５が形成されているので補助電極５が形成されていない場合と比べて第１電極２２０の電圧降下による輝度ムラを少なくすることができる。
＜第２の実施形態＞
図８及び図９に第２の実施形態に係る照明装置を示す。この照明装置にはプリズム部材が使用されておらず、基板に直接プリズム形状が形成されており、２つの面発光装置から１つの照明装置が形成されているところが第１の実施形態と異なる。第１の実施形態と同一又は類似の部材には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図８及び図９に示すように、照明装置１００は、２つの有機ＥＬ装置１から構成されており、有機ＥＬ装置１は、基板２１０と基板２１０上に形成された有機ＥＬ素子３００とから構成されている。また、有機ＥＬ装置１は、基板２１０上に有機ＥＬ素子３００が形成されている発光部３とそれ以外の部分に非発光部４を有している。照明装置１００は、有機ＥＬ装置１の非発光部４が互いに隣接するように平面状に配設されている。

基板２１０は、光が入射する光入射面２１と光が出射される光出射部２２とを備えている。光出射部２２は、図９において右側に向かって光入射面２１に近づく傾斜面（１５，１９）と、図９において左側に向かって光入射面２１に近づく傾斜面（１６，１７，１８）の２種類の傾斜面が交互に繰り返すように構成されている。そして、これらの２種類の傾斜面１つずつにより凹部であるＶ字状の溝Ａが構成されており、Ｖ字状の溝Ａが連続して設けられることにより、光出射部２２に複数の三角柱形状のプリズム部２０が構成される。

図８及び図９に示すように、基板２１０のプリズム部２０の軸方向が有機ＥＬ装置１の接続部分に対応する非発光部４１の長手方向に一致するように配置されている。基板２１０は、有機ＥＬ装置１の非発光部４１に対応する部分に基板２１０の溝Ａが配置され、溝Ａの最深部が非発光部４１の中心線ＡＬの略直上に位置するように形成されている。また、有機ＥＬ装置１の非発光部４１以外の非発光部４に対応するように基板２１０の傾斜面１８，１９が形成されている。

隣り合うプリズム部材１７の最高部同士の幅であるＢは、非発光部４１の幅であるＦよりも大きくなっており、また、傾斜面１８及び１９を入射面２１上に射影したときの幅が、非発光部４の幅よりも大きくなっている。

前記のように形成された照明装置１００は、第１の実施形態の効果（４），（５）と同様の効果を有する他に以下の効果を有する。
（８）基板２１０の光入射面２１に対して傾斜する複数の傾斜面１５，１６，１７，１８，１９等を有しており、傾斜面１５，１６，１７，１８，１９が非発光部４，４１に対応する部分に配置されている。従って、基板２１０に傾斜面が形成されていない場合と比べて非発光部４，４１による暗部が認識されにくい。
（９）有機ＥＬ装置１の端部における非発光部４に対応する部分に基板２１０の傾斜面１８，１９が配置されているため、配置されていない場合と比べて有機ＥＬ装置１の発光面積を大きくすることができる。
（１０）溝Ａが複数形成されている基板２１０を有しているため発光部３上にプリズム形状を有していない場合と比べて照明装置１００の正面輝度を上げることができる。
（１１）２つの有機ＥＬ装置１が互いに隣接するように平面状に配列されているため、同じ有機ＥＬ装置１が１つの場合に比べて大型の照明装置を提供できる。
＜第３の実施形態＞
図１０に第３の実施形態に係る照明装置を示す。この照明装置は、光学部材の傾斜面が２つのみであるところが第１実施形態と異なる。第１の実施形態と同一又は類似の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図１０に示すように、照明装置１００は、２つの有機ＥＬ装置１と光学部材２３とを備えている。光学部材２３は、有機ＥＬ装置１の接続部分である非発光部４１に対応する部分に２つの傾斜面７，８を有している。

また、光学部材２３は、２つの有機ＥＬ装置１全体に対応する部分に一部材で構成されている。

この実施形態は、第１の実施形態の効果（４）から（６）及び第２の実施形態の効果（１１）と同様の効果を有する他に以下の効果を有する。
（１２）光学部材２３が一部材で構成されているため、複数の光学部材から構成される場合に比べて非発光部４１に対応する部分の略直上に溝Ａの頂角を配置しやすくなり得る。
（１３）光学部材２３が溝Ａのみから構成されているため光学部材２３を製造する製造工程を簡単にし得る。
（１４）光学部材２３が一部材で構成されているため、照明装置の構成部品の数を少なくすることができる。
＜第４の実施形態＞
図１１に第４の実施形態に係る照明装置を示す。この照明装置は、補助電極による非発光部部分のみに光学部材が配置されているところが第１の実施形態と異なる。ここでは、第１の実施形態と同一又は類似の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図１１に示すように、照明装置１００は、光学部材２４と有機ＥＬ装置１とを備えている。光学部材２４は、傾斜面７，９から構成されている三角柱状のプリズム部１２が２つ隣接した形状をしており、補助電極５による非発光部６に対応する部分に傾斜面７，８から構成される溝Ａが配置されている。

この実施形態４は、第１の実施形態の効果（１）及び（４）から（７）と同様の効果を有する。
＜第５の実施形態＞
図１２に第５の実施形態に係る照明装置を示す。この照明装置は、２つの有機ＥＬ装置の接続部分に対応する非発光部部分にのみ光学部材が配置されているところが第３の実施形態と異なる。第３の実施形態と同一又は類似の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に示すように、照明装置１００は、光学部材２５と２つの有機ＥＬ装置１とを備えている。光学部材２５は、２つの有機ＥＬ装置１の接続部分である非発光部４１に対応する部分に２つの傾斜面１５，１６から構成される溝Ａが配置されている。

この実施形態は、第１、第２及び第３の実施形態の効果（４）から（６），（８），（１１）と同様の効果を有する。
＜第６の実施形態＞
図１５及び図１６に第６の実施形態に係る照明装置を示す。この照明装置は、光学部材の光出射面の形状が第１の実施形態と異なる。第１の実施形態と同一又は類似の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１５に示すように、照明装置１００は、光学部材２７と４つの有機ＥＬ装置１とを備えている。

図１６は、図１５の照明装置１００のＧ−Ｇ’線における模式断面図である。なお、図では示さないが図１５の照明装置１００のＨ−Ｈ’線における模式断面図も図１６と同様の形状となる。図１６に示すように、光学部材２７は、光が出射する光出射部２８と光が入射する光入射面２９とを備え、光出射部２８は、傾斜の方向が異なる４つの傾斜面から構成される四角錐形状の凸部３０が複数互いに隣接するように形成されている。

４つの有機ＥＬ装置１は互いに隣接するように平面状に２行２列に配列されている。

隣り合う有機ＥＬ装置１同士の間に形成される非発光部４１に対応する部分には、隣り合う凸部３０同士の間に形成される溝Ａ’を構成する傾斜面（３１,３２）が対応し、凸部３０の１つの底辺が非発光部４１の長手方向に略一致するように配置されている。溝Ａ’の最深部が非発光部４１の中心線ＡＬの略真上に位置するように形成されている。また、有機ＥＬ装置１の非発光部４１以外の非発光部４に対応する部分には、端部に配列された凸部を構成する一つの傾斜面（３３,３４）が対応している。

第１の実施形態と同様のシミュレーションを行った結果を図１７及び図１８に示す。図１７及び図１８は、それぞれ非発光部の幅を２ｍｍ、隣り合う凸部３０同士の間に形成される溝Ａ’の最深部と光入射面２９との距離を２ｍｍとして、凸部３０の底辺の対向する２辺の中点と凸部３０の頂点とを含む平面に形成される断面三角形の底辺を３ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍと変化させたときの凸部３０を構成する傾斜面３１、３２と、光学部材２７の垂線とのなす角αに対する輝度ムラ及び暗部輝度を表したものである。第１の実施形態と同様の理由により図１７のＳ３、図１８のＳ４で示される領域付近が好ましい。凸部３０を構成する傾斜面３１、３２と、光学部材２７の垂線とのなす角が６０度の場合、輝度むらは５０％以上の値を示しているが暗部輝度が低くなる。従って輝度むらと暗部輝度との両者を満足させるためには、凸部３０を構成する傾斜面３１、３２と、光学部材２７の垂線とのなす角が３５度から５５度であることが望ましく、４５度から５５度であることがさらに望ましい。凸部３０を構成する傾斜面３１、３２と、光学部材２７の垂線とのなす角と隣り合う凸部３０同士の間に形成される溝Ａ’を構成する傾斜面３１、３２と、光学部材２７の垂線とのなす角とは等しいから、隣り合う凸部３０同士の間に形成される溝Ａ’を構成する傾斜面３１、３２と、光学部材２７の垂線とのなす角が３５度から５５度が好ましく、４５度から５５度がさらに好ましい。

また、図１８及び図１９に４つの有機ＥＬ装置１上に、第１の実施形態と同様の三角柱形状を有するプリズム部１２のピッチ２×ｈを３ｍｍ，４ｍｍとした場合と、この実施形態と同様に前記断面三角形の底辺のピッチを３ｍｍ，４ｍｍとした場合との両者の輝度むらと暗部輝度とを比較したグラフを示す。図１８及び図１９に示すように、光出射面の形状が、四角錐形状の方が三角柱形状と比べて輝度むらが全体的によくなっており、暗部輝度が高くなっていることが分かる。４つの有機ＥＬ装置１が平面状に２行２列に配列されている場合、４つの有機ＥＬ装置１がそれぞれ接合する部分である照明装置１００の中心部分は三角柱形状では暗くなる可能性がある。しかし、この実施形態のように凸部３０が四角錐形状であれば、暗部に多方向から光が導波し、前記中心部分も三角柱形状の場合よりも暗部輝度が高くなり、輝度ムラが少なくなる。

この実施形態は、第１の実施形態の効果（４）、（５）と同様の効果を有する他に以下の効果を有する。
（１５）凸部３０が傾斜の方向が異なる４つの傾斜面から構成される四角錐形状に形成されている。従って、照明装置１００の中心部分である４つの有機ＥＬ装置１が接合されている部分が三角柱形状を用いた場合と比べて暗部輝度が高くなり、輝度むらが少なくなる。
（１６）有機ＥＬ装置１の周縁部（端部）における非発光部４に対応する部分に光学部材２７の傾斜面３５,３６が対応し、それ以外の非発光部４１には凸部３０を構成する一つの傾斜面（３３,３４）が対応している。従って、光学部材２７が形成されていない場合と比べて大きい面積を照射することができ、非発光部４,４１を認識しにくくすることができる。
（１７）四角錐形状の凸部３０が複数形成されているため発光部３上に四角錐形状を有していない場合と比べて照明装置１００の正面輝度を上げることができる。
（１８）隣り合う凸部３０同士の間に形成される溝Ａ’を構成する傾斜面３１，３２と、光入射面２９とのなす角が３５度から５５度に形成されているためそれ以外の角度の場合に比べて光学部材２７の総厚と輝度ムラのバランスがよい照明装置１００を提供することができる。
＜別例＞
○ 図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１４に示すように有機ＥＬ装置１の基板２２０，２００上に有機ＥＬ素子３００が形成されていない部分の非発光部４に対応する部分に基板２２０又は光学部材２６の一の斜面１８，１８’,１９，１９’，１０，１１が配置されている。この場合、一の斜面１０，１１，１８，１８’，１９，１９’で屈折し正面に出射する光と、ＥＬ素子で反射し正面に出射する光により非発光部４が明るくなる（暗部輝度が高くなる）。

○ 基板上で、非発光部の周りに発光部が形成されている場合には、基板又は光学部材に、略三角柱形状、略ｎ角錐形状に光出射部から光入射面に向かって窪む凹部を形成し、非発光部に対応するように配置してもよい。

○ 第１から第５の実施形態では、面発光素子は有機ＥＬ素子から構成されているが無機ＥＬ素子から構成されていてもよい。

○ 第１から第５の実施形態では、有機ＥＬ素子１は、基板の有機ＥＬ素子３００が形成されている側とは反対側から光が出射するボトムエミッション型に構成されているが有機ＥＬ素子３００の第２電極２３０側から光が出射するトップエミッション型に構成されていてもよい。この場合、基板は、透明であっても不透明であっても構わない。また、第２電極２２０は、透明な電極から構成される必要がある。

○ 第１及び第３から第５の実施形態では、光学部材は有機ＥＬ装置１の光出射面上に配置されているが光学部材は有機ＥＬ装置１の光出射面上に光学的に密着されていてもよい。有機ＥＬ装置１と光学部材とを接合するものとしては、接着剤や光学オイルなどが使用することができる。例えば、接着剤としては、プリズム部材２の屈折率と同じか又は近い屈折率を有する硬化型接着剤や高分子系接着剤などが使用される。

○ 第６の実施形態では、光学部材２７は、その光出射部２８に複数の４角錐形状の凸部３０が形成されていたがこれに限らず、３角錐又は５角錐以上であってもよい。また、角錐形状に限らず角錐台形状であってもよい。

○ 第２、第３及び第５の実施形態では、２つの有機ＥＬ装置１が平面状に配列されており、第６の実施形態では、４つの有機ＥＬ装置１が２行２列に形成されていたがこれに限らず、例えば、３行３列など所望の大きさの照明装置を形成してもよい。

○ 第１及び第６の実施形態では有機ＥＬ装置１の端部に形成される非発光部４に対する部分に形成される傾斜面と、光入射面１３，２９の垂線とのなす角については述べていないが、Ｖ字状の溝を構成する傾斜面及び隣り合う凸部同士の間に形成される溝を構成する傾斜面と、光学部材の光入射面の垂線とのなす角と同様の角度が好ましい。

なお、第１から第６の実施の形態では、非発光部の幅をｍｍ単位でシミュレーションを行ったため全ての単位がｍｍ単位になっているが、例えば、非発光部の幅がμｍ単位であればそれに応じて全ての単位がμｍ単位になる。

なお、図２から図４、図９から１４及び図１６においては、それぞれ、図面の複雑化を避けるため、断面部分のハッチングが省略されている。また、図１、図８及び図１５においては、下部部材を見やすくするために上部部材を点線で表す。

第１の実施形態に係る照明装置を示す模式平面図である。 第１の実施形態に係る照明装置を示す模式断面図である。 有機ＥＬ素子を示す模式断面図である。 非発光部の縁部からプリズム部材内に入射する光を示す部分模式断面図である。 プリズム部を構成する傾斜面と光入射面の垂線とのなす角に対する輝度ムラのシミュレーション結果を示すグラフである。 プリズム部を構成する傾斜面と光入射面の垂線とのなす角に対する非発光部の輝度のシミュレーション結果を示すグラフである。 正面から非発光部が見えなくなるときのプリズム部を構成する傾斜面と、光入射面の垂線とのなす角に対するプリズム部材の総厚と溝の頂点からプリズム部材の光入射面の厚さとプリズム部のピッチの半値との関係を示すグラフである。 第２の実施形態に係る照明装置を示す模式平面図である。 第２の実施形態に係る照明装置を示す模式断面図である。 第３の実施形態に係る照明装置を示す模式断面図である。 第４の実施形態に係る照明装置を示す模式断面図である。 第５の実施形態に係る照明装置を示す模式断面図である。 （ａ）は別例に係る照明装置を示す模式断面図、（ｂ）は（ａ）に係る照明装置を示す模式平面図である。 別例に係る照明装置を示す模式断面図である。 第６の実施形態に係る照明装置を示す模式平面図である。 第６の実施形態に係る照明装置を示す模式断面図である。 隣り合う凸部同士の間に形成される溝を構成する傾斜面と、光入射面の垂線とのなす角に対する輝度ムラのシミュレーション結果を示すグラフである。 隣り合う凸部同士の間に形成される溝を構成する傾斜面と、光入射面の垂線とのなす角に対する非発光部の輝度のシミュレーションである。 プリズム部又は隣り合う凸部の間に形成される溝を構成する傾斜面と、光入射面の垂線とのなす角に対する輝度むらのシミュレーション結果を示すグラフである。 プリズム部又は隣り合う凸部の間に形成される溝を構成する傾斜面と、光入射面の垂線とのなす角に対する暗部輝度比のシミュレーション結果を示すグラフである。

符号の説明

１…面発光装置としての有機ＥＬ装置、２…光学部材としてのプリズム部材、３…発光部、４…非発光部、５…補助電極、６…補助電極による非発光部、７，８，９，１０，１１…斜面、１２…プリズム部、Ａ…溝、ＣＬ…補助電極の中心線。

Claims (20)

1. 面発光装置を備えた照明装置であって、
   前記面発光装置は、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、発光部と非発光部とを有し、
   前記基板は、光が入射する光入射面と光が出射する光出射部とを備え、該光出射部は、前記光入射面に対して傾斜する一又は複数の傾斜面を有しており、
   前記傾斜面が前記非発光部に対応する部分に設けられていることを特徴とする照明装置。
2. 前記面発光装置が互いに隣接するように平面状に複数配列されている請求項１に記載の照明装置。
3. 前記基板は、傾斜の方向が異なる前記複数の傾斜面から構成される凹部を有し、該凹部が前記非発光部に対応する部分に設けられている請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
4. 面発光装置と光学部材とを備えた照明装置であって、
   前記面発光装置は、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、発光部と非発光部とを有し、
   前記光学部材は、光が入射する光入射面と光が出射する光出射部とを備え、該光出射部は、前記光入射面に対して傾斜する一又は複数の傾斜面を有しており、
   前記光学部材は、前記傾斜面が前記非発光部に対応し、前記光入射面と前記面発光装置の光出射面とが対向するように前記面発光装置上に配置されていることを特徴とする照明装置。
5. 前記面発光装置が互いに隣接するように平面状に複数配列されている請求項４に記載の照明装置。
6. 前記光学部材は、傾斜の方向が異なる前記複数の傾斜面から構成される凹部を有し、該凹部が前記非発光部に対応し、前記光入射面と前記面発光装置の光出射面とが対向するよう前記面発光装置上に配置されている請求項４又は請求項５に記載の照明装置。
7. 前記凹部は、隣接しかつ傾斜の方向が異なる２つの前記傾斜面から構成され前記光入射面に対して略Ｖ字状の溝である請求項３又は請求項６に記載の照明装置。
8. 前記面発光装置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略Ｖ字状の溝が対応する請求項７に記載の照明装置。
9. 前記略Ｖ字状の溝が複数、互いに隣接して形成されている請求項７又は請求項８に記載の照明装置。
10. 前記傾斜面と、前記光入射面の垂線とのなす角が４５度から６０度である請求項１、３、４及び６から９のいずれか一項に記載の照明装置。
11. 前記光学部材は、傾斜の方向が異なる前記複数の傾斜面から構成される凸部を有し、該凸部の形状がｎ角錐又はｎ角錐台であることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の照明装置。
    （ただし、ｎは３以上の自然数。）
12. 前記面発光装置の端部に位置する非発光部には、該端部に配列された前記凸部を構成する一つの前記傾斜面が対応し、それ以外の非発光部には隣り合う前記凸部同士の間に形成される溝を構成する前記傾斜面が対応する請求項１１に記載の照明装置。
13. 前記凸部が複数、互いに隣接して形成されている請求項１１又は請求項１２に記載の照明装置。
14. 隣り合う前記凸部同士の間に形成される溝を構成する前記傾斜面と、前記光入射面の垂線とのなす角が３５度から５５度である請求項１１から請求項１３に記載の照明装置。
15. 前記光学部材が一部材から構成されている請求項４から請求項１４のいずれか一項に記載の照明装置。
16. 前記光学部材の光入射面が前記面発光装置に光学的に密着している請求項４から請求項１５のいずれか一項に記載の照明装置。
17. 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１から請求項１６のいずれか一項に記載の照明装置。
18. 前記非発光部は、前記面発光装置のうち面発光素子が形成されていない部分である請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の照明装置。
19. 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ある請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の照明装置。
20. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子は白色発光を行うように構成されている請求項１９に記載の照明装置。

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