JP2015230741A - 発光装置および車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】面状発光体を用いた発光装置の意匠性を向上する。
【解決手段】発光装置２０は、面状発光体２２と、面状発光体２２を覆うように配置された透明部材２４とを備える。面状発光体２２は、面状に発光する発光部４１と、発光部４１に隣接する第１非発光部４２および第２非発光部４３を有する。透明部材２４は、第１非発光部４２および第２非発光部４３に対向する部位にそれぞれ形成された断面三角形状の第１凹部４４および第２凹部４６を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、発光装置および該発光装置を用いた車両用灯具に関する。

従来より、車両用灯具を薄く小型化するために、光源に有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の面状発光体を使用した車両用灯具が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特表２０１１−１５０８８７号公報

有機ＥＬパネルには、陽極、有機物層および陰極等が配置された発光領域の他に、封止部や補助電極などの非発光領域が存在する。これらの非発光領域が点灯時や消灯時に目立ち、有機ＥＬパネルを用いた発光装置、ひいては該発光装置を用いた車両用灯具の意匠性が低下するおそれがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、面状発光体を用いた発光装置および車両用灯具の意匠性を向上することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の発光装置は、面状に発光する発光部と、発光部に隣接する非発光部とを有する面状発光体と、面状発光体を覆うように配置された透明部材であって、非発光部に対向する部位に凹部が形成された透明部材とを備える。

面状発光体は、複数の発光パネルを隣接配置して形成され、非発光部は、複数の発光パネルの隣接部を含んでもよい。

面状発光体は、発光部に給電するための電極を備えてもよい。非発光部は、電極を含んでもよい。

凹部は、断面三角形状の凹部であってもよい。また、凹部は、断面円弧形状の凹部、断面台形状の凹部、断面楕円形状の凹部、台形の上底を円弧形状にした断面形状を有する凹部などであってもよい。

本発明の別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、上述の発光装置を光源として用いた車両用灯具である。

本発明によれば、面状発光体を用いた発光装置および車両用灯具の意匠性を向上することができる。

本発明の実施形態に係る車両用灯具を説明するための概略断面図である。 本実施形態に係る発光装置の概略正面図である。 本実施形態に係る発光装置の概略側面図である。 本実施形態に係る発光装置の概略分解斜視図である。 本実施形態に係る発光装置の部分概略断面図である。 最適な凹部の形状を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係る発光装置の部分概略断面図である。 凹部の変形例を説明するための図である。 凹部の別の変形例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る発光装置および車両用灯具について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１０を説明するための概略断面図である。図１に示すように、車両用灯具１０は、ランプボディ１２と、ランプボディ１２の前面開口部を覆う透明な前面カバー１４と、ランプボディ１２および前面カバー１４により形成された灯室１６内に設けられた発光装置２０とを備える。発光装置２０は、図示しない支持部材によりランプボディ１２に固定されている。

図１に示すように、発光装置２０は、面状発光体２２と、面状発光体２２の発光面を覆うように配置された透明部材２４とを備える。面状発光体２２から発光した光は、透明部材２４を通過して灯具前方に出射される。

図２は、本実施形態に係る発光装置２０の概略正面図である。図３は、本実施形態に係る発光装置２０の概略側面図である。図４は、本実施形態に係る発光装置２０の概略分解斜視図である。図５は、本実施形態に係る発光装置２０の部分概略断面図である。

本実施形態において、面状発光体２２は、複数の有機ＥＬパネル２６を隣接配置して形成されている。本実施形態では、有機ＥＬパネル２６を縦横４枚ずつ（合計１６枚）マトリクス状に隣接配置して、面状発光体２２を構成している。

図５に示すように、各有機ＥＬパネル２６は、ガラス基板３０上に、陽極層３２、有機物層３４および陰極層３６を積層することで構成されている。図示は省略したが、陽極層３２と有機物層３４との間に正孔注入層および正孔輸送層が設けられてもよく、有機物層３４と陰極層３６との間に電子輸送層が設けられてもよい。有機物層３４は、蛍光性有機化合物で形成されてもよいし、りん光性有機化合物で形成されてもよい。これらの陽極層３２、有機物層３４および陰極層３６は、ガラス基板３０および封止ガラス３８により封止されている。封止ガラス３８は、その周縁部に設けられた支持部３８ａにより、ガラス基板３０上に固定されている。封止ガラス３８に代えて、薄膜フィルムで陽極層３２、有機物層３４および陰極層３６が封止されてもよい。

有機ＥＬパネル２６は、陽極層３２としてＩＴＯ等の透明電極を用いている。透明電極は抵抗率が高いため、そのままでは給電部付近に電流が集中し、輝度ムラや早期劣化を引き起こす可能性がある。そこで、陽極層３２の抵抗率を下げるために、陽極層３２上に補助電極４０が設けられている。この補助電極４０は、陽極層３２上の全域にわたって格子状に形成されている。

有機ＥＬパネル２６に電圧を印加すると、陽極層３２からは正孔が、陰極層３６からは電子が有機物層３４に注入され、有機物層３５でそれらが結合する際に生じるエネルギーで有機化合物が励起され、面状に発光する。有機物層３５で発光した光は、ガラス基板３０から出射される。このように、有機ＥＬパネル２６における陽極層３２、有機物層３４および陰極層３６が存在する領域は、基本的に面状に発光する（以下、面状に発光する領域を適宜「発光部４１」と呼ぶ）。発光部４１から出射された面状の光は、透明部材２４を通過して外部に出射される。

上記のように、陽極層３２、有機物層３４および陰極層３６は、ガラス基板３０と封止ガラス３８によって封止されている。この封止ガラス３８の支持部３８ａがガラス基板３０の周縁部に沿って存在しているため、有機ＥＬパネル２６の周縁部には陽極層３２、有機物層３４および陰極層３６が設けられていない。従って有機ＥＬパネル２６の周縁部は、発光しない。各有機ＥＬパネル２６の周縁部が発光しないため、面状発光体２２においては、複数の有機ＥＬパネル２６の隣接部は非発光部となる（以下、複数の有機ＥＬパネル２６の隣接部を適宜「第１非発光部４２」と呼ぶ）。

また、有機ＥＬパネル２６においては、陽極層３２、有機物層３４および陰極層３６が存在する領域であっても、補助電極４０が存在する領域は該補助電極４０により光が遮られるため、発光しない（以下、補助電極４０が存在する領域を適宜「第２非発光部４３」と呼ぶ）。

このように、本実施形態の面状発光体２２は、面状に発光する発光部４１と、発光部４１に隣接する第１非発光部４２および第２非発光部４３とを有する。このような面状発光体２２をそのまま車両用灯具１０内に設置した場合、第１非発光部４２および第２非発光部４３が点灯時や消灯時に目立ち、灯具の意匠性が低下するおそれがある。

そこで、本実施形態においては、面状発光体２２の発光面を覆うように透明部材２４を配置している。この透明部材２４は、例えばアクリル等の透明樹脂や光学ガラスによって形成された厚肉プレート状の部材である。透明部材２４の面状発光体側面２４ａは、面状発光体２２の透明部材側面２２ａ（すなわち、有機ＥＬパネル２６のガラス基板３０の外面）に当接している。

透明部材２４の面状発光体側面２４ａには、面状発光体２２の第１非発光部４２に隣接して対向する部位に断面三角形状の第１凹部４４が形成されている。第１凹部４４は、第１非発光部４２の延在方向に沿って延設されている。本実施形態において、第１凹部４４は、断面視において、第１非発光部４２を底辺とした二等辺三角形状である。

また、透明部材２４の面状発光体側面２４ａには、面状発光体２２の第２非発光部４３に隣接して対向する部位に断面三角形状の第２凹部４６が形成されている。第２凹部４６は、第２非発光部４３の延在方向に沿って延設されている。本実施形態において、第２凹部４６は、断面視において、第２非発光部４３を底辺とした二等辺三角形状である。

本実施形態において、外部から透明部材２４内に入射した後、第１非発光部４２、第２非発光部４３に向かう光の少なくとも一部は、第１凹部４４、第２凹部４６の傾斜面で内面反射し、発光部４１に到達する。すなわち、図５に示すように、第１凹部４４が設けられていなければ第１非発光部４２に到達していたはずの光線Ｌ１が、第１非発光部４２に入射せずに発光部４１に到達する。同じように、第１凹部４４が設けられていなければ第２非発光部４３に到達していたはずの光線Ｌ２が、第２非発光部４３に入射せずに発光部４１に到達する。その結果、透明部材２４が設けられていない場合と比較して、第１非発光部４２および第２非発光部４３を外部から視認し難くすることができる。

図６は、最適な凹部の形状を説明するための図である。ここでは、第１凹部４４を例として、透明部材２４の光出射面２４ｂに９０度の入射角で入射した光線Ｌ３を考える。

二等辺三角形状の第１凹部４４における頂角の半分をθとし、光線Ｌ３の出射角をθ_Ａとし、第１凹部４４の傾斜面４４ａへの光線Ｌ３の入射角をθ_Ｂとし、透明部材２４の屈折率をｎとし、透明部材２４と空気との臨界角をθ_ｃとしたとき、下記の（１）式が成り立つ。
θ_Ｂ＝９０°−θ_ｃ−θ ・・・（１）
光線Ｌ３が傾斜面４４ａで全反射し、第１非発光部４２に入射しないためには、入射角θ_Ｂが臨界角θ_ｃよりも大きければよい。すなわち、θが以下の（２）式を満たせばよい。
θ＜９０°−２θ_ｃ ・・・（２）
例えば、透明部材２４が屈折率１．５のアクリルで形成されている場合、θｃ＝４１．８°であるため、（２）式からθ＜６．４°となる。すなわち、二等辺三角形状の第１凹部４４における頂角を１２．８°未満とすることで、理論上、透明部材２４の面状発光体側面２４ａに入射する光線Ｌ３が全て第１凹部４４の傾斜面４４ａで全反射し、発光部４１に届くことになる。これは、発光装置２０を透明部材２４の上方からどの角度で見ても、第１非発光部４２を視認できないことを意味する。なお、θが上記の（２）式を満たさない場合でも、発光装置２０を見る角度によって第１非発光部４２を視認できなくなる。

このように、本実施形態に係る発光装置２０によれば、第１非発光部４２、第２非発光部４３に隣接して対向する部位にそれぞれ第１凹部４４、第２凹部４６が形成された透明部材を用いることにより、第１非発光部４２、第２非発光部４３を視認できなくする、あるいは少なくとも視認し難くすることができる。その結果、第１非発光部４２、第２非発光部４３が点灯時や消灯時に目立つことが無くなる、あるいは少なくなるため、発光装置２０、ひいては発光装置２０を用いた車両用灯具１０の意匠性を向上することができる。

有機ＥＬパネルは、一般的に、そのサイズが大きくなるほど歩留まりが低下する。また、有機ＥＬパネルのサイズが大きいほど、輝度ムラが大きくなりがちである。さらに、大きなサイズの有機ＥＬを製造するには大型の設備が必要となる。これらの要因により、大きなサイズの有機ＥＬパネルは比較的コスト高となる傾向にある。そこで、本実施形態のように複数の比較的サイズの小さな有機ＥＬパネルを並べて使用することで、低コストで大きなサイズの面状発光体を実現する方法が考えられる。しかしながらこの場合、複数の有機ＥＬパネルの隣接部が非発光部となり、非常に目立つおそれがある。その点、本実施形態に係る発光装置２０のように、面状発光体２２上に透明部材２４を配置することで、有機ＥＬパネルの隣接部を目立たなくすることができるため、低コスト且つ意匠性の高い発光装置２０および車両用灯具を実現できる。

また、上述したように、有機ＥＬパネル２６では通常、透明電極の抵抗率を下げるために補助電極を設けることが避けられないが、この補助電極が非発光部となり非常に目立つおそれがある。その点、本実施形態に係る発光装置２０のように、面状発光体２２上に透明部材２４を配置することで、補助電極を目立たなくすることができるため、透明電極の抵抗率低下と意匠性の向上を両立することができる。

図７は、本発明の別の実施形態に係る発光装置６０の部分概略断面図である。図６に示す発光装置６０において、上述の発光装置２０と同一または対向する構成要素については同一の符号を付すとともに、重複する説明は適宜省略する。

図７に示すように、本実施形態に係る発光装置６０では、面状発光体２２の透明部材側面２２ａと透明部材２４の面状発光体側面２４ａとの間に、透明部材２４を面状発光体２２に接着するための透明接着剤層６２が形成されている。この透明接着剤層６２は、透明部材２４およびガラス基板３０とほぼ同じ屈折率を有する。

面状発光体２２の透明部材側面２２ａと透明部材２４の面状発光体側面２４ａとの間に空気層が入ると、面状発光体２２と空気層の界面で全反射が生じ、光取り出し効率が低下するおそれがある。本実施形態のように、面状発光体２２の透明部材側面２２ａと透明部材２４の面状発光体側面２４ａとの間に透明接着剤層６２を設けることで、界面での全反射を抑えることができるため、光取り出し効率を向上することができる。

上述の実施形態では、透明部材２４に形成された第１凹部４４および第２凹部４６の形状を断面三角形状としたが、第１凹部４４および第２凹部４６の形状はこれに限定されない。以下に凹部の変形例を示す。

図８は、凹部の変形例を説明するための図である。図８に示す発光装置８０において、上述の発光装置２０と同一または対向する構成要素については同一の符号を付すとともに、重複する説明は適宜省略する。ここでも、第１凹部４４を例とする。

図８に示すように、本変形例の第１凹部４４は、台形の上底を円弧形状にした断面形状を有する凹部である。ここでも、図６と同様に透明部材２４の光出射面２４ｂに９０度の入射角で入射した光線Ｌ４を考える。

第１凹部４４の円弧の接線８２と、透明部材２４の光出射面２４ｂの垂線８４とのなす角をθとし、光線Ｌ４の出射角をθ_Ａとし、第１凹部４４の円弧への光線Ｌ４の入射角をθ_Ｂとし、透明部材２４の屈折率をｎとし、透明部材２４と空気との臨界角をθ_ｃとしたとき、下記の（３）式が成り立つ。
θ_Ｂ＝９０°−θ_ｃ−θ ・・・（３）
光線Ｌ４が第１凹部４４の円弧で全反射し、第１非発光部４２に入射しないためには、入射角θ_Ｂが臨界角θ_ｃよりも大きければよい。すなわち、θが以下の（４）式を満たす領域までは、第１非発光部４２を見えなくすることができる。
θ＜９０°−２θ_ｃ ・・・（４）

図９は、凹部の別の変形例を説明するための図である。図９に示す発光装置９０において、上述の発光装置２０と同一または対向する構成要素については同一の符号を付すとともに、重複する説明は適宜省略する。

図９は、凹部の別の変形例を説明するための図である。図９に示す発光装置９０において、上述の発光装置２０と同一または対向する構成要素については同一の符号を付すとともに、重複する説明は適宜省略する。ここでも、第１凹部４４を例とする。

図９に示すように、本変形例の第１凹部４４は、断面台形状の凹部である。このように第１凹部４４を断面台形状の凹部とした場合も、外部から透明部材２４内に入射した後、第１非発光部４２に向かう光の少なくとも一部は、第１凹部４４の傾斜面で内面反射し、発光部４１に到達する。その結果、透明部材２４が設けられていない場合と比較して、第１非発光部４２を外部から視認し難くすることができる。

第１凹部４４および第２凹部４６の形状は、断面円弧形状や断面楕円形状などであってもよい。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上述の実施形態では、複数の有機ＥＬパネルを隣接配置して面状発光体を構成したが、単一の有機ＥＬパネルで面状発光体を構成してもよい。また、面状発光体は面状に発光する物体であれば特に有機ＥＬに限定されない。

１０ 車両用灯具、 １２ ランプボディ、 １４ 前面カバー、 ２０ 発光装置、 ２２ 面状発光体、 ２４ 透明部材、 ２６ 有機ＥＬパネル、 ３０ ガラス基板、 ３２ 陽極層、 ３４ 有機物層、 ３６ 陰極層、 ３８ 封止ガラス、 ４０ 補助電極、 ４１ 発光部、 ４２ 第１非発光部、 ４３ 第２非発光部、 ４４ 第１凹部、 ４６ 第２凹部、 ６０ 発光装置、 ６２ 透明接着剤層。

Claims (5)

1. 面状に発光する発光部と、前記発光部に隣接する非発光部とを有する面状発光体と、
   前記面状発光体を覆うように配置された透明部材であって、前記非発光部に対向する部位に凹部が形成された透明部材と、
   を備えることを特徴とする発光装置。
2. 前記面状発光体は、複数の発光パネルを隣接配置して形成され、
   前記非発光部は、前記複数の発光パネルの隣接部を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記面状発光体は、前記発光部に給電するための電極を備え、
   前記非発光部は、前記電極を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記凹部は、断面三角形状の凹部であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の発光装置を光源として用いたことを特徴とする車両用灯具。

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