JP2016066491A - 照明装置 - Google Patents

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Shintaro Enomoto
信太郎 榎本
江川 一夫
Kazuo Egawa
一夫 江川
英男 田村
Hideo Tamura
英男 田村
安田 丈夫
Takeo Yasuda
丈夫 安田
智明 澤部
Tomoaki Sawabe
智明 澤部
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【課題】光学干渉縞を軽減すること。【解決手段】実施形態に係る照明装置は、透光部材と、点灯時に発光する発光面と、発光面の裏側の非発光面とを有し、点灯時に非発光面側から発光面側を視認可能であるとともに、消灯時に発光面と交差する方向に光を透過可能な光源であって、陽極とで発光層を挟む陰極が微細パターン構造を有しており、発光面が透光部材に対向するように設けられた光源と、屈折率が1.4〜1.9であり、透光部材と光源の発光面の間に、両方の面に密着するように設けられた透光性の干渉縞抑制手段と、を具備する。【選択図】図4

Description

本発明の実施形態は、照明装置に関する。
近年では、照明装置の光源として、有機EL(Electro−Luminescence)を利用した有機発光ダイオード、即ち、OLED(Organic Light−Emitting Diode)が知られている。OLEDを用いたOLEDパネルは、陽極と陰極との間に発光層が配設されており、陽極から正孔を注入し、陰極から電子を注入し、発光層でこれらを再結合することにより、その時に発生するエネルギによって発光する。
一般的なOLEDパネルの製造方法では、まず、1枚のマザーガラス内に、陽極にはITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)、導電性高分子などの透明電極を用い、陰極にはALやAg等の不透明な電極を順次成膜する。
ここで、従来の透明OLEDでは、陽極だけでなく陰極にも透明な電極を用いることで透明性を実現している。しかし、両方の電極が透明であることから、発光部で生成される光がパネルの両側に放出されるため、点灯時にはパネル自体が不透明になり、またパネルの両面が発光するため電力の無駄になってしまう。そこで、陰極部をストライプ形状などの微細パターン構造にすることで透明かつ片面だけが発光するOLEDパネルを開発した(SID Symposium Digest of Technical Papers, Vol.44, No.1, pp.689-692, A. Amano et.al.)。透明かつ片面だけが発光するOLEDパネルは、以降の工程も一般的OLEDパネルと同時であり、その後、封止キャップをUV硬化樹脂等で接着することで複数のOLEDパネルを作製する。なお、作製されたOLEDパネルは、スクライブ装置等で切り出して小分けにされる。
このような透明かつ片面だけが発光するOLEDパネルをガラスやプラスチックなどの透光部材と貼り合わせた場合に、このパネル固有の陰極のストライプ形状などの規則的な周期構造をもつ微細パターン構造(陰極はミラーとして機能)ガラスやプラスチックなどの透光部材間の屈折率差(空気)や間隙により光学干渉縞が発生し、外観を損ねることがある。また、保護カバー用のガラスやプラスチックなどの透光部材の変形により、OLEDパネル表面を擦傷してしまう可能性がある。
特開2008−186599号公報 特開2009−206028号公報
本発明が解決しようとする課題は、光学干渉縞を軽減することができる照明装置を提供することである。
実施形態の照明装置は、透光部材と、点灯時に発光する発光面と、当該発光面の裏側の非発光面とを有し、点灯時に前記非発光面側から前記発光面側を視認可能であるとともに、消灯時に前記発光面と交差する方向に光を透過可能な光源であって、陽極とで発光層を挟む陰極が微細パターン構造を有しており、前記発光面が透光部材に対向するように設けられた光源と、屈折率が1.4〜1.9であり、前記透光部材と前記光源の前記発光面の間に、両方の面に密着するように設けられた透光性の干渉縞抑制手段とを具備する。
本発明によれば、光学干渉縞を軽減することができる。
図1は、OLEDパネルの詳細断面図である。 図2は、図1のB−B断面図である。 図3は、OLEDパネルの作用の説明図である。 図4は、実施形態に係る照明装置の詳細断面図である。 図5は、実施形態に係る照明装置の作用の説明図である。 図6は、密閉部材を設けない照明装置の作用の説明図である。 図7は、密閉部材を設けない照明装置の作用の説明図である。
以下で説明する実施形態に係る照明装置1は、透光部材と、光源と、干渉縞抑制手段とを具備する。光源は、点灯時に発光する発光面と、発光面の裏側の非発光面とを有し、点灯時に非発光面側から発光面側を視認可能であるとともに、消灯時に発光面と交差する方向に光を透過可能な光源であって、陽極とで発光層を挟む陰極が微細パターン構造を有しており、発光面が透光部材に対向するように設けられる。干渉縞抑制手段は、屈折率が1.4〜1.9であり、透光部材と光源の発光面の間に、両方の面に密着するように設けられ透光性である。
また、以下で説明する実施形態に係る照明装置1では、干渉縞抑制手段は、透光部材よりも硬度の低い材料で構成されてもよい。
〔実施形態〕
実施形態に係る照明装置1を説明する前に、まず、図1〜図5を用いてOLEDパネル100について説明する。図1は、OLEDパネル100の詳細断面図である。OLEDパネル100は、光を透過するガラス材料からなる平板状の部材であるガラス基板30上に、正孔を伝導する陽極22と、電子を伝導する陰極23とが配設されており、発光させる部分で、正孔輸送層24と電子輸送層25と発光層26とが積層されることにより形成されている。このうち、正孔輸送層24は、陽極22で伝導された正孔を輸送することが可能になっており、陽極22におけるガラス基板30側の反対側に積層されている。
また、電子輸送層25は、陰極23で伝導された電子を輸送することが可能になっており、正孔輸送層24における、陽極22側の反対側に位置している。また、発光層26は、積層方向において正孔輸送層24と電子輸送層25との間に位置しており、正孔輸送層24で輸送した正孔と、電子輸送層25で輸送した電子とが発光層26で結合することにより、発光層26の発光材料が発光することが可能になっている。
また、陰極23は、正孔輸送層24、発光層26、電子輸送層25が積層される部分では、ガラス基板30から離れ、電子輸送層25における発光層26側の反対側の面に配設されている。具体的には、陰極23は、ガラス基板30に積層されている部分から離れ、積層されている陽極22、正孔輸送層24、発光層26、電子輸送層25との間に絶縁部27を介在させて、電子輸送層25における発光層26側の反対側の面にかけて配設されている。これにより、陰極23は、当該陰極23で伝導する電子を、電子輸送層25のみに対して受け渡すことが可能になっている。
このように、ガラス基板30における一方の面に配設される陽極22や陰極23、正孔輸送層24、発光層26、電子輸送層25が積層される側の面には、これらが配設された状態で、封止ガラス31が配設され、封止部材32により支持されている。例えば、封止ガラス31は、ガラス基板30と同様にガラス材料によって形成される等、光を透過する材料によって板状に形成されている。
また、封止部材32も同様に光を透過する材料からなり、ガラス基板30における陽極22や陰極23等が配設されている側の面に、封止部材32を介在させて封止ガラス31を重ねることにより、ガラス基板30側に対して封止ガラス31を支持する部材になっている。陽極22や陰極23等が配設されたガラス基板30は、封止部材32を介して封止ガラス31を配設し、さらに双方の間に光を透過する封止剤34を封入することにより、ガラス基板30における各部材が配設された側の面を封止する。
このように形成されるOLEDパネル100は、ガラス基板30側と封止ガラス31側とのうち、ガラス基板30側が、OLEDパネル100の点灯時に光を照射する発光面100aになっている。即ち、OLEDパネル100は、ガラス基板30における、陽極22等が配設される側の反対側の面が、発光面100aになっている。言い換えると、発光面100aは、非発光面100bの裏側の面である。OLEDパネル100は、発光面100aが下方側に面し、封止ガラス31側が連通孔内に位置する向きで、連通孔の一端側に配設されている。発光面100aは全体の60%以上、望ましくは90%以上の光が出光する面である。また、非発光面100bは全く光を出光しない面に限らず、発光面100aよりも発光が少ないことを意味するものである。例えば、光源100から出光する光を10としたとき、発光面100aが9、非発光面100bが1程度、出光する場合も許容する。
また、OLEDパネル100を構成する部材のうち、陽極22は、例えば、透明導電膜であるITO(Indium Tin Oxide)電極が用いられている。また、正孔輸送層24、発光層26、電子輸送層25も、光を透過する材料によって形成されることにより、または、薄膜であることにより、光を透過することが可能になっている。一方、陰極23はアルミニウムや銀等の、電気伝導率が高く、光を透過せずに反射する高反射部材により形成されている。
図2は、図1のB−B断面図である。すなわち、図2は、陰極23の断面図である。OLEDパネル100は、陽極22とで発光層26を挟む陰極23が微細パターン構造を有する。高反射部材により形成される陰極23は、例えば微細配線となって、所定の配線パターンで形成されており、OLEDパネル100を厚さ方向に見た場合、隣り合う陰極23と陰極23との間は、空隙36になっている。微細配線とは、例えばストライプ状の配線パターンである。陰極23は、光を透過しない部材によって形成される一方、他の部材は光を透過するようになっているため、OLEDパネル100を厚さ方向に見た場合は、陰極23の位置では光を透過せず、陰極23と陰極23との間の空隙36では、光を透過することが可能となる。このため、OLEDパネル100は、光が空隙36を透過することにより、非点灯時には光を透過することが可能となる。なお、OLEDパネル100を厚さ方向に見た場合における陰極23と空隙36との割合は、所望の光の透過率に応じて適宜設定するのが好ましい。なお、陰極23は、ストライプ状に限らず、格子状などであっても良い。
続いて、図3を用いて、OLEDパネル100の作用について詳細に説明する。図3は、OLEDパネル100の説明図である。まず、図3を用いて、OLEDパネル100の非点灯時の作用について詳細に説明する。
OLEDパネル100は、非点灯時には電気が印加されず、正孔や電子が供給されないため、発光層26では発光が行われない。すなわち、非点灯時には、OLEDパネル100から照射する光はない。また、OLEDパネル100に対して厚さ方向に入射する光は、陰極23のみで遮光され、空隙36の部分では透過する。このため、OLEDパネル100におけるガラス基板30側にいる人は、陰極23側からガラス基板30側に向かい、空隙36を透過してから電子輸送層25、発光層26、正孔輸送層24、陽極22を透過し、さらにガラス基板30を透過する透過光T1を視認することができる。同様に、OLEDパネル100における陰極23側にいる人は、ガラス基板30側から陰極23側に向かい、空隙36を透過した透過光T2を視認することができる。
続いて、図3を用いて、OLEDパネル100の点灯時の作用について詳細に説明する。OLEDパネル100を点灯させる際には、OLEDパネル100に電気を印加する。これにより、陽極22では正孔を伝導し、伝導した正孔は、正孔輸送層24によって発光層26に向けて輸送する。また、陰極23では電子を伝導し、伝導した電子は、電子輸送層25によって発光層26に向けて輸送する。正孔輸送層24で輸送された正孔と、電子輸送層25で輸送された電子とが発光層26に運び込まれると、これらの正孔と電子とは、発光層26で結合する。これにより、発光層26の発光材料が発光する。
発光層26で発光した光のうち、ガラス基板30側に向かう光は、正孔輸送層24や、透明電極からなる陽極22を透過し、さらにガラス基板30を透過することにより、照射光L1として発光面100aから出射する。
一方、発光層26で発光した光のうち、陰極23側に向かう光は、電子輸送層25を透過して陰極23に到達する。陰極23は、光を透過しないで反射する高反射部材により形成されているため、陰極23に到達した光は、陰極23で反射される。陰極23で反射された光は、ガラス基板30側の方向に向かい、発光層26からガラス基板30側に向かう光と同様に、照射光L1として発光面100aから出射する。OLEDパネル100の点灯時は、このように照射光L1が発光面100aから出射することにより、発光面100aが位置する側の方向に光が照射される。
また、OLEDパネル100の点灯時においても、空隙36を透過することにより光はOLEDパネル100を透過する。このため、陰極23側からOLEDパネル100に入射した光は、OLEDパネル100を透過する透過光T1となってガラス基板30側に透過する。
しかし、陰極23側からガラス基板30側に透過する透過光T1は、OLEDパネル100の点灯時に発光面100aから出射する照射光L1に対して、光量が少なくなっている。このため、ガラス基板30側にいる人は、陰極23側からガラス基板30側に向かう透過光T1を視認することは困難なものとなっている。つまり、OLEDパネル100の点灯時の照射光L1は、陰極23側からガラス基板30側に向かう透過光T1よりも、光量が多いため、この透過光T1は、照射光L1にかき消されてしまう。このため、OLEDパネル100におけるガラス基板30側にいる人は、陰極23側からガラス基板30側に向かう透過光T1を視認することが非常に困難、或いは、視認することが出来なくなっている。一方、OLEDパネル100における陰極23側にいる人は、ガラス基板30側から封止ガラス31側に向かう透過光T2を視認することができる。
このように、OLEDパネル100の点灯時は、ガラス基板30側、即ち、発光面100a側から照射光L1を照射し、ガラス基板30側から陰極23側に透過する透過光T2のみを視認することが可能になっている。
続いて、本実施形態に係る照明装置1について説明する。本実施形態に係る照明装置1では、屈折率が1.4〜1.9であり、透光部材と光源の発光面の間に、両方の面に密着するように透光性の干渉縞抑制手段が設けられる。この点について、図4〜図5を用いて詳細に説明する。
図4は、実施形態に係る照明装置1の詳細断面図である。図4に示すように、照明装置1は、OLEDパネル100と、透光部材50と、密着部材200(干渉縞抑制手段の一例に相当)とを具備する。OLEDパネル100は、点灯時に発光する発光面100aと、発光面100aの裏側の非発光面100bとを有する。また、OLEDパネル100は、点灯時に非発光面側100bから発光面側100aを視認可能である。また、OLEDパネル100は、消灯時に発光面100aと交差する方向に光を透過可能な光源である。またOLEDパネル100は、発光面100aが後述する透光部材50に対向するように設けられる。
透光部材50は、発光面100aに設けられる。ここで、例えば、透光部材50は、光を透過する透明媒体によって形成される。一例としては、水槽の側壁であり、透光部材50は、フィルムやプラスチック、強化ガラス等によって形成される。
密閉部材200は、OLEDパネル100の発光面100aに重ねて設けられる。ここで、密閉部材200は、発光面100aと透光部材50とに密着する。言い換えると、密閉部材200は、透光部材50とOLEDパネル100の発光面100aとの間に、両方の面に密着するように設けられる。密閉部材200は、透光性を有する。また、密閉部材200は、屈折率が1.4以上1.9以下である部材によって形成される。密閉部材200の屈折率は、透光部材50の屈折率とOLEDパネル100のガラス基板30の屈折率の間の材料であることが望まれる。例えば、密閉部材200は、例えば透明性の高い接着剤や流動性のある、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ウレタン系などのゲルまたは液体などによって形成される。一例としては、密閉部材200は、OLEDパネル100のガラス基板30や透光部材50と屈折率が近い部材によって形成される。光がガラス基板30、密閉部材200、透光部材50を透過する際に屈折することで発生する光の干渉を防ぐためである。例えば、密閉部材200は、透光部材50よりも硬度の低い材料で構成される。これにより、密閉部材200は透光部材50とOLEDパネル100の機械的な衝撃を緩和する弾性材として作用する。
また、照明装置1では、密閉部材200が発光面100aと透光部材50とに密着するので、OLEDパネル100と透光部材50との間に空気が入るのを防ぐことができる。このため、照明装置1では、光学干渉縞や視野角の変化を軽減することができる。この点について、図5を用いて説明する。
図5は、実施形態に係る照明装置1の作用の説明図である。図5の例では、後述する図6に示す例と比較して、ガラス基板30と透光部材50との間には、発光面100aと透光部材50とに密着する密閉部材200が設けられている。この場合、密閉部材200がガラス基板30と透光部材50とに密着するので、ガラス基板30と透光部材50との間に空気が入るのを防ぐことができる。このため、照明装置1では、空気による光の干渉を抑制することができるので、照射光L3及び透過光T5〜T6の光学干渉縞が生じるのを防ぐことができる。また、照明装置1では、空気による光の干渉を抑制することができるので、視野角が狭くなることを防ぐことができる。このため、照明装置1では、光の干渉による物の見え方の変化を軽減することができるので、OLEDパネル100を介して見る物の見やすさを保つことができる。
ここで、図6を用いて、実施形態に係る照明装置1の比較例として、密閉部材200を設けない照明装置の作用について説明する。図6は、密閉部材を設けない照明装置の作用の説明図である。図6の例では、OLEDパネル100の発光面100a側に透光部材50が設けられた例である。例えば、透光部材50は、OLEDパネル100のガラス基板30を保護するために設けられる。
また、図6の例では、ガラス基板30と透光部材50との間に空気Aiが入っている例である。なお、空気Aiは、例えば、ガラス基板30と透光部材50との間に一律に入らず空気の量にムラがあるものとする。この場合、照射光L2及び透過光T3〜T4は、空気Aiによって光の干渉が起きるため、光学干渉縞が生じる場合がある。また、照射光L2及び透過光T3〜T4は、視野角が狭くなることで物の見え方が変化する場合がある。
例えば、図6に示すように、発光層26から発光される照射光BLは、ガラス基板30から空気Aiに入る際に、ガラスと空気との間で屈折率に差異があるため屈折する。また、照射光BLは、空気Aiから透光部材50に入る際に、カバーと空気との間で屈折率に差異があるため屈折する。このため、OLEDパネル100を介して物を見る場合には、見やすさが損なわれる場合がある。
図7は、密閉部材を設けない照明装置の作用の説明図である。図7の例では、ショーケース10は、底壁11と、ガラスや透明な樹脂材料等の光を透過する材料によって形成される側壁12とを有する。また、図7の例では、ショーケース10は、透光部材50が設けられたOLEDパネル100が側壁12に設けられている。なお、透光部材50とOLEDパネル100との間には、図示しない空気が入っている。また、図7の例では、底壁11上に展示物D1が置かれている。
この場合、図7に示すように、ショーケース10の側壁12には、透光部材50とOLEDパネル100との間の図示しない空気によって光学干渉縞Baが発生する。このため、ショーケース10の内側に置かれた展示物D1の見易さが損なわれる。なお、光学干渉縞Baは、陰極23が縦に形成されたストライプ状であることにより、縦に発生している。陰極23が格子状であれば、格子状の光学干渉縞が発生しやすくなる。光学干渉縞Baは、陰極23の幅と陰極23間の距離、陰極23と透光部材50のOLEDパネル100側の表面との距離などによって発生しやすくなる。光学干渉縞Baの発生を抑制するには、陰極23の幅は100〜200μm、陰極23間の距離は300〜400μm、陰極23と透光部材50のOLEDパネル100側の表面との距離はできるだけ小さくするのが望ましい。
このように、本実施形態に係る照明装置1では、発光面100aと透光部材50とに密着する部材であって屈折率が1.4以上1.9以下の密閉部材200が発光面100aに重ねて設けられるので、密閉部材200を設けない照明装置と比較して、光学干渉縞を軽減することができる。
なお、本発明はショーケースに限らず、様々な用途に活用できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1 照明装置
50 カバー
100 OLEDパネル
200 密閉部材

Claims (2)

  1. 透光部材と;
    点灯時に発光する発光面と、当該発光面の裏側の非発光面とを有し、点灯時に前記非発光面側から前記発光面側を視認可能であるとともに、消灯時に前記発光面と交差する方向に光を透過可能な光源であって、陽極とで発光層を挟む陰極が微細パターン構造を有しており、前記発光面が透光部材に対向するように設けられた光源と;
    屈折率が1.4〜1.9であり、前記透光部材と前記光源の前記発光面の間に、両方の面に密着するように設けられた透光性の干渉縞抑制手段と;
    を具備することを特徴とする照明装置。
  2. 前記干渉縞抑制手段は、前記透光部材よりも硬度の低い材料で構成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
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