JP5140368B2

JP5140368B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP5140368B2
Application number: JP2007258026A
Authority: JP
Inventors: 誠高村; 将史田中
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2027-10-01
Also published as: CN101874177A; EP2204605B1; JP2009087830A; US20100328943A1; EP2204605A1; US8556459B2; CN101874177B; EP2204605A4; WO2009044616A1

Description

本発明は照明装置に関し、さらに詳しくは、複数の面光源パネルを備える照明装置に関する。

従来、面光源パネル（照明装置）としては、図８（ａ）に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような面光源パネル１００は、透明基板１０１と封止用基板１０２との間に陽極、有機ＥＬ層、陰極の積層体（図示省略する）が介在されている。そして、透明基板１０１と封止用基板１０２の周縁部同士の間には、内部空間を取り囲むようにシール材１０３が設けられている。

近年、図８（ｂ）に示すように、比較的小型の複数の面光源パネル１００を二次元的に並べて擬似的に大型の照明装置１１０を作製しようとする試みが行われている。このように複数の面光源パネル１００を用いて作製しようとする理由は、面光源パネル１００の製造歩留まり考慮するからである。即ち、単一の面光源パネル１００で大面積の照明装置を作製しようとすると、面積に比例して欠陥を含む不良品となる率が増大して歩留まりが悪くなるからである。
特開２００５−３８６６１号公報

しかし、複数の面光源パネル１００を二次元的に並べて大型の照明装置１１０を作製しようとすると、以下に説明するような問題がある。

即ち、それぞれの面光源パネル１００は、図８（ａ）に示すように、発光領域１０４を取り囲むように額縁状にシール材１０３が設けられているため、このシール材１０３が設けられたシール領域１０５は当然ながら発光を行わない領域として存在する。図８（ｂ）に示すように、互いに隣接する面光源パネル１００同士の境界（継ぎ目）や、照明装置１１０の周縁に位置するシール領域１０５などが暗く目立つため、均一に面発光を行う大型の照明装置１１０の実現が困難であった。特に、面光源パネル１００同士の境界では、両方の面光源パネル１００のシール領域１０５が隣接するため広い暗部ができてしまうという問題点があった。

また、複数の面光源パネル１００を二次元的に並べて大型の照明装置１１０を作製した場合に、発光面を湾曲もしくは屈曲できる機能を有することが要望されている。しかし、上記照明装置１１０と同様にシール領域１０５が存在するため面光源パネル１００同士の境界部分や周縁部分の暗部が目立つという問題に加えて、湾曲もしくは屈曲させることにより面光源パネル１００同士の間に隙間が生じるという問題が解決されない限り実用化することは困難であった。

本発明の主たる目的は、面光源パネル同士の継ぎ目部分に暗部ができず輝度の面内均一性が高い照明装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、湾曲もしくは屈曲させることができ、しかも面光源パネル同士の境界部分などに暗部が生じない照明装置を提供することにある。

そこで、本発明の特徴は、互いに隣接するように二次元的に配置された複数の面光源パネルと、それぞれの面光源パネルにおける発光領域の表面に底面が配置され、底面より光出射方向側の斜め外側へ向けて傾斜するように形成された反射ミラー面となる側面を有し、発光領域からの出射光および側面からの反射光を出射させる出射表面を有する複数の光拡散反射板と、を備え、複数の光拡散反射板同士が互いに隙間無く隣接して連続面を形成するように配置され、光拡散反射板は、底面の輪郭よりも外側に位置する部分が透明であることを要旨とする。
このように底面の輪郭よりも外側、即ち発光領域よりも外側に位置する光拡散反射板の部分を透明とすることにより、発光領域よりも外側の発光を行っていない領域での光出射量を大きくすることができ、照明装置の輝度の面内均一性をさらに向上できる。

また、互いに隣接する面光源パネル同士は、屈曲可能に設けられている構成としてもよい。このような構成とすると、照明装置として屈曲した発光面を実現でき、周囲の環境に応じた照明効果を奏することが可能となる。

さらに、複数の面光源パネルは、互いに隣接するように二次元的に配置され、且つ互いに屈曲可能に接続された複数の電極板に沿って設けられ、電極板の屈曲に応じて境界部で屈曲可能であってもよい。

また、互いに隣接する面光源パネル同士は、それぞれユニバーサルリンクの一対の自由端が裏面側に回転自在に支持されて接続され、互いに屈曲した状態で光拡散反射板同士の端縁部が当接する構成としてもよい。

さらに、光拡散反射板の出射表面は、光拡散構造となっていることが好ましい。これにより、発光領域からの光および側面から反射光が出射表面に到達すると出射表面で拡散されるため、輝度や色度の視角依存性を小さくでき、視野角を大きくすることができる。この光拡散構造としては、例えば、出射表面を粗面加工してできた粗面でもよいし、光拡散フィルムを貼り合わせてなる構造でもよい。

本発明によれば、光拡散反射板における、面光源パネルの非発光領域上に位置する部分へ発光領域側から導光されるため、照明装置全体として輝度の面内均一性を向上できる。

特に、本発明によれば、面光源パネルを数の制限無く二次元的に配置しても面光源パネル同士の境界部に暗部が発生することを抑制できるため、光学的に一体化した大型の面光源となる照明装置を構築することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態に係る照明装置の詳細を図面に基づいて説明する。

［第１の実施の形態］
図１および図２を用いて、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置１について説明する。

（照明装置の概略構成）
図１に示すように、本実施の形態の照明装置１は、複数の面光源パネル２と、この面光源パネル２の光出射側に配置された複数の光拡散反射板３と、を備えて大略構成されている。

（面光源パネルの構成）
面光源パネル２は、それぞれ同程度の大きさの矩形状の透明基板４と封止用基板５との間に陽極、有機ＥＬ層、陰極などの積層体（図示省略する）が介在されている。そして、透明基板４と封止用基板５の周縁部同士の間には、内部空間を取り囲むようにシール材（図示省略する）が設けられている。なお、本実施の形態における面光源パネル２の構成は、図８（ａ）に示した面光源パネルと同様の構成である。そして、これら面光源パネル２は、図１に示すように、二次元的に縦横に隙間が発生しない程度に、図示しない支持基板上に配置・固定されている。

（光拡散反射板の構成）
光拡散反射板３は、例えば、光拡散機能を有するアクリル板で構成されている。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、光拡散反射板３の構造は、出射表面３ａが底面３ｂより面積の大きい台状の板構造である。具体的には、矩形状の底面３ｂが、面光源パネル２の発光領域Ａ１と合致するように同一面積もしくは、発光領域Ａ１を完全に覆うようにやや大きめに設定されている。そして、底面３ｂと平行をなす出射表面３ａは、図２（ａ）に示すように、面光源パネル２の平面輪郭と同程度の大きさであり、平面的に見ると、図２（ｂ）に示すように、面光源パネル２と出射表面３ａの輪郭がほぼ重なるように設定されている。出射表面３ａと底面３ｂのそれぞれ対応する辺同士の間の側面３ｃは、底面３ｂから出射表面３ａに向けて斜め外側へ傾斜するように形成されている。即ち、光拡散反射板３の周縁部は、図２（ａ）に示すように、オーバーハング状となるように形成されている。本実施の形態においては、この側面３ｃと面光源パネル２の表面とのなす角度θは、４５±１０°となる範囲で設定される。

なお、この光拡散反射板３のレイズ度は、面光源パネル２のサイズや拡散させる程度、面光源パネル２側からの出射光の強さなどに応じて、任意に最適化すればよい。なお、光拡散反射板３は、上述したように、アクリルなどの樹脂で形成されることが好ましいが、内部まで白濁した光拡散機能を有するガラスなどを用いることも可能である。

上述したように、複数の面光源パネル２同士は、二次元的に縦横に隙間が発生しないように、図示しない支持基板上に配置・固定されている。したがって、図１に示すように、面光源パネル２上に配置された光拡散反射板３同士も互いに隣接して縦横に隙間が発生しないように配置されている。

（照明装置の作用）
照明装置１を構成するそれぞれの面光源パネル２が駆動されると、面光源パネル２の発光領域Ａ１から光が光拡散反射板３側へ出射される。光拡散反射板３において、発光領域Ａ１の直上に位置する部分は光が拡散される。傾斜する側面３ｃを有しない光拡散反射板を用いた場合でも同様である。

図２（ａ）に示すように、面光源パネル２の非発光領域Ａ２は、本来、発光は行われていないため、光拡散反射板３を設けなければ暗部となる領域である。しかし、本実施の形態では、光拡散反射板３の側面３ｃがこの非発光領域Ａ２に対応して配置されているため、光拡散反射板３内で拡散されて側面３ｃへ向かう光や、発光領域Ａ１から直接側面３ｃへ向かう光は、側面３ｃが反射ミラーとして機能して出射表面３ａ側へ反射される。このように、面光源パネル２同士の境界部の非発光領域Ａ２でも出射表面３ａから光が出射されるため、この非発光領域Ａ２は暗部として視認されることはない。光拡散反射板３の側面３ｃの傾斜角度θや拡散機能粒子の配合などを調整することにより、出射表面３ａにおける発光領域Ａ１と非発光領域Ａ２とに対応する領域同士を、同等の輝度に設定することが可能となる。

以上、第１の実施の形態に係る照明装置１の構成について説明した。このような照明装置１では、複数の面光源パネル２を用いて見かけ上、継ぎ目がなく、光学的に一体化した一つの発光面を有する。

面光源パネル２は、発光面積に比例して欠陥が多くなり歩留まりが悪化する。しかし、本実施の形態では、歩留まりの良好な小さい面積の面光源パネル２を複数用いて、大きな面積で、且つ輝度の面内均一性の高い照明装置１を実現できる。

本実施の形態に係る照明装置１を、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いた場合、面光源パネル２同士の継ぎ目が暗部とならないため、表示品質の高い液晶表示装置とすることができる。

なお、本実施の形態では、面光源パネル２を有機ＥＬ材料を用いた例で説明したが、面発光を行うものであれば、これに限定されるものではない。有機ＥＬ材料の他には、例えば無機ＥＬ材料を用いたものなどがある。

（光拡散反射板の変形例）
図３（ａ）および（ｂ）は、第１の実施の形態における光拡散反射板３の変形例を示している。この光拡散反射板３は、平面視したときに底面３ｂより外側の部分が透明な透明部３ｄとして形成している。また、出射表面３ａには、粗面加工を施しており、光拡散機能を高めている。

この変形例に係る光拡散反射板３は、側面３ｃの傾斜角度θが４５°以下のような傾斜が緩い場合に有利となる。即ち、傾斜角度θの傾斜が緩い場合は、面光源パネル２の発光領域Ａ１から直接、側面３ｃに光が届きにくく、発光領域Ａ１直上の光拡散反射板３内で拡散された少ない光が届くようになる。ここで、光拡散反射板３における非発光領域Ａ２に対応する部分が光拡散用粒子で白濁していると、光損失が大きくなり、面光源パネル２同士の隣接する部分である非発光領域Ａ２が暗くなりやすくなる。このため、この部分を透明部３ｄとすることで、光損失が少なくなり有利となる。

また、上述したように、出射表面３ａには粗面加工が施してあるため、出射表面３ａ全体が光拡散面となり、光拡散反射板３の出射表面３ａにおける透明部３ｄとそれ以外の部分との境界を不鮮明にすることができ、輝度の面内均一性の向上に寄与する。

第１の実施の形態によれば、光拡散反射板３における、面光源パネル２の非発光領域（例えばシール材が設けられた領域や周縁部分）上に位置する部分では、発光領域側から導光されて直接、出射表面３ａから光出射を行ったり、側面３ｃで反射された光の出射を行うため、照明装置１全体として輝度の面内均一性を向上できる。したがって、第１の実施の形態によれば、光学的に一体的な連続面を形成することができる。

［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置１０について、図４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。

図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施の形態の照明装置１０は、複数の面光源パネル１１と、これら面光源パネル１１のそれぞれの光出射側の面（表面）に設けられた、面光源パネル１１と同数の光拡散反射板１２と、面光源パネル１１の裏面側に設けられている、面光源パネル１１と同数の放熱板１３と、互いに隣接する放熱板１３同士を屈曲可能に連結するユニバーサルリンク１４と、から大略構成されている。

面光源パネル１１は、図２（ａ）および（ｂ）に示した、上記第１の実施の形態に係る面光源パネル２と同様のものであるため説明を省略する。

本実施の形態では、光拡散反射板１２の出射表面１２ａが、放熱板１３や面光源パネル１１よりも大きな面積に設定されている。即ち、この出射表面１２ａの周縁は、放熱板１３や面光源パネル１１の平面視の輪郭よりも外側に位置するように設定されている。なお、光拡散反射板１２における他の構成は、上記第１の実施の形態と同様であり、底面１２ｂや反射ミラーとして機能する側面１２ｃを有する。

また、本実施の形態では、上記第１の実施の形態のように面光源パネル１１を平面上に支持基板に配置・固定するものではなく、互いに隣接して相互に屈曲可能に連結された放熱板１３のそれぞれに、面光源パネル１１および光拡散反射板１２を設けたものである。

ここで、放熱板１３同士は図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ユニバーサルリンク１４で連結されている。ユニバーサルリンク１４は、一対のアーム部１４ａが一方の端部同士で回動可能に回転軸１４ｂで軸支されている。一対のアーム部１４ａの自由端には球面を有するボール部１４ｃが形成されている。これらボール部１４ｃは、放熱板１３の裏面に回動可能に支持されている。なお、本実施の形態では、ボール部１４ｃが放熱板１３の裏面に回動可能に埋設された例を示しているが、球面以外に円錐面等に沿って曲げることができるようにしてもよい。

本実施の形態では、アーム部１４ａが、ボール部１４ｃを支点として放熱板１３の裏面に対して自由に揺動可能となる。このようなユニバーサルリンク１４を用いることにより、一対のアーム部１４ａのボール部１４ｃ同士の距離を変化させることにより、放熱板１３どうしの距離を変化させることができる。この結果、光拡散反射板１２の周縁部同士を隙間が生じないように接触させた状態で、互いに隣接する光拡散反射板１２の出射表面１２ａ同士が互いに屈曲した状態で連続面を形成するようにできる。図４（ａ）は連続面を形成する複数の出射表面１２ａが全体として凸面となるように屈曲させた状態を示す。図４（ｂ）は連続面を形成する複数の出射表面１２ａが全体として平面となるように調整した状態を示す。図４（ｃ）は連続面を形成する複数の出射表面１２ａが全体として凹面となるように屈曲させた状態を示す。

本実施の形態では、連続面を形成する出射表面１２ａの隣接する光拡散反射板１２同士で相対的に角度を任意に変化させることができるため、用途に応じた形状の照明装置１０を容易に作製することが可能となる。

本実施の形態に係る照明装置１０においても、複数の面光源パネル１１を用いて見かけ上、継ぎ目がなく、光学的に一体化した一つの発光面とすることができる。

本実施の形態に係る照明装置１０を、例えば装飾看板のバックライトとして用いた場合、筒状の装飾看板の内側に照明装置１０自体も筒状にした状態で配置することができ、環境に応じて任意の形状に変化させることが可能となる。本実施の形態においても、面光源パネル１２同士の継ぎ目が暗部とならないため、表示品質を高める照明とすることができる。

（連結構造の変形例１）
なお、第２の実施の形態は、放熱板１３同士をユニバーサルリンク１４で連結した構成であるが、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、面光源パネルを支持するベース板１５を複数用意し、互いに隣接するベース板１５同士をユニバーサルリンク１６で連結するようにしてもよい。図５（ａ）および（ｂ）に示すユニバーサルリンク１６は、図４（ａ）〜（ｃ）に示したユニバーサルリンク１４とアーム部１６ａの形状が異なるだけで、ボール部１６ｂが放熱板１３の裏面に揺動可能に支持されている点、ならびに他の機能もほぼ同様であるため詳細な説明は省略する。なお、図６（ａ）に示した変形例では、ベース板１５同士が列単位もしくは行単位で屈曲できるように、図６（ａ）に矢印で示すｘ方向、ｙ方向の辺が互いに隣接する箇所にそれぞれユニバーサルリンク１６を設けている。

この変形例１では、ベース板１５の表面に面光源パネルおよび光拡散反射板を配置することにより、上記第２の実施の形態と同様の機能を有する照明装置とすることができる。

（連結構造の変形例２）
図６および図７は、連結構造の変形例２を示している。この変形例２では、矩形状の複数の電極板１７を二次元的に縦横に配置して、互いに隣接する電極板１７の縦または横の隣接して対向する辺同士をヒンジ部１８を介して屈曲可能に接続した例である。図６および図７に示すように、この変形例２では、面光源パネル１１が、ヒンジ部１８で連結されていない互いに隣接する電極板１７同士を跨ぐように設けられている。そして、図６に示すように、電極板１７の裏面には、放熱板１３が添うように設けられている。なお、この変形例２では面光源パネル１１が互いに隣接する電極板１７同士を跨ぐように配置したが、電極板１７の表側に輪郭どうしがほぼ重なるように配置してもよい。

上述の連結構造の変形例２において、面光源パネル１１の上に、上記第２の実施の形態と同様の光拡散反射板を配置することで、出射表面同士が互いに屈曲できる照明装置とすることができる。

上記第２の実施の形態によれば、面光源パネル１１を数の制限無く二次元的に配置しても面光源パネル１１同士の境界部に暗部が発生することを抑制できるため、光学的に一体化した大型の面光源となる照明装置１０を構築することが可能となる。

［その他の実施の形態］
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記第１および第２の実施の形態では、複数の面光源パネル２，１１、放熱板１３、ベース板１５、電極板１７などを同程度の大きさに設定したが、部分的に縦横寸法が異なるものが混じる構成としてもよい。特に、上記第２の実施の形態において、屈曲する部分の面光源パネルなどを狭い幅に設定することで、曲面に近似する連続面を形成することも可能となる。

また、上記第１の実施の形態では、光拡散反射板３の側面３ｃと面光源パネル２の表面とのなす角度θを４５±１０°となる範囲で設定したが、これに限定されるものではなく、光拡散反射板３の厚さ寸法や構成材料などの各種条件により適宜設定すればよい。

さらに、上記第１の実施の形態では、出射表面３ａに粗面加工が施した例を説明したが、出射表面３ａに光散乱用フィルムを貼り合わせる構造としてもよい。

また、上記第２の実施の形態では、ユニバーサルリンク１４、１６を用いて連結する例を示したが、隣接する光拡散反射板同士が屈曲できる構成であればユニバーサルリンクに限定されるものではない。例えば、ユニバーサルリンクに代えて弾性を有するゴムシートなどで互いに隣接するもの同士を連結する構成としても勿論よい。

本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の要部斜視図である。（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る照明装置を構成する単位である面光源パネルと光拡散反射板の断面図、（ｂ）は照明装置を構成する単位である面光源パネルと光拡散反射板を組み付けた部分の平面図である。（ａ）は第１の実施の形態における光拡散反射板の変形例を示す断面図、（ｂ）は平面図である。（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施の形態に係る照明装置の説明図であり、（ａ）は連続する出射表面が凸面を形成した状態を示し、（ｂ）は連続する出射表面が平面を形成した状態を示し、（ｃ）は連続する出射表面が凹面を形成した状態を示す。（ａ）は第２の実施の形態の連結構造の変形例１を示す斜視図、（ｂ）は要部断面図である。第２の実施の形態の連結構造の変形例２を示す斜視図である。第２の実施の形態の連結構造の変形例２を示す平面図である。（ａ）面光源パネルの斜視図、（ｂ）面光源パネルを二次元的に配列させた状態を示す参考図である。

符号の説明

Ａ１…発光領域
Ａ２…非発光領域
１…照明装置
２…面光源パネル
３…光拡散反射板
３ａ…出射表面
３ｂ…底面
３ｃ…側面（反射ミラー面）
３ｄ…透明部
４…透明基板
５…封止用基板
１０…照明装置
１１…面光源パネル
１２…光拡散反射板
１２ａ…出射表面
１２ｂ…底面
１２ｃ…側面（反射ミラー面）
１３…放熱板
１４，１６…ユニバーサルリンク
１５…ベース板
１８…ヒンジ部

Claims

互いに隣接するように二次元的に配置された複数の面光源パネルと、
それぞれの前記面光源パネルにおける発光領域の表面に底面が配置され、当該底面より光出射方向側の斜め外側へ向けて傾斜するように形成された反射ミラー面となる側面を有し、前記発光領域からの出射光および前記側面からの反射光を出射させる出射表面を有する複数の光拡散反射板と、
を備え、
前記複数の光拡散反射板同士が互いに隙間無く隣接して連続面を形成するように配置され、
前記光拡散反射板は、前記底面の輪郭よりも外側に位置する部分が透明であることを特徴とする照明装置。
互いに隣接する前記面光源パネル同士は、屈曲可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記複数の面光源パネルは、互いに隣接するように二次元的に配置され、且つ互いに屈曲可能に接続された複数の電極板に沿って設けられ、当該電極板の屈曲に応じて境界部で屈曲可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
互いに隣接する前記面光源パネル同士は、それぞれユニバーサルリンクの一対の自由端が裏面側に回転自在に支持されて接続され、互いに屈曲した状態で前記光拡散反射板同士の端縁部が当接可能であることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記光拡散反射板の前記出射表面は、光拡散構造となっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の照明装置。