JP5154498B2 - 照明装置および平面光出力を生成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置および／または平面光出力の生成に関連する。

今日の汎用照明技術において中心的な光源（ランプ）は、それぞれ、約１２０年前と６０年前にはじめて開発された白熱灯と蛍光管である。それらの製造技術および機能性については、概ね開発し尽くされており、過去１０年において、実質的な改良はなされていない。

過去１０年の間に、半導体で製作されるＬＥＤ、すなわち発光ダイオードの開発は、当初の機能性や利用分野（インジケータ、ステータスランプおよび信号灯、ディスプレイ技術）をはるかに超える段階にまで達した。今日、照明およびバックグラウンド照明という特殊な分野に加えて、屋外でのディスプレイ技術についてもすでに浸透し始めている。

ＬＥＤが、徐々に汎用照明の分野に浸透するには、いまだＬＥＤの製造コストおよび消費者向け小売価格においてかなりの減少が必要である。これが、十分な程度まで達成されれば、「固体照明」の未来像が、２１世紀の照明技術ということになるかもしれない。

このような展開において推進力となるのは、従来技術の光源に比べてＬＥＤがもたらす利点や恩恵である。半導体系ＬＥＤの顕著な利点は、以下のとおりである。

・小型構造（数ミリという寸法）。
・丈夫さ（脆弱なガラス部品を不使用）。
・低い動作温度。
・低い動作電圧（数ボルト）と、可動装置として作動（電池で）。
・一部１００ＭＨｚ等を超える高速変調能力。
・１００００時間等を超える長い耐用期間。
・全電気光源の中で最高の潜在的出力効率を実現。
・高い点輝度。
・環境的適合性（水銀の廃棄が不要等）。

ＬＥＤとは違い、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）系のランプは、まだ開発段階だが、将来の照明光源としてかなりの潜在能力をすでに示している。

これら発光ダイオードの効率が急速に向上し、今日では緑色ダイオードの場合には、無機発光ダイオードの性能をすでに上回っており、ＯＬＥＤは、平面照明のための将来的な市場を開くものである。ＬＥＤと比べて中くらいの輝度の平面照明としては、ＯＬＥＤは、拡散面光源の生成には理想的である。将来的には、ＯＬＥＤは、その薄膜技術によりフレキシブル照明の実現を可能にするかもしれず、その場合、室内照明の全く新しい応用への可能性が開かれる。ＯＬＥＤの利点は以下のとおりである。

・拡散面光源である。
・極薄構造（１ミリから数ミリを下回る厚さ）。
・低動作電圧（数ボルト）で可動装置として作動（電池で）。
・高い出力効率。
・環境適合性（水銀の廃棄が不要）。
・フレキシブルな下部表面上に実現可能。

１９６０年代初期に始まったＩＩＩ-Ｖ族半導体（ＳＣ）技術によって、半導体発光装置により可能な全く新しい種類の電気光生成の可能性が浮上した。ＩＩＩ-Ｖ ＳＣｐｎ接合においては、電子と正孔とが、空間的に狭く限定された領域に注入されて、発光下に再結合する。放射は、概ねモノクロで、その波長はＳＣ材料のバンドギャップにより決定される。カラーＬＥＤは、電子製品や状態表示に主に使用される。ＬＥＤチップの青色の一次光を黄色発光体に部分的に発光変換するという法則に基づく白色ＬＥＤおよび／または色変換ＬＥＤ（３色ＬＥＤから構成される）を、効果照明および汎用照明の分野で主に採用する。ＬＥＤの点輝度は、過去数年で急激に向上しており、今日では数百万ｃｄ／ｍ²に達し、ヘッドライト装置への使用も可能である。

ここで、将来の重要な市場となるのは、ＬＣＤの背景照明である。ＬＥＤを使用する面光源が実現するとすれば、実現には２つの方法が存在する。まず、上流の拡散体を有する直接放射のＬＥＤを面照明に応用する。この場合の欠点は、必要とされる拡散体がより効果的に均一化すればするほど、発光ダイオードへの距離がより大きくなるという点である。そのため、実現された照明領域の厚みが増大し、またカラースペクトルにおける角度依存性にも繋がり得る。もう１つの可能性は、くさび型光学素子を有するＬＥＤまたは散光箔光学素子を有するＬＥＤの横方向の放射であり、横方向に放射された光が視野方向で方向転換する。この場合、その領域での不均一性を回避するためには、散光箔／くさび型光学素子の寸法決めが複雑になる。また、横方向に発光することで、光が転換時に吸収され効率が落ちる。

有機材料からのエレクトロルミネッセンスは、１９６３年にアントラセンの単結晶において初めて発見された。この発見に基き、薄い有機層からなる最初の発光ダイオードが、タン（Ｔａｎｇ）とヴァン・スライク（ＶａｎＳｌｙｋｅ）により１９８７年に発表された。最も単純なケースでは、ＯＬＥＤは、２つの電極（陽極と陰極）の間に配設された有機層から構成される。陽極には、十分な導電性がありかつ可視スペクトル領域で透明なＩＴＯ（インジウム錫酸化物）をコーティングしたガラス基板を使用することが多く、そのため生成された光は、この電極を出ることができる。ＬＥＤとは対照的に、ＯＬＥＤは、輝度が１００〜５０００ｃｄ／ｍ²と比較的低いので、直視照明に向いているが、点光源照明の応用には向いていない。ＯＬＥＤは、アモルファス層系なので、結晶の下敷き面を必要とせず、ほとんどどのような下敷き面上にでも配設できる。白色ＯＬＥＤは、層順における色の組合せ（赤、緑、青）によって得られる。層の厚さが薄い（全層で約３００ｎｍ）ので、フレキシブル下敷き面（プラスチック箔および／または金属箔）の上に実現可能である。１つの問題は、酸素と水に対する感受性が高いことである。ＯＬＥＤを安定させるためには、基板に、さらにガラスのキャップを接着および／または無機および／または有機層の薄層でコーティングする。

この先行技術を前提として、本発明の課題は、より効率的な照明装置および平面光出力を生成するより効率的な方法を提供することである。

この課題は、請求項１の照明装置と請求項１７の方法とにより達成される。

個々の素子、すなわち有機発光素子および無機発光素子の多くの異なる利点を組み合わせて、全体として改善された特徴を有する照明の概念が得られるというのが発明の知見である。ＬＥＤ等の無機発光素子の高度な点ルミネッセンスおよびＯＬＥＤ等の有機発光素子による平面光領域を利用して、両方の照明光源、すなわち、有機と無機、両方の発光素子を組み合わせることで、以下に例として説明するような、宣伝および／または照明等の分野における新規な組合せ照明光源が実現され得る。このような照明の概念についての応用例としては、航空機のキャビン照明等の点照明および背景照明を備える読書灯、一体型ブレーキライトおよび／またはインジケータを備える自動車のテールランプ、入り口領域の点照明または平面色変換ディスプレイを備える建物のための屋外エレクトロルミネッセンスディスプレイなどがある。ほかにも多くの応用が考えられ、たとえば点および平面光素子のあらゆる組合せを含む。

本発明の実施例においては、ＬＥＤを、点照明として使用し、面照明として使用するＯＬＥＤと組み合わせる。この組合せにより、複数の応用のための、非常に平坦で、効果的な照明システムが実現可能となり、ＬＥＤとＯＬＥＤとを組み合わせることで、それぞれの応用に対応する２つの光技術の最適な組合せの可能性が提供され、かつこれは、高度に効率的かつ平坦な照明システムを実現する可能性を意味する。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付の図面を参照しながら、より詳細に説明する。

実施例による照明装置の断面図である。 他の実施例による照明装置の断面図である。 他の実施例による照明装置の断面図である。 実施例による図３の光学層の効果を説明するための模式図である。 他の実施例による照明装置の断面図である。 さまざまな実施例の放射方向に沿ったＬＥＤとＯＬＥＤの出光面の投影図である。 さまざまな実施例の放射方向に沿ったＬＥＤとＯＬＥＤの出光面の投影図である。 さまざまな実施例の放射方向に沿ったＬＥＤとＯＬＥＤの出光面の投影図である。 他の実施例による照明装置の断面図である。 他の実施例による照明装置の断面図である。 実施例による照明装置を実現するために可能な構成例の断面図である。 照明装置を実現するために可能な他の構成例の断面図である。 照明装置を実現するために可能な他の構成例の断面図である。 実施例による照明装置の上面図である。 他の実施例による照明装置の上面図である。 実施例による一体化された照明装置を備えるランプの側面図および上面図である。 他の実施例によるランプに一体化される照明装置の上面図である。

図１は、実施例による照明装置１０を示す。図１の照明装置１０は、有機発光素子１２および１以上の無機発光素子（図１では、１４ａおよび１４ｂの２つの装置を例示）を備える。有機発光素子１２は、無機発光素子１４ａおよび１４ｂそれぞれの出光面１８ａおよび１８ｂより大きな出光面１６を備える。図１の実施例では、有機発光素子１２および無機発光素子は、各々、一方向または相互に平行になっている放射方向２０、２２ａおよび２２ｂを備える。ここで、放射方向とは、たとえば、それぞれの素子１２，１４ａおよび１４ｂが最大強度で放射する方向、またはそれぞれの素子１２，１４ａおよび１４ｂがセントロイドまたは平均という意味で放射する方向を指す。図１において、発光素子１４ａおよび１４ｂは、有機発光素子１２の出光面１６から離れる側２４に隣接して配設され、出光面１６，１８ａおよび１８ｂが相互に平行になっており、有機発光素子１２は、無機発光素子１４ａおよび／または１４ｂが配設される位置において、透明部、すなわち部分２６ａおよび２６ｂを備え、これらは、厚み方向および／または放射方向において完全に透明であり、たとえばこれは、有機発光素子１２の電極、すなわち陽極または陰極の一方における対応する開口より実現することができ、これについては、図７を参照して後述する。位置２６ａおよび２６ｂに横方向に隣接する領域においては、有機発光素子１２は、無機発光素子１４ａおよび１４ｂの光に対して、不可入性または不透明でもよい。

当然、たとえば接着剤などを使って、素子１４ａおよび１４ｂを素子１２の背面２４上に固定してもよい。しかしながら、素子１２と素子１４ａおよび／または１４ｂを固定する構成を、素子１２，１４ａおよび１４ｂを保持するフレームを介する等、別の方法で実現することもできる。

素子１２，１４ａおよび１４ｂは、ダイオード以外の素子でもよいが、以下の記述では、例としてこれらの素子がダイオード、すなわちＬＥＤであると仮定する。しかしながら、図１による本実施例およびそれ以外の実施例の両方について、他の実現例も可能であると考えられるため、以下の説明においては、図示したダイオードに代えて、半導体等の他の無機および／または有機発光素子を使用できるという事実については、言及を省略しているものとする。

図１の実施例においては、有機発光素子１２、すなわち有機発光ダイオード等が、１以上の透明な箇所を備える平面光照明として形成され、その箇所を介して、たとえばＯＬＥＤのすぐ上流に位置する無機ＬＥＤ等の無機素子が光を発し、図２の実施例では、有機発光ダイオード１２自体が横方向全体に透明に製作され、この場合も２つの無機ＬＥＤ、すなわち１４ａおよび１４ｂ等が、直接ＯＬＥＤ１２を介して光を発する。それ以外は、図２の実施例は、図１の実施例に相当する。

図３は、図１の実施例の他に可能な変更例を示す。特に、図３の実施例によれば、ＯＬＥＤ１２の出光面１６を構成する側等、放射方向２０，２２ａおよび／または２２ｂにおいて、有機発光ダイオード１２の下流に、光学層３０が設けられ、同光学層は、横方向、すなわち放射方向２０，２２ａおよび２２ｂに対して横断方向に、たとえば層３０によって、ＯＬＥＤ１２が放射する立体角分布よりも、ＬＥＤ１４ａおよび／または１４ｂが放射する立体角分布が強く影響を受けるという、横方向に変動する光学特性を有する（前者の分布は、層３０により全く影響を受けない）。

たとえば、図４は、ＬＥＤがある方向付けられた放射分布３２を含むことを示し、これは、ＬＥＤ１４ａを出る光線についてのおよび／または出光面１８ａのある位置についての放射角度分布を、それぞれの方向に放射が増え、その位置から離れるように放射状に移動する線３２により示す。図示のとおり、方向付けられた放射分布３２は、たとえば、層３０の光出口側３６におけるＬＥＤ１４ａの光が、もう１つのまたは異なる立体角分布３８、すなわちたとえばこの場合、異なる立体角セントロイド２２ａ’を有する分布で、層３０を出る光になるよう、層３０の光学特性３４により影響を受ける。層３０の他の実施例によれば、層３０が及ぼす影響３４は、さらに、または、代替的に、立体角拡大にも影響を与えてもよく、すなわち、たとえば拡散層の場合のように、元の放射分布３２と分布３４とに拡大の差が生じ得る。

図４は、層３０の光学特性３４が、ＯＬＥＤ１２の放射光の立体角分布４０に影響を与える様子も例示し、図４の例では、側３６の層を出て、ＯＬＥＤ１２の光から生じる光が、ＯＬＥＤ１２の出光面１６元来のものと同じまたはほとんど同じ放射特性を有するように、すなわち、たとえばＬＥＤ１４ａの分布３２よりも、こちらのほうがより大きな拡散分布層４０になるように、層３０が形成されるものと仮定する。

光学層３０は、たとえばＬＥＤ１４ａおよび／または１４ｂの光を、複数のＬＥＤ１４ａおよび１４ｂが存在する場合には、それぞれのＬＥＤについて当然同じ方向でもよいし、異なる方向でもよいが、ある方向に向ける導光層でもよく、これについては、図３に示す。

図１の場合、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂは、放射方向２０に対してＯＬＥＤ１２の上流に配設されていた。図５の実施例では、その代替例を示す。この実施例では、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂは、放射方向２０において、ＯＬＥＤ１２の下流に配設される。図５に示すとおり、ＯＬＥＤ１２は、ＯＬＥＤ１２が放射しない部分５０ａおよび５０ｂを備え、その下流にＬＥＤ１４ａおよび１４ｂが形成され、この部分で、出光面１６がさえぎられるように構成することもできる。しかしながら、単純な連続出光面１６等を有する横方向に完全に発光するＯＬＥＤ１２を使用することもできる。図１の実施例と同様に、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂをＯＬＥＤに関して静止した関係に配設されるよう、出光面１６を構成するＯＬＥＤ１２の側に、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂを装着してもよいし、または他の態様で保持してもよい。

完璧を期するため、図１から図５の実施例において、無機ＬＥＤの数は可能性として、図面に示される２に限定されないし、上記の１にも限定されず、他のいかなる数にも限定されないことを指摘する。どの数でも可能である。ＯＬＥＤ１２の出光面１６に横たわるいくつかのＬＥＤ１４ａおよび１４ｂの横方向の分布は、規則的でもよいし、不規則でもよい。

図６Ａは、放射方向２０，２２ａおよび／または２２ｂに沿ったＯＬＥＤ１２およびＬＥＤ１４ａの出光面の投影図の例である。図からわかるとおり、出光面１８ａは、横方向に出光面１６に埋め込まれている。ここで、図６Ａの場合、出光面１８ａの周辺の出光面１６の領域が、二重連続領域を構成する。言い換えれば、図６Ａの実施例では、出光面１８ａが、横方向に完全に出光面１６によって取り囲まれている。図６Ｂでは、必ずしもそうする必要はない。この場合、出光面１８ａのまわりの出光面１６の領域は、単一の連続領域を構成する。図６Ｃに示すとおり、このように、ＯＬＥＤ１２の出光面１６自体が、連続領域を規定しないことも可能である。図６Ｃの場合、たとえば、出光面１６は、６つの部分１６ａ〜１６ｆに小分けされた実質的に矩形の領域６０を構成し、これらの間隙の間に、それぞれＬＥＤ１４ａおよび１４ｂの出光面１８ａおよび１８ｂが配設される。この場合、出光面１６内に出光面１８ａおよび１８ｂを埋め込めば、出光面１６の個々の部分１６ａ〜１６ｆを完全に内接させることができる、最小単一の連続および凸領域内に、出光面１８ａおよび１８ｂを完全に配設するという効果があり、その最小単一の連続および凸領域とは、この場合、矩形６０に相当する。

出光面１８ａおよび１８ｂの和、すなわちＦ_１８＝Ｆ_１８ａ＋Ｆ_１８ｂと、出光面１６の全面積Ｆ_１６の面積比は、２分の１より小さいこと、すなわち、Ｆ_１８／Ｆ_１６＜０．５であることが好ましい。

図６Ａから図６Ｃによれば、出光面１８は常に出光面１６の内部にあって、単数または複数の出光面１８が、出光面１６または出光面１６の部分の端縁にある場合、すなわち、両方の出光面１６と１８とを含む、最小単一連続凸領域Ｆ_Ｇｅｓと、出光面１６のみを含む最小単一連続凸領域Ｆ_１６の面積比が１．２より小さい、すなわちＦ_Ｇｅｓ／Ｆ_１６＜１．２である場合でさえ、ＬＥＤ１４の光とＬＥＤ１２の光とが相互に重なる十分な平面光出力が得られる。この場合、全面積が、さらにまたは代替的に、Ｆ_Ｇｅｓ／Ｆ_１６＞１．０２で表す比率を満してもよい。

出光面１６ａ〜１６ｆは、また、ＯＬＥＤ１２の個別に制御可能な部分でもよい。この場合、各部分１６ａ〜１６ｆは、ＯＬＥＤに対応することになり、または各部分１６ａ〜１６ｆは共通にのみ制御可能な素子である。最初の場合は、各領域１６ａ〜１６ｆは、たとえばＯＬＥＤの２つの電極の一方、すなわち個別の部分１６ａ〜１６ｆにおいて、対応して横方向に構成される陽極または陰極によって規定され、他方の電極は、横方向に連続して、それにより全領域６０にわたって延在してもよい。この場合、ＯＬＥＤ１２が横方向に形成された記号の表示を表示するかまたは可変のコンテンツを表示するための画素ディスプレイとして機能することも可能である。

なお、ＬＥＤの色スペクトルが、ＯＬＥＤのスペクトルと同じでも異なってもよいという事実は、上記全ておよび他の実施例に当てはまる。

図７および図８を参照して、２つの実施例について説明する。これらの実施例においては、ＯＬＥＤの光にＬＥＤの光を重ね合わせる作業を異なる方法、すなわち横方向に発せられたＬＥＤの光をＯＬＥＤの放射方向に向きを変える光学層を用いて、ＯＬＥＤの放射方向に対してＬＥＤの放射方向が横向きになるようにすることにより、実行する。これにより、ＬＥＤの光をＯＬＥＤの光に、混色することができ、かつモノクロまたは白色ＯＬＥＤを、横方向に出光するＬＥＤによって混色できる。

まず、図７は、照明装置１０の実施例を示し、同実施例においては、光学層７０が、放射方向で、ＯＬＥＤ１２の出光面１６を構成するＯＬＥＤ１２の側など、ＯＬＥＤ１２の下流に形成され、１または、図７に示すとおり、それぞれ出光面１８ａおよび１８ｂを有する、２以上の無機ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂを、層７０内へ横方向に光が発射されるよう配設し、このために、その放射方向２２ａおよび２２ｂが、たとえばＯＬＥＤ１２の放射方向２０に対して、横断方向になる。図７の場合には、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂは、層７０の外周に沿って配設される。

光学層７０は、ＯＬＥＤ１２の光およびＬＥＤ１４ａおよび１４ｂの光の両方が、光学層７０のＯＬＥＤ１２から離れる側７４の光出口７２に至るように形成される。光学層は、たとえば散光層、すなわち散乱中心が確立される透明基礎材料の層であり、その密度は、外部から内部へ、またはＬＥＤ１４ａおよび１４ｂから内部へ横方向に増大して、光出口７２におけるＬＥＤの光の割合は、出光面１６にわたって横方向に均一になる。

当然、散光層以外の光学層７０も使用可能である。たとえば、蛍光または燐光層も適切であると考えられ、その場合には、光出口７２の光は、実際、ＯＬＥＤ１２の光とＬＥＤ１４ａよよび１４ｂの光由来のものと考えられるが、少なくとも部分的にＯＬＥＤ１２ならびにＬＥＤ１４ａおよび１４ｂの一次の光とは違うスペクトルの二次光から構成され得る。

さらに、層７０は、くさび型層として構成し、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂの光の横方向の転換を行ってもよい。

図８に示す実施例は、図７の実施例と比較して、ＯＬＥＤ１２が両側、すなわち光学層７０の方向とその反対とに光を放射するよう形成されており、この場合も、光学層７０は、両方の方向に、すなわち側面７４を介してかつＯＬＥＤ１２に面する方向に、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂの光を方向転換するために形成されてもよい。したがって、図８の実施例では、ＯＬＥＤおよびＬＥＤの光が両方とも両側を出ることが可能である。ＯＬＥＤはたとえば層７０におけるＬＥＤ１４ａおよび１４ｂの光由来の光について透明になるように形成される。

図９および図１０を参照して、図１から図３による実施例を実現する詳細な可能な形態について以下に説明する。以下では、無機ＬＥＤがＯＬＥＤの上流に存在する。さらに、これを製造する可能な態様についても説明する。

図９を参照して、ＯＬＥＤ１２は、第１の電極層９０と、１以上の有機層を備える層構造９２と、第２の電極層９４とを備え、これらがこの順番に透明のキャリア基板９６上に配設される。ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂは、回路基板等適切な基板９８上に配設される。電極層および層構造９２は、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂの光については透明であり、かつ図９に示すとおり連続的に形成される。第２の電極層９４は、ＯＬＥＤ１２の放射方向２０に、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂの光を伝送するよう設けられた開口１６０を備えるよう構成される。特に、透明蓋１０２は、基板９６とともに、ＯＬＥＤ１２が内部に配置される閉空洞１０４を形成することにより、繊細なＯＬＥＤ１２を外部から保護する。この透明蓋１０２を介して、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂは、ＯＬＥＤ１２の放射方向２０と同方向に放射するが、このために、回路基板９８は、基板９６に平行に配設されており、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂがＯＬＥＤ１２に対向するようになっている。図９において、基板９６のＯＬＥＤ１２から離れる側に、上に述べたとおり、カップル・アウト拡散体層、すなわち入射光の立体角分布を広げる層等の光学層を任意で設けてもよい。この層は、図９において１０６の参照番号で示す。

製造においては、最初、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）またはＺｎＯ：Ａｌ等の透明の導電材料を、ガラスまたは箔等の基板９６の透明キャリア材料上に堆積して第１の電極層９０を形成し、層９０が依然として外周を規定するよう構成してもよい。その後、たとえば有機層をこの材料の上に堆積して、層構造９２を形成する。たとえば、ここでも導電材料をこの層構造９２上に付与して、第２の電極層９４、すなわち導電蓋電極９４を形成する。この層は、透明、不透明いずれでもよい。不透明の場合には、電極９４はたとえばアルミニウムまたは銀等の金属から構成され、透明の場合には、たとえば金属薄層等の透明導体またはＩＴＯもしくはＺｎＯ等の透明酸化物から構成することができる。蓋１０２は、ガラスもしくは箔または他の透明材料等で形成され、ＯＬＥＤ１２を酸素および水分から保護する。たとえば適当な発射光学部品を備えるＬＥＤ１４ａおよび１４ｂが、回路基板等のキャリア９８上に付与され、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂが、構造上、蓋電極９４が除去されるか欠落しているＯＬＥＤ１２の透明部１００を介して光を発するように、ＯＬＥＤ１２に関して位置決めされるよう取り付けられる。光学層１０６を付与して、基板９６のＯＬＥＤ１２から離れる側に出る光の均一性を改善してもよい。

図１０の実施例は、ＯＬＥＤが透明蓋ではなく、エポキシ樹脂等の透明材料からなる薄層エンキャプシュレーション１０８によって保護される点が図９の実施例とは異なり、同エンキャプシュレーション上に、基板９６から離れる側からの機械的影響から保護するため、たとえばガラスまたは箔という形態の機械的保護１１０が配設される。

図１１は、照明装置の実施例に対応する照明装置の別の技術的実施例を示し、これによればＯＬＥＤとＬＥＤとが同じ高さ（放射方向に見た場合）に配設される。この実施例では、ＯＬＥＤとＬＥＤとが同じ基板９６の上に配設される。特に、ＯＬＥＤ１２はここでも、層９０，９２および９４を含み、今回は、第１の電極層９０のみが、横方向に連続的に形成され、有機層構造９２および第２の電極層９４は、横方向に一致する態様で構成され、１以上の空隙１１２を構成する。１以上のＬＥＤ１４ａおよび１４ｂが、第１の電極層９０の基板９６から離れる側で、この空隙１１２に配設される。基板９６から離れる側から、層構造９２および第１の電極層９４は、構造化されたエンキャプシュレーション１１４により保護され、これは、単数または複数の空隙１１２を自由にしたままにするよう構成される。構造化されたエンキャプシュレーション１１４の基板９６から離れる側には、直接または図１１に示すように中間キャリア１１８を介してＬＥＤ１４ａ，１４ｂが装着される終端プレート１１６が設けられてもよく、これにより、中間キャリア１１８またはプレート１１６自体を適切な設計にすれば、後者は、ＬＥＤ内に生じる熱を除去するためのヒートシンクとしての役割を果たし得る。

製造については、たとえば、有機層構造９２および蓋電極９４は、まずエンキャプシュレーション１１４で密封され、これらの装置を第１の透明電極９０と電気的に接触させることにより、ＬＥＤ１４ａおよび１４ｂの集積が行われ、この電極も、たとえばＩＴＯまたはＺｎＯ：Ａｌでよい。電極９０は、この場合、非視覚領域、すなわち横方向のＯＬＥＤ、ＬＥＤのいずれの光も発光してはいけない領域においてはいずれにおいても、金属層により強化され、端子抵抗値を低減し得る。装着については、たとえば、ワイヤ・ボンディング法またはフリップ・チップ法を使用してもよい。その後、終端プレート１１６を裏側に添付し、特にＬＥＤ１４ａおよび１４ｂの領域内で直接または中間キャリア１５０を介して熱を除去する役割をするようにする。図１１もまた、光学層１０６が、基板９６のＯＬＥＤ１２から離れる側に設けられ得ることを示す。

以下の図を参照し、上記実施例の可能な応用例について説明する。

図１２は、ＬＥＤ１４およびＯＬＥＤ１２の組合せを例示し、ＬＥＤ１４が、ＯＬＥＤ１２の非発光空隙１２０内に配設される。なお、この場合、ＬＥＤおよびＯＬＥＤの配列は、本実施例においても、既出の実施例においても、矩形配列に限定されない。ＯＬＥＤを非矩形に配列することも可能であり、たとえば、図１２の場合のように、特定の文字または文のように、することもできる。たとえば、図１２による構成を効果照明または信号照明において使用することができる。ＬＥＤ１４をたとえば、一時的な点滅態様で切換えたり制御してもよく、またＯＬＥＤにより表示される文字または文の輪郭をハイライトするために使用してもよい。

図１３は、ＯＬＥＤ１００の活性光フィールドまたは出光面内のＬＥＤ１４の配列を示し、この配列の効果照明は、実際の視野においてはより一体化する。図１３に示すような不規則または擬ランダム配列は、特に、星空を表すような効果照明に適している。

図１４は、内部にＯＬＥＤ１２とＬＥＤ１４との組合せを備える照明装置１４４が存在する光ヘッド１４２内の、照明素子またはランプ１４０を示す図である。たとえば、ＬＥＤ１４を、カップル・アウト光学素子（図示せず）と組み合わせて、読書用等の点形またはより局所的な照明の機能をさせることができ、この場合、ＯＬＥＤ１２は、背景の周囲光としての役割をする。

図１４の実施例の変形例を図１５に示す。特に、図１５の場合、ＯＬＥＤ１２内に集積された１を超える数のＬＥＤ領域１４を配設する。ＬＥＤ領域１４’と１４”の両方が、異なる方向に光学的に合焦され得る。このようにして、自動車やバスにおける内部照明において、ある特定の座席を集中的に照らすことが可能となり、または、航空機における一体型ブレーキライトまたはランプの組合せを有するリアライトを構成することができる。

上記においては、専ら簡略化目的で、無機発光素子という場合、ＯＬＥＤとは対照的に、無機ＬＥＤではなくＬＥＤとして言及した。無機ＬＥＤとは、特にＩＩＩ-Ｖ族半導体技術における発光半導体ダイオード等の半導体ＬＥＤでよい。なお、図１の透明領域に関しても、同様のものを、ＯＬＥＤにおける開口か、または、電極の一方における対応する開口のみならず、たとえば図１１に関連しても記載した、有機層スタックにおける開口によっても形成することができる。

１２ ＯＬＥＤ、１４ 無機ＬＥＤ、１６、１８ａ 出光面、２０、２２ａ 放射方向、２６ａ 透明部、３０ 光学層。

Claims (12)

1. 第１の出光面（１８ａ）を有する無機発光素子（１４）と、第１の出光面（１８ａ）より大きい第２の出光面（１６）を有する有機発光素子（１２）とを備える照明装置であって、
   無機発光素子（１４ａ）および有機発光素子（１２）は、無機発光素子（１４ａ）の光と有機発光素子（１２）の光とが相互に重なった平面光出力が得られるように配設されるとともに、それぞれの光を同じ放射方向（２２ａ，２０）に放射し、かつ第１の出光面（１８ａ）が、放射方向（２２ａ，２０）に沿った投影図において、第２の出光面（１６）に埋設されるように、配設され、
   有機発光素子（１２）が、透明部（２６ａ）を備え、
   透明部（２６ａ）が、有機発光素子（１２）の非透明背面電極（９４）における開口により形成される、照明装置。
2. 無機発光素子（１４ａ）が、その光を、前記透明部（２６ａ）を介して放射するよう配設される、請求項１に記載の照明装置。
3. 無機発光素子（１４ａ）の光の立体角放射分布（３２）よりも、有機発光素子（１２）の光の立体角放射分布（４０）に対する影響が小さい光学層（３０）が、放射方向（２２ａ，２０）において、有機発光素子（１２）および無機発光素子（１４ａ）の下流に配設される、請求項１または請求項２に記載の照明装置。
4. 光学層（３０）が、拡散体層、無機発光素子のある位置に局所的な開口部を備える透明層、または横方向に変化する表面レリーフ構造を備える透明層である、請求項３に記載の照明装置。
5. 無機発光素子（１４ａ）が、有機発光素子（１２）に装着される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. いくつかの無機発光素子（１４ａ）が設けられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 無機発光素子（１４ａ）が、第２の出光面（１６）にわたって横方向に分布する平面的に規則的な配列にされる、請求項６に記載の照明装置。
8. 無機発光素子（１４ａ）が、半導体ＬＥＤである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明装置。
9. 有機発光素子（１２）がＯＬＥＤである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明装置。
10. 第１の出光面（１８ａ）を有する無機発光素子（１４）と、第１の出光面（１８ａ）より大きい第２の出光面（１６）を有する有機発光素子（１２）とを備える照明装置であって、
    無機発光素子（１４ａ）および有機発光素子（１２）は、無機発光素子（１４ａ）の光と有機発光素子（１２）の光とが相互に重なった平面光出力が得られるように配設されるとともに、それぞれの光を同じ放射方向（２２ａ，２０）に放射し、かつ第１の出光面（１８ａ）が、放射方向（２２ａ，２０）に沿った投影図において、第２の出光面（１６）に埋設されるように、配設され、
    無機発光素子（１４ａ）の光の立体角放射分布（３２）よりも、有機発光素子（１２）の光の立体角放射分布（４０）に対する影響が小さい光学層（３０）が、放射方向（２２ａ，２０）において、有機発光素子（１２）および無機発光素子（１４ａ）の下流に配設される、照明装置。
11. 光学層は、無機発光素子の光の立体角放射分布の立体角セントロイドが有機発光素子の光の立体角放射分布に比べてより多く曲折される程度に無機発光素子の光の立体角放射分布に影響する、請求項１０に記載の照明装置。
12. 無機発光素子が、ブレーキライトおよび／またはインジケータとして機能する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の照明装置を備える自動車のテールランプ。

Images