JP5831341B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬパネル（Organic Electroluminescence Panel）を備える照明装置に関する。

面光源として有機ＥＬパネルを用いた照明装置が知られている。特開２０１０−１２３３９７号公報（特許文献１）に開示されている照明装置は、有機ＥＬパネルと、有機ＥＬパネルの有機発光部を面内において選択的に加熱する加熱機構とを備えている。同文献は、この照明装置によれば、面光源として用いられる有機ＥＬパネルの輝度ムラの発生を低減することができると述べている。

特開２０１０−１２３３９７号公報

本発明は、有機ＥＬパネルの輝度ムラの発生をより一層低減することが可能な照明装置を提供することを目的とする。

本発明のある局面に基づく照明装置は、発光領域および非発光領域を有する有機ＥＬパネルと、表面および背面を有し、上記有機ＥＬパネルを駆動する駆動素子が上記背面上に実装され、上記有機ＥＬパネルが上記表面上に取り付けられる基板と、を備え、上記駆動素子は、上記基板の上記背面のうちの上記有機ＥＬパネルの上記非発光領域を上記基板の上記背面に投影したときに得られる投影領域内に配置されている。

本発明の他の局面に基づく照明装置は、発光領域および非発光領域を有する有機ＥＬパネルと、表面および背面を有し、上記有機ＥＬパネルを駆動する駆動素子が上記背面上に実装され、上記有機ＥＬパネルが上記表面上に取り付けられた基板と、を備え、上記有機ＥＬパネルの上記発光領域は、所定の輝度を有する高輝度領域と上記高輝度領域よりも発光輝度が低い低輝度領域とを含み、上記駆動素子は、上記基板の上記背面のうちの上記有機ＥＬパネルの上記低輝度領域を上記基板の上記背面に投影したときに得られる投影領域内に配置されている。

好ましくは、複数の上記有機ＥＬパネルが面状に並べられ、上記駆動素子は、上記基板のうちの外周寄りに位置する上記有機ＥＬパネルを上記基板の上記背面に投影したときに得られる投影領域内に配置されている。

本発明によれば、有機ＥＬパネルの輝度ムラをより一層低減すること可能な照明装置を得ることができる。

比較例における照明装置をその背面側から見た平面図である。 図１中のＩＩ線に囲まれる領域を拡大して示す図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 比較例における照明装置をその表面側（発光面側）から見た平面図である。 実施の形態１における照明装置をその表面側（発光面側）から見た平面図である。 図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態２における照明装置をその表面側（発光面側）から見た平面図である。 図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態３における照明装置をその表面側（発光面側）から見た平面図である。

［比較例］
本発明に基づいた各実施の形態について説明する前に、本発明に関する比較例について説明する。比較例の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

図１は、比較例における照明装置１００をその背面側から見た平面図である。図２は、図１中のＩＩ線に囲まれる領域を拡大して示す図である。図２では、基板２０および基板２０の背面側に配置された駆動素子２１が点線を用いて透過的に図示されており、基板２０の表面側に配置された有機ＥＬパネル１０が実線を用いて図示されている。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。

図１および図２に示すように、照明装置１００は、複数の有機ＥＬパネル１０と、基板２０と、複数の駆動素子２１とを備える。比較例の照明装置１００は、一例として、９枚の有機ＥＬパネル１０と、３つの駆動素子２１とを備えている。複数の有機ＥＬパネル１０は、３×３の行列状（マトリックス状）に並べられ、面状（同一平面上）に配置されている。複数の有機ＥＬパネル１０の各々は、外形が略正方形状に形成され、同一の構成を有している。

図３に示すように、複数の有機ＥＬパネル１０は、基板２０の表面側に両面テープ等を用いて取り付けられ、タイリングされている。複数の駆動素子２１は、図示しない配線パターンおよび図示しない電子部品などとともに、基板２０の背面側に実装されている。本比較例においては、１つの駆動素子２１が、３つの有機ＥＬパネル１０を駆動する。駆動素子２１は、ドライバー回路等を含むＩＣ（Integrated Circuit）から構成されている。本比較例における３つの駆動素子２１は、９枚のうちの中央に位置する有機ＥＬパネル１０に対応する基板２０上の部分に配置されている（図１参照）。

有機ＥＬパネル１０は、有機ＥＬを含む発光手段である。有機ＥＬパネル１０は、透明基板１２（カバー層）、陽極１３、有機層１４、陰極１５、封止部材１６、絶縁層１７、および、発光面１１を含む。陽極１３、有機層１４、および陰極１５は、透明基板１２の表面に順次積層される。

透明基板１２は、たとえば各種のガラス基板から構成される。透明基板１２を構成する部材としては、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）またはポリカーボネイト等のフィルム基板が用いられてもよい。発光面１１は、透明基板１２の有機層１４とは反対側の表面に形成される。

陽極１３は、透明性を有する導電膜である。陽極１３を形成するためには、スパッタリング法等によって、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）等が透明基板１２上に成膜される。フォトリソグラフィ法等によりＩＴＯ膜が所定の形状にパターニングされることによって、陽極１３が形成される。陽極１３は、電極取出部１８（陽極用）および電極取出部１９（陰極用）を形成するために、パターニングによって２つの領域に分割されている。

有機層１４（発光部）は、電力を供給されることによって光（可視光）を生成することができる。有機層１４は、単層の発光層から構成されていてもよく、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、および電子輸送層などが順次積層されることによって構成されていてもよい。

陰極１５は、たとえばアルミニウム（ＡＬ）である。陰極１５は、真空蒸着法等によって有機層１４を覆うように形成される。陰極１５を所定の形状にパターニングするために、真空蒸着の際にはマスクが用いられるとよい。

陰極１５と陽極１３とが短絡しないように、陰極１５と電極取出部１８側の陽極１３との間に絶縁層１７が設けられる。陰極１５の絶縁層１７が設けられる側とは反対側の部分は、電極取出部１９側の陽極１３に接続される。絶縁層１７は、たとえばスパッタリング法を用いてＳｉＯ_２などが成膜された後、フォトリソグラフィ法等を用いて陽極１３と陰極１５とを互いに絶縁する箇所を覆うように所望のパターンに形成される。

封止部材１６は、絶縁性を有する樹脂またはガラス基板などから構成される。封止部材１６は、有機層１４を水分等から保護するために形成される。封止部材１６は、陽極１３、有機層１４、および陰極１５（有機ＥＬパネル１０の内部に設けられる部材）の略全体を透明基板１２上に封止する。陽極１３の一部は、電気的な接続のために、封止部材１６から露出している。

図２および図３を参照して、陽極１３の封止部材１６から露出している（図３左側の）部分は、電極取出部１８（陽極用）を構成する。電極取出部１８と陽極１３とは互いに同じ材料で構成される。電極取出部１８は、有機ＥＬパネル１０の外周に位置する。陽極１３の封止部材１６から露出している（図３右側の）部分は、電極取出部１９（陰極用）を構成する。電極取出部１９と陽極１３とは互いに同じ材料で構成される。電極取出部１９も、有機ＥＬパネル１０の外周に位置する。電極取出部１８および電極取出部１９は、有機層１４を挟んで相互に反対側に位置している。

有機ＥＬパネル１０の電極取出部１８には、電極部材２２が設けられる。電極部材２２は、図示上の便宜のため、図３にのみ記載し、図２には記載していない。電極部材２２と電極取出部１８とは、図示しない銀ペーストなどを用いて互いに固定される。電極部材２２と基板２０に設けられた配線パターン（図示せず）とは、はんだ付けによって接続されている。

有機ＥＬパネル１０の電極取出部１９には、電極部材２３が設けられる。電極部材２３も、図示上の便宜のため、図３にのみ記載し、図２には記載していない。電極部材２３と電極取出部１９とは、図示しない銀ペーストなどを用いて互いに固定される。電極部材２３と基板２０に設けられた配線パターン（図示せず）とは、はんだ付けによって接続されている。電極部材２２および電極部材２３は、基板２０に設けられた図示しない配線パターンなどを通して、駆動素子２１に接続されている。

以上のように構成される有機ＥＬパネル１０においては、有機層１４が形成されている領域にほぼ対応して発光領域Ｒ１が形成され、発光領域Ｒ１の外周に非発光領域Ｒ２が形成される（図３および図４参照）。有機ＥＬパネル１０の有機層１４は、外部の電源装置から、駆動素子２１、基板２０に設けられた図示しない配線パターン、電極部材２２，２３、陽極１３、および陰極１５を通して電力が供給されることによって、光を生成する。有機層１４で生成された光は、透明基板１２および陽極１３を通して、発光面１１の発光領域Ｒ１から外部に取り出される。

ここで、照明装置１００における３つの駆動素子２１は、９枚のうちの中央に位置する有機ＥＬパネル１０に対応する基板２０の部分において実装され、基板２０の駆動素子２１が実装されている部分は、中央に位置する有機ＥＬパネル１０の発光領域Ｒ１に対応している（図１〜図３参照）。他の８枚の有機ＥＬパネル１０に対応する基板２０の部分には、図示しない配線パターンのみが形成されている。

駆動素子２１は、有機ＥＬパネル１０を駆動する際に発熱する。駆動素子２１で発生した熱は、図３中の矢印ＡＲで示すように、基板２０、封止部材１６、および陰極１５を通して有機層１４に伝わる。駆動素子２１からの熱を受けて、有機層１４は局所的に温度が高くなる。有機層１４のうちの温度が高くなった部分は、電流抵抗値が低くなり、電流が他の部分に比べて多く流れる。結果として、有機層１４のうちの温度が高くなった部分は、他の部分に比べて発光輝度が局所的に高くなる。

図４は、照明装置１００をその表面側（発光面１１側）から見た平面図である。図４に示すように、照明装置１００が駆動されたとき、９枚のうちの中央に位置する有機ＥＬパネル１０の発光面１１（図３参照）には、３つの輝点ＲＲが形成される。

たとえば発光面１１の全体を平均輝度が約１０００ｃｄ／ｍ^２となるように複数の有機ＥＬパネル１０を駆動させた際には、輝点ＲＲの輝度は約１４００ｃｄ／ｍ^２となり、輝点ＲＲの輝度はその周囲に比べて局所的に高くなる。３つの輝点ＲＲが形成される位置は、有機層１４のうちの温度が高くなった部分に対応している。つまり、３つの輝点ＲＲが形成される位置は、駆動素子２１が基板２０に設けられている部分に対応している。

基板２０のうちの発光領域Ｒ１に対応する部分に駆動素子２１が配置されていることに起因して、中央に配置された有機ＥＬパネル１０の発光領域Ｒ１には、輝度ムラ（輝点ＲＲ）が発生している。したがって、比較例の照明装置１００の構成では、輝度ムラの発生を低減することは困難となっている。

［実施の形態］
本発明に基づいた各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。各実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。各実施の形態の説明において、上述の比較例と同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

［実施の形態１］
図５および図６を参照して、本実施の形態における照明装置２００について説明する。図５は、照明装置２００をその表面側（発光面１１側）から見た平面図である。図６は、図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視断面図である。

図５および図６に示すように、照明装置２００は、複数の有機ＥＬパネル１０と、基板２０と、複数の駆動素子２１とを備える。本実施の形態における照明装置２００は、一例として、９枚の有機ＥＬパネル１０と、３つの駆動素子２１とを備えている。複数の有機ＥＬパネル１０は、３×３の行列状（マトリックス状）に並べられ、面状（同一平面上）に配置されている。複数の有機ＥＬパネル１０の各々は、外形が略正方形状に形成され、同一の構成を有している。

複数の有機ＥＬパネル１０は、基板２０の表面側に両面テープ等を用いて取り付けられ、タイリングされている。複数の駆動素子２１は、図示しない配線パターンおよび図示しない電子部品などとともに、基板２０の背面側に実装されている。本実施の形態においては、１つの駆動素子２１が、３つの有機ＥＬパネル１０を駆動する。駆動素子２１は、ドライバー回路等を含むＩＣ（Integrated Circuit）から構成されている。

本実施の形態における３つの駆動素子２１は、９枚のうちの中央に位置する有機ＥＬパネル１０の非発光領域Ｒ２に対応する基板２０上の部分（図５中の領域ＲＰに対応する部分）に配置されている。

上述のとおり、駆動素子２１は、有機ＥＬパネル１０を駆動する際に発熱する。駆動素子２１で発生した熱は、図６中の矢印ＡＲで示すように、基板２０、封止部材１６、および陽極１３を通して透明基板１２の領域ＲＰ（図５参照）に伝わる。領域ＲＰは、非発光領域Ｒ２内に位置している。照明装置２００においては、駆動素子２１からの熱が、有機層１４に伝わることはほとんど若しくは全くない。

照明装置２００においては、有機層１４の温度が局所的に高くなったり、発光面１１の一部の発光輝度が局所的に高くなったりすることは抑制されている。したがって、本実施の形態における照明装置２００によれば、輝度ムラの発生を効果的に低減することが可能となっている。

ドライバーＩＣなどから構成される駆動素子２１は、有機ＥＬパネル１０を駆動する際に、外部の電源装置からの電流を駆動に必要な状態に変換してから有機ＥＬパネル１０に供給する。駆動電流の駆動素子２１による変換は、変換後の駆動電流へのノイズの影響を抑制したり、個々の有機ＥＬパネル１０周りの配線の複雑化を抑制したりすることなどを考えると、なるべく有機ＥＬパネル１０の近傍で行われることが望ましい。

本実施の形態の照明装置２００においては、有機ＥＬパネル１０の裏側の部分に対応する基板２０上のスペース内に駆動素子２１を配置しているため（換言すると、有機ＥＬパネル１０の非発光領域Ｒ２を基板２０側に投影したときに得られる投影領域内に駆動素子２１を配置しているため）、駆動電流の駆動素子２１による変換は、有機ＥＬパネル１０の近傍で行われる。したがって照明装置２００によれば、駆動電流へのノイズの影響も抑制され、個々の有機ＥＬパネル１０周りの配線が複雑化することも抑制可能となっている。

さらに、本実施の形態の照明装置２００においては、有機ＥＬパネル１０と駆動素子２１を有する基板２０とを隣接して配置し、有機ＥＬパネル１０の裏側の部分に対応する基板２０上のスペースにドライバーＩＣなどから構成される駆動素子２１を配置しているため、照明装置２００としての薄型化を図ることも可能となっている。

冒頭に説明した特開２０１０−１２３３９７号公報（特許文献１）の照明装置では、加熱機構を用いて低輝度部を加熱することで有機ＥＬパネル１０の温度ムラを軽減し、輝度ムラを目立たなくしている。しかしながら、加熱機構は、ドライバーＩＣなどの駆動素子２１が有機ＥＬパネル１０の近傍に配置されている場合には、それらの電子部品も同時に加熱することになる。電子部品は、加熱されると正常な動作をしにくくなる。

これに対して本実施の形態における照明装置２００は、加熱機構を用いなくても輝度ムラの発生を抑制できるため、駆動素子２１の周囲に配置された電子部品は正常な動作をすることができる。したがって以上のように構成される照明装置２００によれば、高い品質を有する照明手段を提供することが可能となっている。

［実施の形態２］
図７および図８を参照して、本実施の形態における照明装置３００について説明する。図７は、照明装置３００をその表面側（発光面１１側）から見た平面図である。図８は、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。

図７および図８に示すように、照明装置３００においては、有機ＥＬパネル１０の発光領域Ｒ１が、所定の輝度を有する高輝度領域Ｒａと、高輝度領域Ｒａよりも発光輝度が低い低輝度領域Ｒｂとを含んでいる。

高輝度領域Ｒａに対応する有機層１４の部分は、その構造に起因する放熱条件の関係により、温度がその周囲の部分に比べて高くなりやすい。高輝度領域Ｒａは、高輝度領域Ｒａに対応する有機層１４の部分の温度が高くなることによって形成されている。

一方で、低輝度領域Ｒｂに対応する有機層１４の部分の温度は、その構造に起因する放熱条件の関係により、高輝度領域Ｒａに対応する有機層１４の部分の温度に比べて高くなりにくい。低輝度領域Ｒｂは、低輝度領域Ｒｂに対応する有機層１４の部分の温度が、高輝度領域Ｒａに対応する有機層１４の部分に比べて相対的に温度が高くなっていないことによって形成されている。本実施の形態においては、低輝度領域Ｒｂは、高輝度領域Ｒａの外周に位置している。

本実施の形態における３つの駆動素子２１は、９枚のうちの中央に位置する有機ＥＬパネル１０の低輝度領域Ｒｂに対応する基板２０上の部分（図７中の領域ＲＰに対応する部分）に配置されている。

上述のとおり、駆動素子２１は、有機ＥＬパネル１０を駆動する際に発熱する。駆動素子２１で発生した熱は、図８中の矢印ＡＲで示すように、基板２０、封止部材１６、および陰極１５を通して、有機層１４のうちの低輝度領域Ｒｂに対応する部分に伝わる。

有機層１４のうちの低輝度領域Ｒｂに対応する部分は、有機層１４のうちの高輝度領域Ｒａに対応する部分に比べて温度が低い。したがって、領域ＲＰにおいてやや発光輝度が高くなったとしても、その発光輝度は発光面１１の中で突出して高くなることはない。領域ＲＰが発光面１１の中央部で輝点として発生する場合に比べて、本実施の形態の領域ＲＰは視覚特性上目立ちにくく、輝度ムラとしても認識されにくい。したがって、本実施の形態の照明装置３００においても、輝度ムラの発生を効果的に低減することが可能となっている。

［実施の形態３］
図９を参照して、９枚のうちの外周寄りに位置する有機ＥＬパネル１０は、その構造に起因する放熱条件の関係から、中央に位置する有機ＥＬパネル１０に比べて温度が高くなりにくい。したがって、図９に示す照明装置４００のように、駆動素子２１は、基板２０のうちの、外周寄りに位置する有機ＥＬパネル１０に対応する部分（図９中の領域ＲＰに対応する部分）に配置されているとよい。

駆動素子２１は、図９に示すように、基板２０のうちの低輝度領域Ｒｂに対応する部分に含まれるように配置されていてもよいし、上述の実施の形態１と同様に、基板２０のうちの非発光領域Ｒ２に対応する部分に含まれるように配置されていてもよい。図９に示すように、配線レイアウト上の都合に応じて、３つの駆動素子２１を面方向に分散させて配置してもよい。照明装置４００によれば、輝度ムラの発生をさらに低減することが可能となる。

［変形例］
上述の実施の形態１においては、駆動素子２１の全部分が、基板２０のうちの非発光領域Ｒ２に対応する部分に含まれるように配置されている。上述の実施の形態２，３においては、駆動素子２１の全部分が、基板２０のうちの低輝度領域Ｒｂに対応する部分に含まれるように配置されている。

これに対して、駆動素子２１は、駆動素子２１の一部分が、基板２０のうちの非発光領域Ｒ２に対応する部分に含まれるように配置されていてもよく、基板２０のうちの低輝度領域Ｒｂに対応する部分に含まれるように配置されていてもよい。駆動素子２１は、基板２０のうちの非発光領域Ｒ２に対応する部分から基板２０のうちの低輝度領域Ｒｂに対応する部分に跨るように配置されていてもよい。

上述の各実施の形態においては、複数の有機ＥＬパネル１０が用いられる。本発明は、照明装置に１枚の有機ＥＬパネル１０が用いられる場合であっても適用されることができる。

以上、本発明に基づいた各実施の形態について説明したが、今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 有機ＥＬパネル、１１ 発光面、１２ 透明基板、１３ 陽極、１４ 有機層、１５ 陰極、１６ 封止部材、１７ 絶縁層、１８，１９ 電極取出部、２０ 基板、２１ 駆動素子、２２，２３ 電極部材、１００，２００，３００，４００ 照明装置、ＡＲ 矢印、Ｒ１ 発光領域、Ｒ２ 非発光領域、ＲＰ 領域、ＲＲ 輝点、Ｒａ 高輝度領域、Ｒｂ 低輝度領域。

Claims (3)

1. 発光領域および非発光領域を有する有機ＥＬパネルと、
   表面および背面を有し、前記有機ＥＬパネルを駆動する駆動素子が前記背面上に実装され、前記有機ＥＬパネルが前記表面上に取り付けられる基板と、を備え、
   前記駆動素子は、前記基板の前記背面のうちの前記有機ＥＬパネルの前記非発光領域を前記基板の前記背面に投影したときに得られる投影領域内に配置されている、
   照明装置。
2. 発光領域および非発光領域を有する有機ＥＬパネルと、
   表面および背面を有し、前記有機ＥＬパネルを駆動する駆動素子が前記背面上に実装され、前記有機ＥＬパネルが前記表面上に取り付けられた基板と、を備え、
   前記有機ＥＬパネルの前記発光領域は、所定の輝度を有する高輝度領域と前記高輝度領域よりも発光輝度が低い低輝度領域とを含み、
   前記駆動素子は、前記基板の前記背面のうちの前記有機ＥＬパネルの前記低輝度領域を前記基板の前記背面に投影したときに得られる投影領域内に配置されている、
   照明装置。
3. 複数の前記有機ＥＬパネルが面状に並べられ、
   前記駆動素子は、前記基板のうちの外周寄りに位置する前記有機ＥＬパネルを前記基板の前記背面に投影したときに得られる投影領域内に配置されている、
   請求項１または２に記載の照明装置。

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