JP6167884B2 - 面発光ユニット - Google Patents
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Description
好ましくは、透過散乱部の印刷には、直径100nm〜2000nmの粒子を分散した白インクが用いられている。
図1〜図3を参照して、実施の形態1に従う面発光ユニット100について説明する。図1は、面発光ユニット100を示す平面図である。図1においては、面発光ユニット100から後述する透過部材16および透過散乱部60を取り除いた状態を示している。図2は、図1に示される面発光ユニット100のII−II線に沿った模式断面図である。図3は、面発光ユニット100に用いられる面発光パネル10A,10B、透過部材16、反射部20、および透過散乱部60を示す斜視図である。
図1〜図3に示されるように、面発光ユニット100は、全体として扁平な略直方体形状の外形を有する。面発光ユニット100は、面発光パネル10A〜10Dと、透過部材16と、反射部20と、透過散乱部60を備える。なお、以下では、面発光パネル10A〜10Dを面発光パネル10と総称する場合もある。
図1〜図3を再び参照して、面発光パネル10の概要について説明する。面発光パネル10A〜10Dの各々は、面方向に沿って延在する平板状の形状を有している。面発光パネル10A〜10Dは、各々の発光面13A〜13Dが面状に並ぶように配列されている。
図2および図3を再び参照して、透過部材16の概要について説明する。透過部材16は、面発光パネル10A〜10Dの発光面13A〜13Dに対向するように配置され、透明基板11A〜11Dから見て正面側に位置している。本実施の形態に従う透過部材16は、隙間30を跨ぐように面発光パネル10A〜10D上に設けられている。透過部材16は、透明基板11A〜11D(発光面13A〜13D)上において、光学系の透明な粘着部材などを用いてこれらに固定されている。
反射部20は、面発光パネル10A〜10Dの発光面13A〜13Dから放射されて透過部材16の内部で伝搬された光の一部を透過することなく反射するものである。反射部20は、4つの非発光部40(図1参照)に対応して面発光ユニット100の中央部から延設された合計4つの棒状に延びる部位を有する十字形状の部材(図1参照)からなる。
図4〜図7を参照して、反射部20の印刷パターンについて説明する。図4は、反射部20が透過部材16の表面上に印刷されている様子を表している図である。図5〜図7は、反射部20の印刷パターンの変形例を示している図である。
透過散乱部60は、反射部20により反射された光を受けて、受けた光を正面方向に透過散乱するものである。透過散乱部60は、4つの非発光部40(図1参照)に対応して面発光ユニット100の中央部から延設された合計4つの棒状に延びる部位を有する十字形状の部材からなる。
図8を参照して、透過散乱部60の印刷パターンについて説明する。図8は、透過散乱部60が透過部材16の表面上に印刷されている様子を表している図である。
図9および図10を参照して、面発光ユニット100が、非発光領域15と対向する反射部20および透過散乱部60を有することの利点について説明する。図9および図10は、透過部材16から射出される光を2次元光線追跡したシミュレーション結果を示す図である。
以下、反射部20の変形例について説明する。本変形例に従う反射部20は、入射した光を一様に反射せずに、複数の態様で反射する。
以下、実施の形態2に従う面発光ユニット100Aについて説明する。本実施の形態に従う面発光ユニット100Aは、粘着部材をさらに有する点で実施の形態1に従う面発光ユニット100と異なる。その他の点については、実施の形態1に従う面発光ユニット100と同様であるので説明を繰り返さない。
図13を参照して、粘着部材50A、50Bについて説明する。図13は、図1に示される面発光ユニット100AのII−II線に沿った模式断面図である。面発光ユニット100Aは、面発光パネル10A〜10Dと、透過部材16と、反射部20と、粘着部材50A〜50Dと、透過散乱部60とを備える。なお、以下では、粘着部材50A〜50Dを粘着部材50と総称する場合もある。また、以下においては、上述した面発光パネル10A〜10Dのうち、面発光パネル10Aと面発光パネル10Bとの間の部分のみに着目してその説明を行なう。
|n2−n3|<0.1・・・(2)
透明基板11A、11Bは樹脂で構成される場合には、透明基板11A、11Bの屈折率n2は、たとえば、約1.5となる。この場合、粘着部材50の屈折率n3が式(2)を満たす値(すなわち、1.4<n3<1.6)を取ることにより面発光パネル10から粘着部材50へ入射する際の全反射の臨界角を70度程度に抑えることができる。すなわち、より多くの光を正面側へ伝えることが可能になり、輝度ムラを低減する効果がより顕著になる。
以下、実施の形態3に従う面発光ユニット100Bについて説明する。本実施の形態に従う面発光ユニット100Bは、複数の面発光パネル10をまとめて封止するための封止部材を発光面の裏面に有する点で実施の形態1に従う面発光ユニット100と異なる。その他の点については、実施の形態1に従う面発光ユニット100と同様であるので説明を繰り返さない。
面発光パネル10、透過部材16、反射部20、粘着部材50、および、面発光ユニット100Bの概要について上記で説明したがこれらについての理解をより深めるために、これらの詳細についてさらに説明する。なお、以下に記載の事項は、上記の各実施の形態に適用可能であることは言うまでもない。
図15を参照して面発光パネル10の詳細について述べる。図15は、面発光パネル10に具備された有機EL素子を示す断面図である。なお、以下では、面発光パネル10Aについて説明を行なうが、面発光パネル10B〜10Dについても同様のことが言える。
図16は、図1に示す面発光パネルに具備された有機EL素子の第1の構成例および第2の構成例に従う垂直面内配光分布を示す図である。図17は、垂直面内の配光測定方法の概要を示す図である。図18は、第1の構成例および第2の構成例に従う有機EL素子を実現する具体的な膜構成の条件例を示す表である。図16〜図18を参照して、面発光ユニット100の面発光パネル10に具備された有機EL素子の第1の構成例および第2の構成例について詳細に説明する。
図16に示されるように、第1の構成例および第2構成例に従う有機EL素子は、面発光パネル10から射出される光の発光面と垂直な平面における配光曲線を描いた場合に、発光面の法線方向に延在する光軸に沿った正面側の輝度(すなわち、図中に示すθ=0°における輝度)を1とし、当該平面内において上記光軸との間で形成される角がθである方向の輝度(すなわち、−90°<θ<90°であってθ≠0°の範囲における輝度)をLとすると、当該配光曲線が、いずれもL>cosθの条件を満たす部分を含んでいる。
以下、上述の透過部材16に用いられ望ましい材料についてさらに詳細に説明する。均一な面発光および高効率な面発光を実現するためには、透過部材16の透過率が高い方が望ましい。具体的には、JIS K 7361−1:1997(プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法)に準拠した方法で測定した可視光波長領域における全光線透過率が80%以上のものが透過部材16として好ましく用いられる。また、透過部材16としては、フレキシブル性に優れている材質が好ましく用いられる。
以下、上述の反射部20についてさらに詳細に説明する。反射部20における反射パターンを形成するための材料としてのインクは、透過部材16の内部から見た、面発光パネル10の発光波長における反射率が高いことが望ましい。以下では、面発光パネル10の発光波長が可視光の場合について説明するが、面発光パネル10の発光波長がたとえば近赤外であり近赤外で均一な発光を実現する面発光光源においても同様な議論が成り立ち、本発明の効果は発揮される。
以下、上述の透過散乱部60についてさらに詳細に説明する。透過散乱部60における透過散乱パターンを形成するための材料としての白インクは、透過部材16の内部から見た、面発光パネル10の発光波長における吸収率が低いことが望ましい。面発光パネル10の発光波長が可視光の場合のみでなく、面発光パネル10の発光波長が、たとえば近赤外であり近赤外で均一な発光を実現する場合においても同様な議論が成り立ち本発明の効果が発揮される。
以下、上述の粘着部材50についてさらに詳細に説明する。粘着部材50は、面発光ユニット100Aが可撓性を有するために、透明粘着フィルム、透明ゲル、透明光学接着剤などであることが望ましい。特に、粘着部材50として透明光学接着剤を用いた場合には面発光パネル10と透過部材16との間で生じる全反射による光学損失を低減でき、より輝度の均一化の効果が高くなる。
Claims (7)
- 各々の発光面が面状に並ぶように配列され、正面側に向けて光を放射する複数の面発光パネルと、
隣り合う複数の前記面発光パネルの前記発光面に対向配置され、前記面発光パネルから放射された光を内部で反射して伝搬する透過部材と、
前記透過部材により伝搬された光を正面側に向けて反射する反射部と、
前記反射部により反射された光を正面側に向けて透過して散乱する透過散乱部とを備え、
複数の前記面発光パネルの各々の発光面は、光を放射する発光領域と、前記発光領域の外周に位置し、光を放射しない非発光領域とを有し、
前記反射部は、前記透過部材の光入射面における前記非発光領域と対向する部分に、前記面発光パネルの発光面の外縁に沿って延在するように、前記面発光パネルの形状に合わせたパターン形状で前記発光面上に印刷されており、
前記透過散乱部は、前記透過部材の光射出面における前記非発光領域に対向する部分に、前記面発光パネルの発光面の外縁に沿って延在するように、前記面発光パネルの形状に合わせたパターン形状で印刷されている、面発光ユニット。 - 前記透過部材における前記発光領域と対向する部分に密着しており、前記面発光パネルから放射された光を透過し、前記透過部材と複数の前記面発光パネルとを接着する粘着部材をさらに備える、請求項1に記載の面発光ユニット。
- 前記面発光パネルは、前記粘着部材に接し、前記発光領域から放射された光を透過する透明基板を有し、
前記粘着部材の屈折率と前記透明基板の屈折率との差の絶対値は、0.1よりも小さく、
前記粘着部材の屈折率と前記透過部材の屈折率との差の絶対値は、0.1よりも小さい、請求項2に記載の面発光ユニット。 - 前記反射部は、その面内において、第1の領域と、前記発光領域からの距離が前記第1の領域よりも離れている第2の領域とを有し、
前記第1の領域の反射率は、前記第2の領域の反射率よりも低く構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の面発光ユニット。 - 複数の前記面発光パネルの各々について、当該面発光パネルから放射される光の前記発光面と垂直な平面における配光曲線を描いた場合に、前記発光面の法線方向に延在する光軸に沿った正面側の輝度を1とし、前記平面内において前記光軸との間で形成される角がθである方向の輝度をLとすると、前記配光曲線が、L>cosθの条件を満たす部分を少なくとも有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の面発光ユニット。
- 前記透過部材は、フィルム状またはシート状である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の面発光ユニット。
- 前記透過散乱部の印刷には、直径100nm〜2000nmの粒子を分散した白インクが用いられている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の面発光ユニット。
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