JP6430719B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、面状発光体を用いる車両用灯具に関する。

有機ＥＬパネル等の平面光源を備えた車両用灯具が知られている。例えば、特許文献１には、ハウジングと透光カバーとで形成される灯室内に、柔軟な帯状発光材料からなる平面光源を接地した車両用灯具が開示されている。帯状発光材料は、車両後方を向く第１発光面と、車両側方を向く第２発光面とを有し、第１および第２発光面は、一方の発光面からの光が他方の発光面に入射しないように設定される。

特開２０１３−４５５２３号公報

特許文献１のような平面光源を用いた車両用灯具では、従来の光源とリフレクタを用いる車両用灯具と比べると、灯具を前方から観察したときの立体感・奥行き感が乏しくデザイン性に欠けるという問題がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、面状発光体を用いる車両用灯具において、灯具を前方から観察する観察者に奥行き感を与える技術を提供することにある。

本発明のある態様は、基板の一部に有機ＥＬ発光部を有する面状発光体と、前記有機ＥＬ発光部から発せられた光を繰り返し反射させるとともに一部の光を車両前方に透過させるように対向して配置された反射部材およびハーフミラーと、を備える車両用灯具である。

この態様によると、ハーフミラーを用いた繰り返し反射により奥行き感のある見映えを実現できる。

前記ハーフミラーが前記面状発光体の前方に配置され、車両用灯具を正面から観察したとき、前記ハーフミラーが前記有機ＥＬ発光部の全体または少なくとも一部を隠さないように構成されてもよい。これによると、有機ＥＬ発光部のうちハーフミラーにより隠されない部分からの直射光により高い光度を確保することができる。

前記反射部材は、前記面状発光体の有機ＥＬ発光部以外の部分の陰極層であってもよい。これによると、反射部材を別に設ける必要がなくなる。

前記面状発光体の有機ＥＬ発光部以外の部分が透明であり、前記反射部材は、前記面状発光体の後方に配置されるミラーであってもよい。これによると、有機ＥＬ発光部から発せられた光がミラーとハーフミラーとの間で一回以上反射されてから前方に出射するため、灯具を前方から観察すると光のラインが多重に見え、看者に奥行き感を与えることができる。

前記ハーフミラーが前記面状発光体の前方に配置されてもよい。これによると、面状発光体の有機ＥＬ発光部からの光の一部を前方に出射するとともに、残りをミラーに向けて反射させることができる。

前記ハーフミラーが前記面状発光体の後面に形成されてもよい。これによると、ハーフミラーを別個に配置する必要がなくなる。

前記ミラーが曲面であってもよい。これによると、反射光を広角に広げることができる。

前記ハーフミラーの前方に、有機ＥＬ発光部を有する第２の面状発光体をさらに備えてもよい。これによると、第２の面状発光体の直射光により、車両用灯具の光量を高めることができる。

前記基板が透光性アルミナ基板であってもよい。これによると、有機ＥＬ発光部を高輝度にすることができる。

本発明によれば、面状発光体を用いる車両用灯具において、灯具を前方から観察する看者に奥行き感を与えることができる。

本発明の各実施形態で用いられる有機ＥＬパネルの概略構成を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の別の実施形態に係る車両用灯具を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具を示す図である。 図８ないし図１１の各実施形態に係る車両用灯具において、灯具前面に位置する看者から観察される光のラインを示す図である。 本発明の一実施形態に係る車両用灯具を、図８中のＡ−Ａ線に沿って切断したときの概略断面図である。 本発明の別の実施形態に係る車両用灯具を、図８中のＡ−Ａ線に沿って切断したときの概略断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具を、図８中のＡ−Ａ線に沿って切断したときの概略断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具を、図８中のＡ−Ａ線に沿って切断したときの概略断面図である。 （ａ）は本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具の概略断面図であり、（ｂ）は車両用灯具を正面から観察したときの様子を示す図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具の概略断面図である。 （ａ）は本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具の概略断面図であり、（ｂ）は車両用灯具を正面から観察したときの様子を示す図である。 （ａ）は本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具の正面図、（ｂ）は概略断面図、（ｃ）はさらに別の実施形態に係る車両用灯具の正面図である。 有機ＥＬ発光層における電流密度別の光束と寿命の関係を示したグラフである。 一般的な有機ＥＬパネルの構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る高輝度の有機ＥＬパネルの概略断面図である。

図１は、後述する本発明の各実施形態で用いられる有機ＥＬパネルの発光部の概略構成を示す断面図である。有機ＥＬパネルは、前面ガラス基板１２と後面ガラス基板２２との間に、透明導電膜（例えばＩＴＯ）である陽極層１４、微反射金属層１６、有機発光層１８、および背面側の透明導電膜である陰極層２０が積層された構造を有している。

陽極層１４と有機発光層１８との間に微反射金属層１６を配置することで、マイクロキャビティ構造を形成している。なお、微反射金属層１６と陰極層２０の間の距離は、有機発光層１８から発せられる光の波長に応じて選択される。このマイクロキャビティ構造により、有機発光層１８から発せられた光が微反射金属層１６と陰極層２０の間で反射を繰り返し、共振する特定の波長のみ増幅される。これにより、発光部の輝度を高めることができる。

図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具３０を示す図である。車両用灯具３０は、テールランプとストップランプで兼用される灯具である。

車両用灯具３０は、外形が同一の二枚の有機ＥＬパネルを前後に所定の間隔だけ空けて重ね合わせて構成される。前方側の第１有機ＥＬパネル３２は、全面または周縁部を除く少なくとも中央部分が透明にされたパネルである。後方側の第２有機ＥＬパネル３４は、前面ガラス基板の表面に、金属蒸着などによりミラー面が形成されている。第１および第２有機ＥＬパネル３２、３４は、その全体が発光部となっている。第１および第２有機ＥＬパネル３２、３４の有機発光層は、点灯時に赤色光を発するように適切な材料が選択される。

車両用灯具３０をテールランプとして用いる場合には、前方側の第１有機ＥＬパネル３２を消灯し、後方側の第２有機ＥＬパネル３４を点灯する。第２有機ＥＬパネル３４から発せられた光は、第１有機ＥＬパネル３２の透明領域を通して前方に出射される。

車両用灯具３０をストップランプとして用いる場合には、第１有機ＥＬパネル３２と第２有機ＥＬパネル３４の両方を点灯する。第１有機ＥＬパネル３２の前面からは、前方に光が直射される。第２有機ＥＬパネル３４から発せられた光は、第１有機ＥＬパネル３２の透明領域を通して前方に出射されるのに加えて、第１有機ＥＬパネル３２の後面ガラス基板でその一部が反射され、さらに第２有機ＥＬパネル３４のミラー面で反射される。反射光の一部が第１有機ＥＬパネル３２の透明領域を通して前方に出射され、残りは再び第２有機ＥＬパネル３４に向けて反射される。このような第１有機ＥＬパネル３２と第２有機ＥＬパネル３４との間での一回または複数回の光の反射によって、車両用灯具３０の前方に位置する看者は、ストップランプに奥行き感を感じることができる。

なお、第１および第２有機ＥＬパネルに持たせるランプの機能は、上記の組み合わせに限られず、例えばクリアランスランプ、デイランプ、ターンシグナルランプ、テールランプ、ストップランプ等のうち任意の組み合わせを選択することができる。

図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の別の実施形態に係る車両用灯具４０を示す図である。車両用灯具４０は、一枚の有機ＥＬパネル４４を備える。有機ＥＬパネル４４は、ガラス基板の周縁部にのみ環状の発光部４４ａが設けられており、その内側は透明領域になっている。有機ＥＬパネル４４の前方には、ハーフミラー４２が所定の間隔を空けて配置される。また、有機ＥＬパネル４４の後方には、全反射ミラー４６が所定の間隔を空けて配置される。

有機ＥＬパネル４４を点灯すると、発光部４４ａの前後面から発せられた光の一部が、有機ＥＬパネル４４の中央の透明領域を通して、ハーフミラー４２と全反射ミラー４６との間で一回または複数回反射される。そして、反射光の一部がハーフミラー４２から前方に出射される。この結果、車両用灯具４０の前方に位置する看者からは、手前側から奧側に向けて徐々に径が小さくなっていく入れ子状になった環状の光のラインが観察されるため、看者に奥行き感を与えることができる。

図４（ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具５０を示す図である。有機ＥＬパネル５４の前方にハーフミラー５２が、後方に全反射ミラー５６が、それぞれ所定の間隔を空けて配置される点は、図３の実施形態と同様である。しかしながら、この実施形態の有機ＥＬパネル５４には、帯状の発光部５４ａでロゴが形成されており、ロゴ以外の領域は透明領域となっている。

有機ＥＬパネル５４の発光部５４ａを点灯すると、発光部５４ａの前後面から発せられた光の一部が、ハーフミラー５２と全反射ミラー５６との間で一回または複数回反射される。そして、反射光の一部がハーフミラー５２から前方に出射される。この結果、車両用灯具５０の前方に位置する看者からは、手前側から奧側に向けて徐々に小さくなっていく多数のロゴが観察されるため、看者に奥行き感を与えることができる。また、多数のロゴからなる特徴的なデザインを実現することができる。

図５（ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具６０を示す図である。車両用灯具６０は、外形が同一の二枚の有機ＥＬパネルを前後に所定の間隔だけ空けて重ね合わせて構成される。

前方側の第１有機ＥＬパネル６２は、周縁部にのみ環状の発光部６２ａが形成され、その内側は透明領域６２ｂとなっている。発光部６２ａは、前方にのみ光を出射する。第１有機ＥＬパネル６２の後面には、金属蒸着によりハーフミラー面６２ｃが形成されている。

後方側の第２有機ＥＬパネル６４も、周縁部にのみ環状の発光部６４ａが形成されている。発光部６４ａの内側には、フレネル反射面６４ｂが配置されている。

第１有機ＥＬパネル６２と第２有機ＥＬパネル６４を同時に点灯した場合、図５（ｂ）の断面図に示すように、第１有機ＥＬパネル６２の発光部６２ａから、前方に光が出射される。第２有機ＥＬパネル６４から発せられた光の一部は、第１有機ＥＬパネル６２の透明領域６２ｂを通過して前方に直接出射される他、第１有機ＥＬパネル６２の後面のハーフミラー面６２ｃで光の一部が反射され、第２有機ＥＬパネル６４のフレネル反射面６４ｂで再び前方に反射される。反射光は、ハーフミラー面６２ｃとフレネル反射面６４ｂとの間で一回または複数回反射を繰り返しながら、ハーフミラー面６２ｃの透過率に応じた割合で光が前方に出射される。

この結果、車両用灯具６０の前方に位置する看者からは、手前側から奧側に向けて徐々に径が小さくなっていく入れ子状になった環状の光のラインが観察される。これにより、二枚の有機ＥＬパネルで構成される薄型の灯具であるにもかかわらず、灯具の実際の奥行き以上の奥行き感、立体感を看者に与えることができる。また、フレネル反射面の形状を変えて環状の光のライン同士の間隔を例えば等間隔にすることで、光のラインをトンネルのように見せたり、手前側の間隔を狭く、奧側の間隔を広くすることで、お椀状に見せたりすることも可能である。

なお、第２有機ＥＬパネルのフレネル反射面の代わりに、平坦なミラーを配置してもよいし、凸面鏡を配置してもよい。フレネル反射面は凸面鏡よりも薄くできる点で優れているが、レンズの段差部で像が歪む可能性があるので、灯具の厚みが増してもよい場合は凸面鏡の方が好ましい。

図６（ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具７０を示す図である。車両用灯具７０は、一枚の有機ＥＬパネル７２を備える。有機ＥＬパネル７２は、ガラス基板の周縁部にのみ環状の発光部７２ａが設けられており、その内側は透明領域７２ｂとなっている。発光部７２ａは、前後の両方向に光を出射する。有機ＥＬパネル７２の後面には、金属蒸着によりハーフミラー面７２ｃが形成されている。さらに、有機ＥＬパネル７２の後方には、中央部が両端部よりも膨らんだ凸面鏡７４が所定の間隔を空けて配置される。

有機ＥＬパネル７２を点灯すると、図６（ｂ）の断面図に示すように、発光部７２ａから前方に光が出射される。発光部７２ａから後方に発せられた光は、凸面鏡７４で前方に反射される。反射光は、有機ＥＬパネル７２のハーフミラー面７２ｃと凸面鏡７４との間で一回または複数回反射を繰り返しながら、ハーフミラー面７２ｃの透過率に応じた割合で光が前方に出射される。

この結果、車両用灯具７０の前方に位置する看者からは、手前側から奧側に向けて徐々に径が小さくなっていく入れ子状になった環状の光のラインが観察される。これにより、有機ＥＬパネルと凸面鏡のみで構成される薄型の灯具であるにもかかわらず、灯具の実際の奥行き以上の奥行き感、立体感を看者に与えることができる。また、凸面鏡を使用することで、反射光を広角に広げることができる。また、有機ＥＬパネルの発光部から後方に発せられた光が有効活用されるので、車両用灯具全体の照射効率を高めることができ、省エネルギーにつながる。

なお、凸面鏡の代わりにフレネル反射面を配置してもよい。

以上説明したように、図３ないし図６に示した車両用灯具では、従来の光源とリフレクタとを用いる車両用灯具に比べて、灯具の奥行き方向の寸法を短縮しつつ、看者に奥行き感を与えることができる。

図７は、後述する図８ないし図１１の本発明の各実施形態に係る車両用灯具において、灯具前方に位置する看者から観察される光のラインを示す図である。これらの車両用灯具では、図示のように、手前側から奧側に向かって徐々に径が小さくなっていく入れ子状になった環状の光のラインが観察される。

図８は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具９０を、図７中のＡ−Ａ線に沿って切断したときの概略断面図である。車両用灯具９０は、前方から後方に向けて、アウターレンズ９１、第１有機ＥＬパネル９２、第２有機ＥＬパネル９３、ハーフミラー９４、第３有機ＥＬパネル９５、および凸面鏡９６を備えている。ハーフミラー９４と凸面鏡９６は、例えばガラス基板への金属蒸着により形成される。

第１〜第３有機ＥＬパネルは、それぞれ環状に構成された発光部９２ａ、９３ａ、９５ａを有している。第１有機ＥＬパネル９２の発光部９２ａは、パネルの最外周に一つまたは複数（この例では三つ）配置される。第２有機ＥＬパネル９３の発光部９３ａは、第１有機ＥＬパネル９２の発光部９２ａよりも内周側に一つまたは複数（この例では二つ）配置される。第３有機ＥＬパネル９５の発光部９５ａは、第２有機ＥＬパネル９３の発光部９３ａよりもさらに内周側に一つまたは複数（この例では一つ）配置される。第１〜第３有機ＥＬパネルは、発光部を含めて透明に構成されている。

第１〜第３有機ＥＬパネルを全て点灯した場合、第１有機ＥＬパネル９２の発光部９２ａと第２有機ＥＬパネル９３の発光部９３ａからは、アウターレンズを通して光が前方に直射される。一方、第３有機ＥＬパネルの発光部９５ａから発せられた光は、前方にハーフミラー９４が配置されているので、ハーフミラー９４と凸面鏡９６との間で一回または複数回反射を繰り返し、ハーフミラーの透過率に応じた割合で光が前方に出射される。

この結果、車両用灯具９０の前方に位置する看者からは、各有機ＥＬパネルの発光部からの直射光による環状の光のラインに加えて、ハーフミラー９４と凸面鏡９６との間での反射による環状の光のラインも観察される。したがって、環状の発光部の数よりも多数のラインを看者に見せることができ、灯具の実際の奥行き以上の奥行き感、立体感を看者に与えることができる。第１および第２有機ＥＬパネルの発光部からは直射光が得られるので、車両用灯具の光量も確保することができる。また、ＬＥＤ、ライトガイド、エッジライトを用いる場合に比べて、環状の光のラインが均一に発光し、ラインが途切れないので見映えも改善される。

図９は、本発明の別の実施形態に係る車両用灯具１００を、図７中のＡ−Ａ線に沿って切断したときの概略断面図である。車両用灯具１００は、前方から後方に向けて、アウターレンズ１０２、ハーフミラー１０４、有機ＥＬパネル１０６、および凸面鏡１０８を備えている。ハーフミラー１０４と凸面鏡１０８は、例えばガラス基板への金属蒸着により形成される。

この実施形態では、有機ＥＬパネル１０６に、外周から中心部に向けて複数の同心の環状発光部１０６ａが形成されている。有機ＥＬパネル１０６は、発光部を含めて透明に構成されている。

有機ＥＬパネル１０６を点灯すると、各環状発光部１０６ａから発せられた光の一部が、ハーフミラー１０４を透過して前方に出射される一方、残りの光は、ハーフミラー１０４と凸面鏡１０８との間で一回または複数回反射を繰り返し、ハーフミラー１０４の透過率に応じた割合で光が前方に出射される。

この結果、車両用灯具１００の前方に位置する看者からは、ハーフミラー１０４と凸面鏡１０８との間での反射による多数の環状の光のラインが観察される。したがって、環状の発光部の数よりも多数のラインを看者に見せることができ、看者に奥行き感を与えることができる。

図１０は、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具１１０を、図７中のＡ−Ａ線に沿って切断したときの概略断面図である。図９に示した車両用灯具１００と同様に、車両用灯具１１０は、前方から後方に向けて、アウターレンズ１１２、ハーフミラー１１４、有機ＥＬパネル１１６、および凸面鏡１１８を備えている。

この実施形態では、有機ＥＬパネル１１６の外周に、環状発光部１１６ａが一つのみ形成されている。有機ＥＬパネル１１６は、発光部を含めて透明に構成されている。

有機ＥＬパネル１１６を点灯すると、環状発光部１１６ａから発せられた光の一部が、ハーフミラー１１４を透過して前方に出射される一方、残りの光は、ハーフミラー１１４と凸面鏡１１８との間で一回または複数回反射を繰り返し、ハーフミラー１１４の透過率に応じた割合で光が前方に出射される。

この結果、車両用灯具１１０の前方に位置する看者からは、ハーフミラー１１４と凸面鏡１１８との間での反射による多数の環状の光のラインが観察される。したがって、図９に示した実施形態よりも光量は少なくなるものの、わずかな発光部で多数のラインを看者に見せることができ、看者に奥行き感を与えることができる。

図１１は、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具１２０を、図７中のＡ−Ａ線に沿って切断したときの概略断面図である。この実施形態では、複数枚の板状の有機ＥＬパネル１２４を組み合わせて、筒状の灯室１２８を形成している。筒状の灯室１２８は、その断面形状が相似のまま手前側から奧側に向けて断面積が徐々に小さくなるように形成されている。有機ＥＬパネル１２４には複数の直線状の発光部１２４ａが形成されており、隣合う有機ＥＬパネル１２４で各発光部１２４ａが連続して環状のラインを形成するようにパネルが組み合わされている。

有機ＥＬパネル１２４を点灯すると、車両用灯具１２０の前方に位置する看者からは、図７に示したような手前側から奧側に向かって徐々に径が小さくなっていく入れ子状になった環状の光のラインが観察される。

板状の有機ＥＬパネルを組み合わせる代わりに、湾曲可能に構成された一枚の有機ＥＬパネルを丸めて筒状の灯室を形成してもよい。

上述した各実施形態に係る車両用灯具を例えばテールランプとして使用する場合、法規の光度を満たすのことが困難であるという問題がある。

光度を満たすために、有機ＥＬパネルの発光部の面積を拡大したり、有機ＥＬパネルの枚数を増やすことも考えられる。しかし、これらの手法では、車両用灯具の製造が困難になる上、コストも増加してしまう。

そこで、以下で述べる各実施形態では、一枚の有機ＥＬパネルを使用して、テールランプとしての法規を満たす光度の確保と奥行き間のある見映えとを両立することが可能な車両用灯具について説明する。

図１２（ａ）は、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具１３０の概略断面図である。車両用灯具１３０は、有機ＥＬパネル１３２と、有機ＥＬパネル側が凸面になるように湾曲形成されたハーフミラー１３６とを、前後に所定の間隔を空けて重ね合わせて構成される。

有機ＥＬパネル１３２には、周縁部のみに環状の発光部１３２ａが形成されている。発光部１３２ａの内側の領域には、ハーフミラー側にミラー面１３２ｂが形成されている。ミラー面１３２ｂは、金属蒸着により形成されてもよいし、有機ＥＬパネル１３２の陰極層をアルミニウムで構成した上でこの陰極層をミラー面として利用してもよい。

ハーフミラー１３６は、車両用灯具１３０を正面から観察したときに、ハーフミラーの全体または大部分が有機ＥＬパネル１３２の環状の発光部１３２ａ内に含まれ、発光部１３２ａの全体を隠さないか、またはその大部分を隠さないような大きさで作成され配置される。

有機ＥＬパネル１３２を点灯した場合、発光部１３２ａからの直射光はハーフミラー１３６による影響を全くまたはほとんど受けないので、前方に強い光度で照射される。

有機ＥＬの光は拡散光であるため、発光部１３２ａから有機ＥＬパネル１３２の中央側に傾斜して出射する光の一部は、ハーフミラー１３６に入射する。この光は、一部がハーフミラー１３６を透過するとともに、残りは有機ＥＬパネル１３２のミラー面１３２ｂに向けて反射される。反射光は、ハーフミラー１３６とミラー面１３２ｂとの間で一回または複数回反射を繰り返し、ハーフミラー１３６の透過率に応じた割合で光が前方に出射される。

図１２（ｂ）は、有機ＥＬパネル１３２の点灯時に、車両用灯具１３０を正面（図１２（ａ）の右側）から観察したときの様子を示す図である。図示するように、車両用灯具１３０の前方に位置する看者からは、手前側から奧側に向けて徐々に径が小さくなっていく入れ子状になった環状の光のライン１３８が観察される。これにより、薄型の灯具であるにもかかわらず、灯具の実際の奥行き以上の奥行き感、立体感を看者に与えることができる。さらに、発光部１３２ａからは強い直射光が照射されるので、車両用灯具１３０を例えばテールランプとして使用する場合にも、法規を満たす光度を確保することができる。

このように、本実施形態では、一枚の有機ＥＬパネルを使用して、法規適合のために必要な直射光とハーフミラーへの入射光とを作ることができる。

図１３は、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具１４０の概略断面図である。車両用灯具１４０は、有機ＥＬパネル１４２と、平面状のハーフミラー１４８と、ハーフミラー１４８側が凸面になるように湾曲形成されたミラー１４６とで構成される。

有機ＥＬパネル１４２には、周縁部のみに環状の発光部１４２ａが形成されている。発光部１４２ａの内側の領域に、ミラー１４６が配置される。

ハーフミラー１４８は、車両用灯具１４０を正面から観察したときに、ハーフミラーの全体または大部分が有機ＥＬパネル１４２の環状の発光部１４２ａ内に含まれ、発光部１４２ａの全体を隠さないか、または大部分を隠さないような大きさで作成され配置される。

凸状のミラー１４６は、前方から観察したときに、その全体が環状の発光部１４２ａ内に含まれるような大きさに構成され、有機ＥＬパネル１４２とハーフミラー１４８との間に配置される。ミラー面とハーフミラーは、例えば金属蒸着により形成されてもよい。

有機ＥＬパネル１４２を点灯した場合、発光部１４２ａからの直射光はハーフミラー１４８による影響を全くまたはほとんど受けないので、前方に強い光度で照射される。

有機ＥＬの光は拡散光であるため、発光部１４２ａから有機ＥＬパネル１４２の中央側に傾斜して出射する光の一部は、ハーフミラー１４８に入射する。この光は、一部がハーフミラー１４８を透過するとともに、残りは凸面状のミラー１４６に向けて反射される。反射光は、ハーフミラー１４８とミラー１４６との間で一回または複数回反射を繰り返し、ハーフミラー１４８の透過率に応じた割合で光が前方に出射される。

この結果、図１２（ｂ）に示したものと同様に、車両用灯具１４０の前方に位置する看者からは、手前側から奧側に向けて徐々に径が小さくなっていく入れ子状になった環状の光のラインが観察される。これにより、薄型の灯具であるにもかかわらず、灯具の実際の奥行き以上の奥行き感、立体感を看者に与えることができる。さらに、発光部１４２ａからは強い直射光が照射されるので、車両用灯具１４０を例えばテールランプとして使用する場合にも、法規を満たす光度を確保することができる。

このように、本実施形態においても、一枚の有機ＥＬパネルを使用して、法規適合のために必要な直射光とハーフミラーへの入射光とを作ることができる。

図１２のハーフミラー１３６、または図１３のミラー１４６の形状を変えて環状の光のライン同士の間隔を例えば等間隔にすることで、光のラインをトンネル（ライトトンネル）のように見せたり、手前側の間隔を狭く、奧側の間隔を広くすることで、お椀状に見せたりすることも可能である。また、ハーフミラー１４８は、平面でなく凸面であってもよい。この場合、虚像の縮小率が代わるので、平面の場合とは異なる光のラインが観察される。

図１２および図１３に示した車両用灯具では、有機ＥＬパネルの周縁部のみに環状の発光部が設けられている。これに対し、発光部を有機ＥＬパネルの中央に設けても、同様の作用効果を得ることができる。

図１４（ａ）は、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具１５０の概略断面図である。車両用灯具１５０は、車両用灯具１５０は、有機ＥＬパネル１５２と、有機ＥＬパネル側が凸面になるように湾曲形成されたハーフミラー１５６とを、前後に所定の間隔を空けて重ね合わせて構成される。

有機ＥＬパネル１５２には、中央にのみ直線状の発光部１５２ａが形成されている。発光部１５２ａ以外の領域には、ハーフミラー側にミラー面１５２ｂが形成されている。ミラー面１５２ｂは、金属蒸着により形成されてもよいし、有機ＥＬパネル１５２の陰極層をアルミニウムで構成した上でこの陰極層をミラー面として利用してもよい。

ハーフミラー１５６は、車両用灯具１５０を正面から観察したときに、有機ＥＬパネル１５２のほぼ全体を覆うような大きさで作成され配置される。ハーフミラー１５６のうち、発光部１５２ａと重なる部分には、表面に金属蒸着が施されない透明領域１５６ａが形成される。

有機ＥＬパネル１５２を点灯した場合、発光部１５２ａからの直射光は、ハーフミラー１５６の透明領域１５６ａを透過して前方に強い光度で照射される。

発光部１５２ａから有機ＥＬパネルの周縁側に傾斜して出射する光の一部は、ハーフミラー１５６に入射する。この光は、一部がハーフミラー１５６を透過するとともに、残りは有機ＥＬパネル１５２のミラー面１５２ｂに向けて反射される。反射光は、ハーフミラー１５６とミラー面１５２ｂとの間で一回または複数回反射を繰り返し、ハーフミラー１５６の透過率に応じた割合で光が前方に出射される。

図１４（ｂ）は、有機ＥＬパネル１５２の点灯時に、車両用灯具１５０を正面（図１４（ａ）の右側）から観察したときの様子を示す図である。図示するように、車両用灯具１５０の前方に位置する看者からは、手前側から奧側に向けて徐々に径が大きくなっていく入れ子状になった環状の光のライン１５８が観察される。これにより、薄型の灯具であるにもかかわらず、灯具の実際の奥行き以上の奥行き感、立体感を看者に与えることができる。さらに、発光部１５２ａからは強い直射光が照射されるので、車両用灯具１５０を例えばテールランプとして使用する場合にも、法規を満たす照度を確保することができる。

このように、本実施形態においても、一枚の有機ＥＬパネルを使用して、法規適合のために必要な直射光とハーフミラーへの入射光とを作ることができる。

中央の発光部１５２ａに加えて、図１２および図１３と同様に周縁の発光部１５２ｃをさらに設けてもよい。こうすると、発光部１５２ａと１５２ｃからの両方の光でライトトンネルが形成されるため、より複雑なラインを構成することができる。

図１２ないし図１４を参照して、直射光とハーフミラーへの入射光とを一つの発光部で作り出すことを説明した。しかしながら、直射光用の発光部とハーフミラーへの入射光用の発光部とを別々に設けてもよい。

図１５（ａ）は、そのような車両用灯具１６０の正面図であり、図１５（ｂ）は車両用灯具１６０の断面図である。車両用灯具１６０は、有機ＥＬパネル１６２と、有機ＥＬパネル側が凸面になるように湾曲形成されたハーフミラー１６６とを、前後に所定の間隔を空けて重ね合わせて構成される。

有機ＥＬパネル１６２には、二つの環状の発光部１６２ａ、１６２ｂが形成されている。発光部１６２ｂの内側の領域には、ミラー面１６２ｃが形成されている。

外周側の発光部１６２ａは直射光形成用の発光部であり、内周側の発光部１６２ｂは、ハーフミラー１６６とミラー面１６２ｃとの間での複数回反射により環状の光のライン（ライトトンネル）を構成するための発光部である。このように発光部を分けることにより、ライトトンネルの光度を高めることができる。

図１５（ｃ）は、直射光用の発光部とハーフミラーへの入射光用の発光部とを分けた車両用灯具１７０の正面図である。車両用灯具１７０は、車両用灯具１６０と同様に、有機ＥＬパネル１７２と、有機ＥＬパネル側が凸面になるように湾曲形成されたハーフミラー（図示せず）とを、前後に所定の間隔を空けて重ね合わせて構成される。

有機ＥＬパネル１７２には、環状の発光部１７２ａと、その内側に位置するＬ字状の発光部１７２ｂとが形成されている。発光部１７２ｂの内側には、ミラー面１７２ｃが形成されている。

外周側の発光部１７２ａは直射光形成用の発光部であり、内周側の発光部１７２ｂは、ハーフミラーとミラー面１７２ｃとの間での複数回反射によりＬ字形の光のラインを構成するための発光部である。

上述したように、車両用灯具として有機ＥＬパネルを使用する場合、発光部の高輝度化が必要とされる。

一般に、有機ＥＬでは、電流密度と輝度が比例する。したがって、高輝度化のためには電流密度を増やせばよいが、これに伴い発光層の温度が高くなり発光層の寿命が低下する。図１６は、有機ＥＬ発光層における電流密度別の光束と寿命の関係を示したグラフである。図から分かるように、電流密度を増やすと、所定の光束を維持できる時間（光束維持率）が低下してしまう。

図１７に、一般的な有機ＥＬパネル２００の構成例を示す。通常、有機ＥＬパネルの発光層２０４で発生した熱は、ガラス基板２０２を通して放熱されるか、封止されている窒素ガスの対流によってキャビティガラス２０６に放熱される。ガラスや窒素はいずれも熱伝導率が低く、発光層で発生した熱を放熱する材料としては必ずしも適していない。

本願発明者らは、有機ＥＬパネルの構成部材に熱伝導性の高い材料を使用し、有機ＥＬ発光層の温度上昇を抑制することで、有機ＥＬパネルの高輝度化が実現できると考えた。以下では、そのような有機ＥＬパネルの構造について説明する。

図１８は、高輝度の有機ＥＬパネル１８０の発光部の概略構成を示す断面図である。有機ＥＬパネル１８０では、基板として、ガラス基板の代わりに透光性アルミナ基板１８２を使用する。透光性アルミナ基板１８２の上に、蒸着により発光層１８４を形成する。発光層１８４は、従来のガラス基板やキャビティガラスの代わりに、耐湿コート付きの透明フィルム１８６で封止される。透明フィルム１８６の内部には、従来の窒素ガスの代わりに、吸湿剤入りのゲルなどの封止材１８５が封入される。さらに、透明フィルム１８６の発光層とは反対の側に、アルミフォイルなどの金属薄膜１８８が貼り付けられる。金属薄膜１８８は、化学気相成長（ＣＶＤ）により形成作成してもよい。

透光性アルミナ基板１８２は、従来のガラス基板よりも熱伝導率が高い。また、封止材１８５は窒素ガスよりも熱伝導率が高い。さらに、金属薄膜１８８により放熱が促進される。このように、熱伝導率が高い材料を構成部品として使用することで発光層１８４で発生する熱の放熱が促進され、発光層１８４の温度上昇が抑制されるので、有機ＥＬパネルの高輝度化を実現することができる。

加えて、透光性アルミナ基板はガラス基板よりも屈折率が高いため、基板と発光層の陽極との界面における全反射による光の損失を低減することができ、発光効率が向上するという利点もある。

なお、図１６の有機ＥＬパネルは、上述した全ての実施形態と組み合わせて使用することができる。

上述した各実施形態において、有機ＥＬパネルと、その前後に配置されるハーフミラー、ミラー、アウターレンズ、または凸面鏡との間の空間を、透明樹脂で充填してもよい。一般に、空気とガラスの屈折率の差よりも、透明樹脂とガラスの屈折率の差の方が小さい。そのため、これらの空間を透明樹脂で充填すると、ガラス基板と透明樹脂との界面における屈折角が小さくなるため、配光精度が向上し、光の利用効率を高めることができる。

図２および図５に示した実施形態では、有機ＥＬパネルの前面にミラー面を形成することを述べた。この代わりに、有機ＥＬ発光部の電極をアルミニウム電極で構成し、この電極をミラー面として利用してもよい。これにより、金属蒸着過程を省略してコストを抑えることができる。

上述した実施形態では、ハーフミラーという用語を用いているが、これは入射光と透過光の強さがほぼ同一のもの、つまり透過率が５０％前後のものに限られず、必要に応じて透過率をより大きくまたはより小さくしてもよい。

上述した一部の実施形態では、有機ＥＬパネルに環状の発光部を設けることを述べた。しかしながら、発光部は他の形状でもよい。例えば、直線状やコの字状に発光部を形成してもよい。

上述した実施の形態では、全体的に平坦である有機ＥＬパネルについて説明したが、ガラス基板の代わりに曲面対応の極薄ガラスや透明樹脂を用いることで、有機ＥＬパネル自体が湾曲または屈折していてもよい。

３０ 車両用灯具、 ３２ 第１有機ＥＬパネル、 ３４ 第２有機ＥＬパネル、 ４０ 車両用灯具、 ４２ ハーフミラー、 ４４ 有機ＥＬパネル、 ４４ａ 発光部、 ４６ 全反射ミラー、 ５０ 車両用灯具、 ５２ ハーフミラー、 ５４ 有機ＥＬパネル、 ５４ａ 発光部、 ５６ 全反射ミラー、 ６０ 車両用灯具、 ６２ 第１有機ＥＬパネル、 ６２ａ 発光部、 ６４ 第２有機ＥＬパネル、 ６４ａ 発光部、 ６４ｂ フレネル反射面、 ７０ 車両用灯具、 ７２ 有機ＥＬパネル、 ７２ａ 発光部、 ７４ 凸面鏡、 ９０ 車両用灯具、 ９１ アウターレンズ、 ９２ 第１有機ＥＬパネル、 ９２ａ 発光部、 ９３ 第２有機ＥＬパネル、 ９３ａ 発光部、 ９４ ハーフミラー、 ９５ 第３有機ＥＬパネル、 ９５ａ 発光部、 ９６ 凸面鏡、 １００ 車両用灯具、 １０２ アウターレンズ、 １０４ ハーフミラー、 １０６ 有機ＥＬパネル、 １０６ａ 環状発光部、 １０８ 凸面鏡、 １１０ 車両用灯具、 １１２ アウターレンズ、 １１４ ハーフミラー、 １１６ 有機ＥＬパネル、 １１６ａ 環状発光部、 １１８ 凸面鏡、 １２０ 車両用灯具、 １２４ 有機ＥＬパネル、 １２４ａ 発光部。

Claims (7)

1. 基板の一部に有機ＥＬ発光部を有する面状発光体と、
   前記有機ＥＬ発光部から発せられた光を繰り返し反射させるとともに一部の光を車両前方に透過させるように対向して配置された反射部材およびハーフミラーと、
   を備え、
   前記ハーフミラーが前記面状発光体の前方に配置され、
   車両用灯具を正面から観察したとき、前記ハーフミラーが前記有機ＥＬ発光部の少なくとも一部を隠さないように構成され、
   前記反射部材は、前記面状発光体の有機ＥＬ発光部以外の部分の陰極層であることを特徴とする車両用灯具。
2. 基板の一部に有機ＥＬ発光部を有する面状発光体と、
   前記有機ＥＬ発光部から発せられた光を繰り返し反射させるとともに一部の光を車両前方に透過させるように対向して配置された反射部材およびハーフミラーと、
   を備え、
   前記面状発光体の有機ＥＬ発光部以外の部分が透明であり、
   前記反射部材は、前記面状発光体の後方に配置されるミラーであることを特徴とする車両用灯具。
3. 前記ハーフミラーが前記面状発光体の前方に配置されることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記ハーフミラーが前記面状発光体の後面に形成されることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
5. 前記ミラーが曲面であることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。
6. 前記ハーフミラーの前方に、有機ＥＬ発光部を有する第２の面状発光体をさらに備えることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の車両用灯具。
7. 前記基板が透光性アルミナ基板であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の車両用灯具。

Images