JPWO2014054360A1 - 照明装置 - Google Patents

Abstract

照明装置は、複数の発光パネルと、発光パネルの非発光領域に対向するように配置される光学部材（３１）と、側壁部材（５２）とを備える。光学部材（３０）は、側壁部材（５２）に取り付けられ、発光パネルの表面に固定される。発光パネルに直接接合しなくても光学部材を発光パネルに対して固定することができる。

Description

本発明は、照明装置に関し、特に、面状に配列された複数の発光パネルを備える照明装置に関する。

有機ＥＬ（Organic Electroluminecense）パネルなどの発光パネルを面状に複数配列した照明装置においては、発光パネルと発光パネルとの間に継ぎ目が形成される。この継ぎ目を含む非発光領域の輝度を向上させるために、反射板または透光部材などの光学部材を非発光領域に対向するように配置することで、輝度ムラを低減することが可能となる。

特開２００５−２６６２８５号公報（特許文献１）は、電気光学装置に関する発明を開示している。この電気光学装置においては、接合部分を挟む２枚の小型基板のうち、一方の小型基板の側端面は上向きの順テーパー形状を有しており、他方の小型基板の側端面は下向きの逆テーパー形状を有している。同公報は、電気光学装置を表示光の出射側からみたとき、接合部分の隙間を目立たなくすることができると述べている。

特開２０１０−０３３８１８号公報（特許文献２）は、面状発光装置に関する発明を開示している。この面状発光装置においては、各単位発光タイルの発光面上に導光空間が配置され、それらの上に拡散反射用光学フィルムが配置される。各単位発光タイルの隣接境界上に位置する拡散反射用光学フィルムの下面には、光反射用光学フィルムが配置され、導光空間からの入射光は、隣接境界上に位置する拡散反射用光学フィルムへ反射される。同公報は、発光の均一性を向上させることができると述べている。

特開平１０−１８９２５１号公報（特許文献３）は、ディスプレイ装置に関する発明を開示している。このディスプレイ装置においては、発光層を含む薄膜層が透明基板に密着固定されており、発光部から出射された光が透明基板を通じて外部に放射される。透明基板内には、発光部から出射された光の出射角度を変換して外部に放射する角度変換手段が設けられている。同公報は、放射効率の高いディスプレイ装置を得ることができると述べている。

特開２００５−２６６２８５号公報 特開２０１０−０３３８１８号公報 特開平１０−１８９２５１号公報

複数の発光パネルの発光面側に光学部材を配置し、複数の発光パネルにその光学部材を固定する場合において、当該光学部材は発光パネルの発光面側に設置されるため、いかにして光学部材を固定するかが課題となる。たとえば、接着剤等を用いて光学部材を発光パネルの発光面に接着して固定すると、照明装置を製造する上での作業負担が増加したり、その光学部材を発光パネルから取り外すことが難しくなる。

本発明は、発光パネルに接合しなくても光学部材を発光パネルに対して固定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。

本発明の一側面に係る照明装置は、発光領域および非発光領域を表面に含み、上記非発光領域同士が隣り合うように配置された複数の発光パネルと、上記非発光領域に上記発光パネルの上記表面の側から対向するように配置された光学部材と、上記発光パネルの外周よりも外側に位置する側壁部材とを備え、上記光学部材は、上記側壁部材に取り付けられ、上記発光パネルの上記表面に固定される。

実施の形態における照明装置を示す底面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態における照明装置に用いられる発光パネルを示す平面図である。 図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態における照明装置に用いられる光学部材の分解した状態を示す斜視図である。 実施の形態における照明装置に用いられる複数の発光パネルに対して光学部材が所定の位置に配置される時の様子を示す断面図である。 実施の形態における照明装置に用いられる筺体およびその側壁部を示す斜視図である。 実施の形態における照明装置の輝度分布を測定した結果を示す図である。 実施の形態の第１変形例における照明装置に用いられる筺体および光学部材を示す斜視図である。 実施の形態の第２変形例における照明装置に用いられる筺体および光学部材を示す斜視図である。

本発明に基づいた実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数および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およびその量などに限定されない。実施の形態の説明において、同一の部品および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、実施の形態における照明装置１００を示す底面図である。図１は、照明装置１００に用いられる発光パネル１０の表面１２（発光面）の側から照明装置１００を見たときの様子を示している。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。図示上の便宜のため、図１では照明装置１００に用いられる光拡散板６０（図１および図２参照）が一点鎖線を用いて透過的に図示されており、発光パネル１０等が実線を用いて図示されている。

図１および図２に示すように、照明装置１００は、複数の発光パネル１０、光学部材３０、筺体５０（図２参照）および光拡散板６０を備える。本実施の形態の照明装置１００は、８枚の発光パネル１０を備える。８枚の発光パネル１０は、２×４の行列状（マトリックス状）に配列され、面方向に沿うように面状（同一平面上）に配置されている。本実施の形態における複数の発光パネル１０の各々は、外周が略正方形状に形成され、同一の構成を有している。

（発光パネル１０）
本実施の形態の発光パネル１０は、有機ＥＬから構成される。発光パネル１０は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と拡散板とから面状の発光パネルとして構成されていてもよいし、冷陰極管等を用いて面状の発光パネルとして構成されていてもよい。図３は、発光パネル１０を示す平面図である。図３は、発光パネル１０の背面１９の側から発光パネル１０を見たときの様子を示している。図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。

図３および図４を参照して、発光パネル１０は、透明基板１１（カバー層）、陽極１４、有機層１５、陰極１６、封止部材１７および絶縁層１８を含む。透明基板１１は、発光パネル１０の表面１２（発光面）を形成し、透明基板１１の外周端面は、発光パネル１０の外周１０Ｅを形成している。陽極１４、有機層１５および陰極１６は、透明基板１１の裏面１３上に順次積層される。封止部材１７は、発光パネル１０の背面１９を形成している。

透明基板１１は、たとえば各種のガラス基板から構成される。透明基板１１を構成する部材としては、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）またはポリカーボネート等のフィルム基板が用いられてもよい。陽極１４は、透明性を有する導電膜である。陽極１４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１１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１４が形成される。陽極１４は、電極取出部２１（陽極用）および電極取出部２２（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１５（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１５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１６は、たとえばアルミニウム（ＡＬ）である。陰極１６は、真空蒸着法等によって有機層１５を覆うように形成される。陰極１６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１６と陽極１４とが短絡しないように、陰極１６と電極取出部２１側の陽極１４との間に絶縁層１８が設けられる。陰極１６の絶縁層１８が設けられる側とは反対側の部分は、電極取出部２２側の陽極１４に接続される。絶縁層１８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１４と陰極１６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１７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１７は、有機層１５を水分等から保護するために形成される。封止部材１７は、陽極１４、有機層１５、および陰極１６（発光パネル１０の内部に設けられる部材）の略全体を透明基板１１上に封止する。陽極１４の一部は、電気的な接続のために、封止部材１７から露出している。

陽極１４の封止部材１７から露出している（図４左側の）部分は、電極取出部２１（陽極用）を構成する。電極取出部２１と陽極１４とは互いに同じ材料で構成される。電極取出部２１は、発光パネル１０の外周に位置する。陽極１４の封止部材１７から露出している（図４右側の）部分は、電極取出部２２（陰極用）を構成する。電極取出部２２と陽極１４とは互いに同じ材料で構成される。電極取出部２２も、発光パネル１０の外周に位置する。

電極取出部２１および電極取出部２２は、有機層１５を挟んで相互に反対側に位置している。隣り合う電極取出部２１および電極取出部２２同士の間には、分割領域２０（図３参照）が形成されている。電極取出部２１および電極取出部２２には、はんだ付け（銀ペースト）等を用いて配線パターン（図示せず）が取り付けられる。

以上のように構成される発光パネル１０の表面１２には、有機層１５が形成されている領域にほぼ対応して発光領域Ｒ１（図４参照）が形成され、電極取出部２１，２２が形成されている領域にほぼ対応するように、発光領域Ｒ１の外周に非発光領域Ｒ２（図４参照）が形成される。本実施の形態においては、非発光領域Ｒ２同士が隣り合うように複数の発光パネル１０が配置される。

発光パネル１０の有機層１５には、外部の電源装置から、図示しない配線パターン、電極取出部２１，２２、陽極１４および陰極１６を通して電力が供給される。有機層１５で生成された光は、陽極１４および透明基板１１を通して、表面１２（発光面）の発光領域Ｒ１から外部に取り出される。

（光学部材３０）
図５は、光学部材３０の分解した状態を示す斜視図である。図５（および図１，図２）を参照して、本実施の形態における光学部材３０は、複数の第１光学部材３１および複数の第２光学部材３２を含む。第１光学部材３１および第２光学部材３２は、直線状に延びる形状を有し、互いに直交するように配置される。

第１光学部材３１および第２光学部材３２の各々は、たとえば金属製の薄板から構成され、板金加工などによってＶ字状に折り曲げられた形状を有している。第１光学部材３１および第２光学部材３２の折り曲げられた部分の内角（頂角）は、たとえば４５°である。この内角の値は、３０°〜９０°の間で適宜変更してもよい。

第１光学部材３１および第２光学部材３２に用いられる金属材料しては、たとえば、アルミ（高輝度アルミ材）、鉄、銅およびステンレスが挙げられる。金属材料以外の材料としては、ポリカーボネート、アクリル、ＡＢＳおよびＰＥＴなどの樹脂材料が挙げられ、樹脂材料を用いる場合には、これらの光学部材を射出成形によって作製することができる。また、反射性能を高めるために、これらの材料の表面に、銀、金、アルミまたはこれらの合金の膜を付与しても構わない。第１光学部材３１および第２光学部材３２の各々形状は、Ｖ字形状に限られず、頂部が湾曲する形状を有していてもよいし、頂部が平坦な台形状の形状を有していてもよし、全体として円弧状の形状を有していてもよい。

第１光学部材３１の外側の表面には、反射面３３，３３（図６参照）が形成されている。第２光学部材３２の外側の表面には、反射面３６，３６が形成されている。第２光学部材３２の長手方向の途中部分には、第１光学部材３１を嵌め込むための複数の切欠３４が設けられている。切欠３４の形状は、第１光学部材３１の外側の表面の形状に対応している。

図５中の矢印ＡＲ３０に示すように、第１光学部材３１が切欠３４に嵌め込まれることで、複数の第１光学部材３１および複数の第２光学部材３２は一体化される。光学部材３０の全体として見た場合、複数の第１光学部材３１および複数の第２光学部材３２は格子状に配列されている（図１参照）。

図６は、複数の発光パネル１０に対して光学部材３０が所定の位置に配置される時の様子を示す断面図である。上述のとおり、複数の発光パネル１０は、非発光領域Ｒ２同士が隣り合うように配置される。第１光学部材３１および第２光学部材３２が配置される位置は、非発光領域Ｒ２が形成される位置に対応している。

第１光学部材３１および第２光学部材３２は、非発光領域Ｒ２に発光パネル１０の表面１２の側から対向するように配置される（矢印ＡＲ４０参照）。非発光領域Ｒ２の全部またはほとんどは、光学部材３０によって表面１２の側から覆われることとなる（図２参照）。

本実施の形態の第２光学部材３２は、一方の端部３８Ｔから他方の端部３８Ｔまで延びる形状を有しており、一方の端部３８Ｔと他方の端部３８Ｔとの間には長さＬ２が設けられている。第２光学部材３２の長さＬ２は、発光パネル１０（１０Ａ）および発光パネル１０（１０Ｂ）が並んで配置されている領域の長さＬ１よりも長い。

（筺体５０）
図１および図２を参照して、筺体５０は、背面パネル５１（図２参照）、側壁部５２および取付具５３（図２参照）を含む。背面パネル５１は、板状の形状を有する。側壁部５２は、背面パネル５１から発光パネル１０が配置される側に向かって立設するように、背面パネル５１に取り付けられている。本実施の形態における側壁部５２は、全体として枠状の形状を有し（図１参照）、発光パネル１０の外周１０Ｅよりも外周に位置している。側壁部５２は、複数の発光パネル１０の周りを外側から取り囲むように配置される。すなわち、側壁部５２は、複数の発光パネル１０の側方に連なるように配置されている。

取付具５３は、板状の形状を有するパネル保持部５４と、パネル保持部５４を背面パネル５１に取り付けるための固定部５５とを有する。固定部５５が背面パネル５１にボルト等（図示せず）を用いて取り付けられることで、パネル保持部５４は背面パネル５１に対して固定される。

パネル保持部５４には、発光パネル１０が取り付けられる。発光パネル１０は、必要に応じて両面テープ等を用いてパネル保持部５４に取り付けられるとよい。パネル保持部５４の発光パネル１０が配置される側とは反対側の面上には、必要に応じてコネクター５６等が設けられていてもよい。コネクター５６は、発光パネル１０への給電等に用いられることができる。

図７を参照して、本実施の形態の側壁部５２には、第１光学部材３１の端部３８Ｔを受け入れるための凹部５７が設けられる。側壁部５２には、第２光学部材３２（図示せず）の端部を受け入れるための他の凹部が設けられていてもよい。端部３８Ｔが凹部５７内に配置された後、第１光学部材３１の開口部３８Ｈにボルト等が挿通される。ボルトが凹部５７に設けられたネジ穴５７Ｈに締結されることによって、第１光学部材３１は位置決めされた状態で筺体５０に固定される。すなわち、この側壁部５２が第１あるいは第２光学部材を取り付けるための側壁部材として機能している。

上述のとおり、光学部材３０（第２光学部材３２）の長さＬ２は、発光パネル１０が並んで配置されている領域の長さＬ１よりも長い。光学部材３０が側壁部５２に取り付けられる時、側壁部５２に設けられた凹部５７が活用される。照明装置１００における光学部材３０は、発光パネル１０に接合されることなく筺体５０（図２参照）に対して容易に取り付けられ、発光パネル１０に対して適切な位置関係をもって安定して固定されることができる。

筺体５０に発光パネル１０が取り付けられ、筺体５０（側壁部５２）に光学部材３０が取り付けられた状態においては、光学部材３０は発光パネル１０の表面１２に密着する。光学部材３０と光拡散板６０（図２参照）との間には、間隙６２（図２参照）が設けられる。発光パネル１０の発光領域から出射された光は、光学部材３０の反射面（図５中の反射面３３，３６を参照）に反射して、光拡散板６０を通して効果的に取り出されることができる。

図８は、照明装置１００の表面１２側の輝度分布を測定した結果（線Ｌ２０）と、光学部材３０を備えていない他の照明装置の表面側の輝度分布を測定した結果（線Ｌ１０）とを示す図である。図８から読み取れるように、光学部材を備えていない照明装置では、非発光領域の輝度は発光領域に比べて低くなり、均一な面発光は得られない。照明装置１００においては、非発光領域に対向するように光学部材３０が配置されているため、輝度ムラが低減され、均一な発光面を得ることが可能となっている。

（作用および効果）
以上説明したように、照明装置１００においては、光学部材３０が筺体５０の側壁部５２に取り付けられる。接着剤等を用いて発光パネル１０に光学部材３０を接着する必要がないため、照明装置１００を製造する上での作業負担および製造費用が軽減されている。必要に応じて照明装置１００から光学部材３０を容易に取り外すこともでき、一部の発光パネル１０のみを交換することも容易に行なうことができる。

近年では、発光領域の面積（幅）を大きくして非発光領域の面積を小さくする傾向にある。光学部材を発光パネルの非発光領域に接着剤等を用いて接合する場合、非発光領域の面積が小さくなることに伴って、必要な接着力を得にくくなる。必要な接着力を得るために、レイアウト上の制約を受けることとなる。これに対して本実施の形態の照明装置１００においては、光学部材３０は筺体５０の側壁部５２に固定されるため、非発光領域の面積が変動したとしても、そのことに起因したレイアウト上の制約を受けることもない。

［第１変形例］
図９に示す筺体５０Ａのように、側壁部５２には凸部５８が設けられていてもよい。凸部５８は、発光パネル１０が配置される側に向かって膨出する形状を有している。第１光学部材３１の端部３８Ｔが凸部５８の外表面に接するように配置された後、第１光学部材３１の開口部３８Ｈにボルト等が挿通される。ボルトが凸部５８の外表面に設けられたネジ穴（図示せず）に締結されることによって、第１光学部材３１は側壁部５２に固定される。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。凸部５８と上述の実施の形態における凹部５７とは、組み合わされて実施されてもよい。

［第２変形例］
図１０に示す第１光学部材３１Ａは、三角柱状の形状を有している。第１光学部材３１Ａの材料としては、たとえばガラス部材、石英または樹脂材料などを用いることができる。樹脂材料としては、ポリカーボネートまたはアクリルなどが用いられるとよい。第１光学部材３１Ａは、成形加工または切削加工などによって作製されることができる。

第１光学部材３１Ａは、発光領域から出射された光を反射するだけでなく、発光領域から出射された光を内部に取り込んで屈折させて透過させる。第１光学部材３１Ａの反射面３３は、屈折面としても機能することができる。第１光学部材３１Ａも、光を拡散させたり屈折させたりすることで、均一な輝度分布を実現することが可能となっている。

第１光学部材３１Ａの端部３８Ｔが凹部５９内に配置された後、押さえ板５９Ｔおよびボルト４０を用いて第１光学部材３１Ａは凹部５９内に固定される。押さえ板５９Ｔおよびボルト４０により、第１光学部材３１Ａは位置決めされた状態で筺体５０Ｂに固定される。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。

本発明に適用できる光学部材としては、上述の実施の形態における第１光学部材３１および本変形例の第１光学部材３１Ａに限られるものではない。光学部材は、折り曲げ加工された板金材や射出成形された樹脂材の表面に、蒸着、スパッタリングまたはメッキ加工などが施されたものであってもよい。光学部材は、その表面にアルミ製または銀製のシールを貼着したものであってもよい。光学部材は、高反射率を有する材料に限られず、表面を荒らしたアルミ材などでも良い。

以上、本発明に基づいた実施の形態について説明したが、今回開示された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請求の範囲によって示され、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。

以上説明した照明装置は、発光領域および非発光領域を表面に含み、上記非発光領域同士が隣り合うように配置された複数の発光パネルと、上記非発光領域に上記発光パネルの上記表面の側から対向するように配置された光学部材と、上記発光パネルの外周よりも外側に位置する側壁部材とを備え、上記光学部材は、上記側壁部材に取り付けられ、上記発光パネルの上記表面に固定される。上記側壁部材は、上記複数の発光パネルの外周の、さらに外周において連なるように設けられる。

好ましくは、上記側壁部材は、上記光学部材の端部を受け入れる凹部を有する。好ましくは、上記側壁部材は、上記発光パネルが配置される側に向かって膨出する凸部を含み、上記光学部材は、上記凸部に取り付けられる。

好ましくは、上記光学部材は、格子状に配置されている。また、上記側壁部材は、上記複数の発光パネルを保持する筺体に形成された側壁部で構成されるとよい。

上記の各構成によれば、発光パネルに直接接合しなくても光学部材を発光パネルに対して固定することが可能な照明装置を得ることができる。

１０ 発光パネル、１０Ｅ 外周、１１ 透明基板、１２ 表面、１３ 裏面、１４ 陽極、１５ 有機層、１６ 陰極、１７ 封止部材、１８ 絶縁層、１９ 背面、２０ 分割領域、２１，２２ 電極取出部、３０ 光学部材、３１，３１Ａ 第１光学部材、３２ 第２光学部材、３３，３６ 反射面、３４ 切欠、３８Ｈ 開口部、３８Ｔ 端部、４０ ボルト、５０，５０Ａ，５０Ｂ 筺体、５１ 背面パネル、５２ 側壁部、５３ 取付具、５４ パネル保持部、５５ 固定部、５６ コネクター、５７ 凹部、５７Ｈ ネジ穴、５８ 凸部、５９Ｔ 押さえ板、６０ 光拡散板、６２ 間隙、１００ 照明装置、ＡＲ３０，ＡＲ４０ 矢印、Ｌ１，Ｌ２ 長さ、Ｌ１０，Ｌ２０ 線、Ｒ１ 発光領域、Ｒ２ 非発光領域。

Claims (5)

1. 発光領域および非発光領域を表面に含み、前記非発光領域同士が隣り合うように配置された複数の発光パネルと、
   前記非発光領域に前記発光パネルの前記表面の側から対向するように配置された光学部材と、
   前記発光パネルの外周よりも外側に位置する側壁部材とを備え、
   前記光学部材は、前記側壁部材に取り付けられ、前記発光パネルの前記表面に固定される、
   照明装置。
2. 前記側壁部材は、前記光学部材の端部を受け入れる凹部を有する、
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記側壁部材は、前記発光パネルが配置される側に向かって膨出する凸部を含み、
   前記光学部材は、前記凸部に取り付けられる、
   請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記光学部材は、格子状に配置されている、
   請求項１から３のいずれかに記載の照明装置。
5. 前記側壁部材は、前記複数の発光パネルを保持する筺体に形成された側壁部である、
   請求項１から４のいずれかに記載の照明装置。

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