WO2015079912A1 - 面状発光ユニット - Google Patents

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WO2015079912A1
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light
light emitting
planar
emitting unit
region
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PCT/JP2014/079926
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木村 直樹
祐亮 平尾
孝二郎 関根
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K59/10OLED displays
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/85Arrangements for extracting light from the devices
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    • HELECTRICITY
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    • H10K50/856Arrangements for extracting light from the devices comprising reflective means

Definitions

  • the present invention relates to a structure of a planar light emitting unit using a plurality of planar light emitting units.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a diffusion member is provided at a certain distance on a light source to reduce a luminance difference.
  • the light guide member 20 is disposed on the light source, and the diffusion particles are embedded only in the non-light emitting region in the light guide member 20 so that light is extracted only on the non-light emitting region and the luminance difference is reduced.
  • JP-A-2005-158369 Patent Document 2.
  • a predetermined interval must be ensured between the light emitting surface and the diffusing member.
  • a distance interval is required.
  • the structure in which the diffusion member is provided with a gap increases the thickness of the entire planar light emitting unit, resulting in the loss of the thin feature.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a planar light emitting unit having a structure that can make luminance unevenness of the planar light emitting unit inconspicuous without increasing the thickness of the planar light emitting unit.
  • the purpose is to provide.
  • the light emitting surfaces are arranged so as to be arranged in a planar shape, and a plurality of surface light emitting units that emit light toward the viewing side, and the plurality of adjacent surfaces.
  • a light guide member disposed opposite to the light emitting surface of the light emitting unit and transmitting light emitted from the surface light emitting unit, and provided on the opposite side of the surface light emitting unit across the light guide member,
  • a diffusion member that diffuses light that has passed through the optical member toward the viewing side;
  • Each of the plurality of surface light emitting units includes a light emitting region that emits light, and a non-light emitting region that is located on the outer periphery of the light emitting region and does not emit light, and is between the light guide member and the diffusion member.
  • a space is formed in a region corresponding to the light emitting region, and a light transmissive member is provided in a region corresponding to the non-light emitting region so as to be in close contact with the light guide member and the diffusion member. ing.
  • FIG. 3 is a plan view showing a basic configuration of a planar light emitting panel in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a planar light emitting unit in Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the structure of the planar light emission unit in background art. It is a side surface schematic diagram which shows the structure of the other planar light emission unit in background art.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a planar light emitting unit in a second embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a planar light emitting unit in a third embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a planar light emitting unit in a fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a planar light emitting unit in a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a region surrounded by X in FIG. 9. It is a schematic diagram which shows a transmitted light amount adjustment pattern.
  • FIG. 1 is a front view showing the planar light emitting panel 10 and shows a state when the planar light emitting panel 10 is viewed from the back surface 19 side of the planar light emitting panel 10.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • the planar light emitting panel 10 in the present embodiment is made of organic EL, and is formed so as to be flexible as a whole.
  • the planar light emitting panel 10 may be configured as a planar light emitting panel from a plurality of light emitting diodes (LEDs) and a diffusion plate, or may be configured as a planar light emitting panel using a cold cathode tube or the like. .
  • planar light emitting panel 10 in the present embodiment is a bottom emission type, but another device may be used as long as it is a surface emitting light source.
  • a top emission type planar light emitting panel may be used, or an inorganic EL, or a surface emitting light source including an LED and a light guide plate may be used.
  • a flexible light source may be used as long as it is a surface light source.
  • a planar light emitting panel 10 includes a transparent substrate 11 (cover layer), an anode (anode) 14, an organic layer 15, a cathode (cathode) 16, a sealing member 17 and an insulating layer 18. Including.
  • the planar light emitting unit 31 is configured by the anode 14, the organic layer 15, the cathode 16, and the sealing member 17.
  • the transparent substrate 11 forms the light emitting surface 12 (surface) of the planar light emitting panel 10.
  • the anode 14, the organic layer 15, and the cathode 16 are sequentially stacked on the back surface 13 of the transparent substrate 11.
  • the sealing member 17 forms the back surface 19 of the planar light emitting panel 10.
  • a flexible transparent member As the member constituting the transparent substrate 11, a flexible transparent member is used.
  • a light transmissive film substrate such as polyethylene terephthalate (PET) or polycarbonate (PC) is used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PC polycarbonate
  • Various glass substrates may be used for the transparent substrate 11.
  • polyimide polyethylene naphthalate (PEN), polystyrene (PS), polyethersulfone (PES), polypropylene (PP), etc. are used as the light transmissive film substrate.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PS polystyrene
  • PS polyethersulfone
  • PP polypropylene
  • the anode 14 is a conductive film having transparency.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • PEDOT polyethylenedioxythiophene
  • the organic layer 15 (light emitting unit) can generate light (visible light) when power is supplied.
  • the organic layer 15 may be composed of a single light emitting layer, or may be composed of a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and the like that are sequentially laminated.
  • the cathode 16 is, for example, aluminum (AL).
  • the cathode 16 is formed so as to cover the organic layer 15 by a vacuum deposition method or the like. In order to pattern the cathode 16 into a predetermined shape, a mask may be used during vacuum deposition.
  • Other materials for the cathode 16 include lithium fluoride (LiF), a stack of Al and Ca, a stack of Al and LiF, a stack of Al and Ba, and the like.
  • An insulating layer 18 is provided between the cathode 16 and the anode 14 so that the cathode 16 and the anode 14 are not short-circuited.
  • the insulating layer 18 is formed in a desired pattern so as to cover a portion that insulates the anode 14 and the cathode 16 from each other using a photolithography method or the like after, for example, a SiO 2 film is formed using a sputtering method. .
  • the sealing member 17 is made of an insulating resin or a glass substrate.
  • the sealing member 17 is formed to protect the organic layer 15 from moisture and the like.
  • the sealing member 17 seals substantially the whole of the anode 14, the organic layer 15, and the cathode 16 (member provided inside the planar light emitting panel 10) on the transparent substrate 11. A part of the anode 14 is exposed from the sealing member 17 for electrical connection.
  • the sealing member 17 is formed by laminating a plurality of layers of an inorganic thin film such as SiO 2 , AL 2 O 3 , SiNx, and a flexible acrylic resin thin film on a film such as PET, PEN, PS, PES, and polyimide. Thus, those having gas barrier properties are used. Gold, silver, copper, or the like may be further laminated on the electrode portion 21 and the electrode portion 22.
  • the portion exposed from the sealing member 17 of the anode 14 (left side in FIG. 2) constitutes an electrode portion 21 (for anode).
  • the electrode portion 21 and the anode 14 are made of the same material.
  • the electrode portion 21 is located on the outer periphery of one side surface of the planar light emitting panel 10.
  • the portion of the cathode 16 exposed from the sealing member 17 (on the right side in FIG. 2) constitutes an electrode portion 22 (for the cathode).
  • the electrode part 22 and the cathode 16 are made of the same material.
  • the electrode portion 22 is also located on the other outer periphery of the planar light emitting panel 10.
  • the electrode part 21 and the electrode part 22 are located on opposite sides of the organic layer 15.
  • a wiring pattern (not shown) is attached to the electrode portion 21 and the electrode portion 22 using soldering (silver paste) or the like.
  • Electric power is supplied to the organic layer 15 of the planar light emitting panel 10 configured as described above from an external power supply device through a wiring pattern (not shown), the electrode portions 21 and 22, the anode 14 and the cathode 16.
  • the light generated in the organic layer 15 is taken out from the light emitting surface 12 (surface) through the anode 14 and the transparent substrate 11.
  • the position corresponding to the organic layer 15 constitutes the light emitting region R1
  • the external region surrounding the organic layer 15 constitutes the non-light emitting region R2. Therefore, as will be described later, when the planar light emitting panels 10 are arranged in a line, the non-light emitting region R2 is formed by a gap generated between adjacent planar light emitting panels 10 and an external region surrounding the organic layer 15. Constitute.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the planar light emitting unit in the present embodiment. 4 shows a cross-sectional configuration of the planar light emitting unit 200 in the background art, and FIG. 5 shows a cross-sectional configuration of another planar light emitting unit 300 in the background art.
  • the planar light emitting unit 200 is arranged such that the light emitting surfaces 12 are arranged in a plane, and a plurality of planar light emitting panels 10 that emit light toward the viewing side and a plurality of adjacent planar light emitting panels 10 are arranged.
  • a light guide member 20 that is disposed opposite to the light emitting surface 12 and transmits light emitted from the planar light emitting panel 10, and is provided on the opposite side of the planar light emitting panel 10 with the light guide member 20 interposed therebetween.
  • a diffusion member 30 that diffuses the light that has passed through the optical member 20 toward the viewing side.
  • the arrangement interval of the planar light emitting panels 10 is about 1 mm to 30 mm.
  • the non-light emitting region R2 generated between the planar light emitting panels 10 becomes a dark part, which is very conspicuous when viewed from the viewing side. Therefore, if the diffusion member 30 is provided as described above with a certain distance, the luminance difference between the light emitting region R1 and the non-light emitting region R2 can be reduced, and the dark part of the non-light emitting region R2 can be made inconspicuous.
  • the diffusion member 30 when using a resin plate in which diffusion particles are kneaded in advance, the diffusion member 30 uses a diffusion sheet or the like on a light transmissive light guide member (light transmissive member) 20 such as acrylic or glass.
  • the diffusing member 30 may be attached.
  • an air layer A ⁇ b> 1 is formed between the diffusion member 30 and the light guide member 20.
  • the light that has entered the light guide member 20 passes through the air layer as a space once before reaching the diffusion member 30, so that the light is partially reflected and lost at the interface with the air layer. End up.
  • the diffusing member 30 when light is emitted to the viewing side through the diffusing member 30, a dimming action on the diffusing member 30 works (filter effect). Further, even if the diffusing member 30 is provided, the non-light emitting region R2 emits less light than the light emitting portion, and in order to make the non-light emitting region inconspicuous, the space between the planar light emitting panel 10 and the diffusing member 30 is It is necessary to take a sufficient distance (blur distance).
  • the light transmissive light transmissive member 40 of the light diffusing member 30 and the light guide member 20 is not formed between the diffusing member 30 and the light guide member 20. It touches the whole surface. Even in this configuration, there is an interface between the light transmissive member 40 and the light guide member 20, but the light guide member 20 has a higher refractive index than the air layer. Less than Further, since the light reaching the diffusing member 30 is diffused in the member of the diffusing member 30, there is little component lost by being guided through the diffusing member 30 (light extraction effect).
  • a space (air layer) is formed in a region corresponding to the light emitting region R1 between the light guide member 20 and the diffusing member 30, while in a region corresponding to the non-light emitting region R2.
  • the region corresponding to the light emitting region R1 is substantially the same region as the region where the light emitting region R1 is projected onto the diffusing member 30 in the normal direction
  • the region corresponding to the non-light emitting region R2 is The non-light emitting region R2 is substantially the same region as the region projected on the diffusing member 30 in the normal direction.
  • the region corresponding to the light emitting region R1 may be slightly larger or smaller than the region where the region is projected onto the diffusing member 30, and does not necessarily have the same area.
  • the light transmissive member 40 is preferably a light guide member having a refractive index n close to that of the light guide member 20 and the diffusion member 30 in order to be in close contact with the light guide member 20 and the diffusion member 30 and prevent light loss due to total reflection. .
  • n refractive index
  • n1 is the refractive index of the light transmissive member 40.
  • n2 is the refractive index of the light guide member 20.
  • substance A substance B
  • refractive indexes nA and nB respectively
  • the total reflection angle is 60. If it is more than 85 degrees, 85% or more reaches the substance B without reflection.
  • the refractive index ratio must satisfy the relationship of nB / nA ⁇ sin 60 °, more preferably nB / nA> sin 60 °.
  • the light transmissive member 40 may be held by the light guide member 20 by using a highly transparent adhesive tape (OCA: Optical Clear Adhesive Tape) or the like, or the light transmissive member.
  • OCA Optical Clear Adhesive Tape
  • the light transmissive member 40 may be adhered to the light guide member 20 and the diffusing member 30 by using a member having adhesiveness at 40.
  • examples of the material used for the light guide member 20 include acrylic, glass, and silicon, and the thickness is about 10 ⁇ m to 10 mm.
  • the material used for the diffusing member 30 includes a plate containing a highly diffusible fillet or the like in acrylic, glass or the like, a sheet (PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate resin)) or the like that has been subjected to surface finishing. ), A diffusible polymer sheet, and the like, and the thickness is about 10 ⁇ m to 3 mm.
  • examples of the material used for the light transmissive member 40 include an adhesive tape (OCA: Optical Clear Adhesive Tape) and the like, and the thickness is about 10 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • OCA Optical Clear Adhesive Tape
  • the light is guided inside the light guide member 20 in the region where the light transmissive member (contact member) 40 provided in the non-light emitting region R2 exists.
  • the brightness at which the effect of effectively extracting the light is increased.
  • the above-described filter effect works, and the luminance is reduced due to the dimming action.
  • one diffusion member 30 can be provided with two effects of “filter (dimming) effect” and “light extraction effect”.
  • the luminance difference generated between the light emitting region R1 and the non-light emitting region R2 is reduced, and the luminance unevenness of the planar light emitting unit 100 can be made inconspicuous.
  • the thickness of the planar light emitting unit 100 is not increased.
  • planar light emitting unit 100 by using a flexible member as a constituent member of the planar light emitting unit 100, the curved shape of the planar light emitting unit 100 can be given.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the planar light emitting unit 100A in the present embodiment.
  • the basic configuration of the planar light emitting unit 100A in the present embodiment is the same as that of the planar light emitting unit 100 in the first embodiment, and the difference is that the planar light emitting panel 10 of the light guide member 20 is located.
  • the non-light emitting region R2 is provided with a reflecting member 50 that emits light toward the viewing side.
  • the reflecting member 50 may be a specular reflecting member, but more preferably a diffusing member.
  • Examples of the material used for the reflecting member 50 include polymer materials such as PET (polyethylene terephthalate), metals such as Al and Ag, and the like.
  • the thickness is preferably about 10 ⁇ m to 1 mm, and the reflectance is preferably 70% or more. .
  • the planar light emitting unit 100A in the present embodiment it is possible to obtain the same operational effects as in the first embodiment. Furthermore, by providing the reflecting member 50, the light on the surface of the light guide member 20 and the reflected light from the diffusing member 30 can be turned to the non-light emitting region, and the luminance on the non-light emitting region R2 can be further increased, and the light emitting region R1 And the non-light emitting region R2 can be further reduced in luminance difference.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the planar light emitting unit 100B in the present embodiment.
  • the basic configuration of the planar light emitting unit 100B in the present embodiment is the same as that of the planar light emitting unit 100 in the first embodiment, and the difference is that the light emitting surface 12 of the planar light emitting panel 10 is a light guide member. 20 is arranged in contact with. It is preferable that the two are brought into close contact with oil or a light-transmitting double-sided tape so that air does not enter between the light guide member 20 and the planar light emitting panel 10.
  • planar light emitting unit 100B in the present embodiment the same operational effects as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, by arranging the light emitting surface 12 of the planar light emitting panel 10 in contact with the light guide member 20, light loss can be reduced and light can be guided from the planar light emitting panel 10 to the light guide member 20. .
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the planar light emitting unit 100C in the present embodiment.
  • planar light emitting unit 100C in the present embodiment is the same as that of the planar light emitting unit 100 in the first embodiment, and the difference is that the planar light emitting unit 31 constituting the planar light emitting panel 10 is different. It is disposed in direct contact with the light guide member 20. It is preferable that the two are brought into close contact with oil or a light-transmitting double-sided tape so that air does not enter between the planar light emitting portion 31 and the light guide member 20.
  • planar light emitting unit 100C in the present embodiment it is possible to obtain the same operational effects as in the first embodiment. Furthermore, by disposing the planar light emitting unit 31 in contact with the light guide member 20, it is possible to reduce light loss and guide light from the planar light emitting unit 31 to the light guide member 20. Further, the planar light emitting unit 100C can be thinned by not using the transparent substrate 11.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of the planar light emitting unit 100D in the present embodiment
  • FIG. 10 is an enlarged view of a region surrounded by X in FIG.
  • the basic configuration of the planar light emitting unit 100D in the present embodiment is the same as that of the planar light emitting unit 100 in the first embodiment, and the difference is that the light transmissive member 40 has a light emitting region R1 at its end. And a non-light emitting region R2 has a wavy region 40a that crosses the boundary 10a.
  • the light source that is the planar light emitting panel 10 (planar light emitting unit 31) is generally a polygon or a circle such as a square or a rectangle, and the boundary 10a between the light emitting region R1 and the non-light emitting region R2 is a regular line, for example, It becomes a line segment. It is assumed that the boundary between the region where the light transmissive member 40 is provided and the region where the air layer is provided is formed along the boundary 10a between the light emitting region R1 and the non-light emitting region R2. At the boundary, the optical characteristics change abruptly, so that it is expected that the luminance difference will be noticeable.
  • a wave-like region 40 a that crosses the boundary 10 a between the light emitting region R ⁇ b> 1 and the non-light emitting region R ⁇ b> 2 a plurality of times is provided at the end of the light transmissive member 40.
  • the same operational effects as in the first embodiment can be obtained. Further, by providing a wave-like region 40a across the boundary 10a between the light emitting region R1 and the non-light emitting region R2 at the end of the light transmissive member 40, the light transmitting member 40 is generated between the light emitting region R1 and the non-light emitting region R2. The luminance difference can be made less noticeable.
  • the reflectance or transmittance is provided on the diffusing member 30 or the light guide member 20, in other words, the reflectance or transmittance varies depending on the position. By configuring such that it is not uniform, it is possible to further reduce the luminance difference between the non-light emitting region R2 and the light emitting region R1.
  • transmitted light amount adjustment patterns 150a and 150b are formed.
  • the region of the transmitted light amount adjustment pattern 150a (the darkest region in the drawing) is the region where the amount of light transmission is the smallest
  • the region of the transmitted light amount adjustment pattern 150b (the lightest region in the drawing) is the light transmission. This is the area with the largest amount.
  • planar light emitting panels 10 planar light emitting units 31
  • the number of planar light emitting panels 10 is limited to two. Without limitation, three or more planar light-emitting panels 10 may be arranged in a line. In this case, in the non-light emitting region R2, a region generated between the adjacent planar light emitting panels 10 constitutes the non-light emitting region R2.
  • each light emitting surface is arranged in a plane, and the light emitting surfaces of a plurality of surface light emitting units that emit light toward the viewing side and the light emitting surfaces of a plurality of adjacent surface light emitting units are arranged.
  • a light guide member disposed oppositely and transmitting light emitted from the surface light emitting unit, and provided on the opposite side of the surface light emitting unit across the light guide member, the light passing through the light guide member is directed to the viewing side And a diffusion member that diffuses.
  • Each of the plurality of surface light emitting units has a light emitting region that emits light and a non-light emitting region that is located on the outer periphery of the light emitting region and does not emit light, and the light emitting region is between the light guide member and the diffusing member. While a space is formed in the region corresponding to, a light transmissive member is provided in the region corresponding to the non-light emitting region so as to be in close contact with the light guide member and the diffusing member.
  • the light transmissive member has adhesiveness, and the light transmissive member adheres to the light guide member and the diffusion member.
  • a reflection member that emits light toward the viewing side is further provided in the non-light emitting region on the side where the surface light emitting portion of the light guide member is located.
  • the surface light emitting unit includes a transparent substrate on the viewing side, and the transparent substrate is in contact with the light guide member.
  • the light emitting section, the light guide member, the diffusing member, the light transmitting member, and the transparent substrate each have flexibility and can be curved as a whole.
  • the surface light emitting unit is in contact with the light guide member.
  • the light emitting section, the light guide member, the diffusing member, and the light transmitting member each have flexibility and can be curved as a whole.
  • the diffusing member has regions with different transmittance or reflectance.
  • the light transmissive member has a region crossing the boundary between the light emitting region and the light emitting region at the end thereof.

Abstract

 この面状発光ユニット(100)は、面状に並ぶように配列され、視認側に向けて光を放射する複数の面発光パネル(10)と、隣り合う複数の面発光部(31)の発光面に対向配置され、面発光部(31)から放射された光を透過させる導光部材(20)と、導光部材(20)を挟んで、面発光部(31)とは反対側に設けられ、導光部材20を通過した光を視認側に向けて拡散する拡散部材(30)とを備え、複数の面発光部(31)の各々は、光を放射する発光領域(R1)と、発光領域(R1)の外周に位置し、光を放射しない非発光領域(R2)とを有し、導光部材(20)と拡散部材(30)との間は、発光領域(R1)に対応する領域には空間が形成される一方、非発光領域(R2)に対応する領域には、導光部材(20)と拡散部材(30)とに密着するように光透過性部材(40)が設けられている。

Description

面状発光ユニット
 本発明は、複数の面状発光部を用いた面状発光ユニットの構造に関する。
 有機EL(Organic Electroluminecense)発光素子などを用いた面状発光パネルを複数敷き詰めて、より大きな発光装置を作る構成において、面発光光源の周囲に存在する非発光領域が暗くなるため、発光部上と非発光領域上の輝度差が発生する。そこで、面状発光パネルと面状発光パネルとの継ぎ目の非発光領域上の輝度を発光部上の輝度に近づけ、いかにムラの無い均一な発光面を得るかが課題となっている。
 背景技術として、光源上に一定の距離間隔をあけて拡散部材を設け、輝度差を軽減する構成が、特開2005―353564号公報(特許文献1)に開示されている。また、光源上に導光部材20を配して、導光部材20内の非発光領域上のみに拡散粒子を埋め込むことで、非発光領域上のみ光取り出しを行い、輝度差を軽減する構成が、特開2005―158369号公報(特許文献2)に開示されている。
特開2005―353564号公報 特開2005―158369号公報
 しかしながら、上記特許文献に開示の構成では、発光面と拡散部材との間に所定の間隔を確保しなければならず、特に有機EL発光素子などの薄さを特徴とした光源においては、距離間隔をあけて拡散部材を設ける構成は、面状発光ユニット全体の厚みが増加し、薄型の特徴を失ってしまう結果となる。
 したがって、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、面状発光ユニットの厚みの増加を招くことなく、面状発光ユニットの輝度ムラを目立たなくすることのできる構造を有する面状発光ユニットを提供することを目的とする。
 本発明のある実施の形態に従う面発光素子においては、各々の発光面が面状に並ぶように配列され、視認側に向けて光を放射する複数の面発光部と、隣り合う複数の前記面発光部の前記発光面に対向配置され、前記面発光部から放射された光を透過させる導光部材と、前記導光部材を挟んで、前記面発光部とは反対側に設けられ、前記導光部材を通過した光を視認側に向けて拡散する拡散部材と備える。
 複数の前記面発光部の各々は、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、前記導光部材と前記拡散部材との間は、前記発光領域に対応する領域には空間が形成される一方、前記非発光領域に対応する領域には、前記導光部材と前記拡散部材とに密着するように光透過性部材が設けられている。
実施の形態1における面状発光パネルの基本構成を示す平面図である。 図1中II-II線矢視断面図である。 実施の形態1における面状発光ユニットの構成を示す断面図である。 背景技術における面状発光ユニットの構成を示す断面図である。 背景技術における他の面状発光ユニットの構成を示す側面模式図である。 実施の形態2における面状発光ユニットの構成を示す断面図である。 実施の形態3における面状発光ユニットの構成を示す断面図である。 実施の形態4における面状発光ユニットの構成を示す断面図である。 実施の形態5における面状発光ユニットの構成を示す断面図である。 図9中のXで囲まれた領域の拡大図である。 透過光量調整パターンを示す模式図である。
 本発明に基づいた各実施の形態における照明装置について、以下、図を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、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。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。各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。
 (面状発光パネル10)
 図1および図2を参照して、本実施の形態における面状発光パネル10の基本構成について説明する。図1は、面状発光パネル10を示す正面図であり、面状発光パネル10の背面19の側から面状発光パネル10を見たときの様子を示している。図2は、図1中II-II線矢視断面図である。
 本実施の形態における面状発光パネル10は、有機ELから構成され、全体として曲げ可能なように可撓性を有するように形成されている。面状発光パネル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発光パネルとして構成されていてもよい。
 また、本実施の形態における面状発光パネル10は、ボトムエミッション型であるが、面発光光源であれば、別のデバイスを用いても良い。たとえば、トップエミッション型の面状発光パネルを用いても良いし、無機ELや、LEDと導光板による面発光光源を用いても良い。また、面光源であれば、可撓性のある光源を用いても良い。
 図1および図2を参照して、面状発光パネル10は、透明基板11(カバー層)、陽極(アノード)14、有機層15、陰極(カソード)16、封止部材17および絶縁層18を含む。陽極14、有機層15、陰極16、および封止部材17により面状発光部31を構成する。
 透明基板11は、面状発光パネル10の発光面12(表面)を形成する。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、面状発光パネル10の背面19を形成している。
 透明基板11を構成する部材としては、可撓性有する透明部材が用いられる。材料としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート(PET)またはポリカーボネイト(PC)等の光透過性のフィルム基板が用いられる。透明基板11に、各種ガラス基板を用いてもよい。
 光透過性のフィルム基板としては、他にポリイミド、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリスチレン(PS)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリプロピレン(PP)等が用いられる。
 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。陽極14に用いられる他の材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)が用いられる。
 有機層15(発光部)は、電力が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の他の材料としては、フッ化リチウム(LiF)、AlとCaとの積層、AlとLiFとの積層、および、AlとBaとの積層等が用いられる。
 陰極16と陽極14とが短絡しないように、陰極16と陽極14との間に絶縁層18が設けられる。絶縁層18は、たとえばスパッタリング法を用いてSiO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(面状発光パネル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。
 封止部材17には、PET、PEN、PS、PES、ポリイミド等のフィルムに、SiO、AL、SiNx等の無機薄膜と柔軟性のあるアクリル樹脂薄膜などを層状に複数層重ね合わせることでガスバリア性を備えたものが用いられる。電極部21および電極部22には、さらに金、銀、銅などを積層してもよい。
 陽極14の封止部材17から露出している部分(図2左側)は、電極部21(陽極用)を構成する。電極部21と陽極14とは互いに同じ材料で構成される。電極部21は、面状発光パネル10の一方の側面の外周に位置する。陰極16の封止部材17から露出している(図2右側の)部分は、電極部22(陰極用)を構成する。電極部22と陰極16とは互いに同じ材料で構成される。電極部22も、面状発光パネル10の他方の外周に位置する。
 電極部21および電極部22は、有機層15を挟んで相互に反対側に位置している。電極部21および電極部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面状発光パネル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、発光面12(表面)から外部に取り出される。
 面状発光パネル10において、有機層15から光が発光することから、有機層15に対応する位置が発光領域R1を構成し、有機層15を取り囲む外部領域が非発光領域R2を構成する。よって、後述するように、面状発光パネル10を面状に並ぶように配列した場合、隣接する面状発光パネル10の間に生じる隙間と有機層15を取り囲む外部領域とにより非発光領域R2を構成する。
 (面状発光ユニット100)
 次に、図3を参照して、上記構成を有する面状発光パネル10を複数枚用いた面状発光ユニット100の構成について説明する。図3は、本実施の形態における面状発光ユニットの構成を示す断面図である。また、図4に、背景技術における面状発光ユニット200の断面構成を示し、図5に、背景技術における他の面状発光ユニット300の断面構成を示す。
 図4および図5を参照して、まず背景技術における面状発光ユニット200および面状発光ユニット300の構成について説明する。まず、面状発光ユニット200は、発光面12が面状に並ぶように配列され、視認側に向けて光を放射する複数の面状発光パネル10と、隣り合う複数の面状発光パネル10の発光面12に対向配置され、面状発光パネル10から放射された光を透過させる導光部材20と、この導光部材20を挟んで、面状発光パネル10とは反対側に設けられ、導光部材20を通過した光を視認側に向けて拡散する拡散部材30とを備えている。面状発光パネル10の配置間隔は、1mm~30mm程度である。
 このように、面状発光パネル10を複数並べた場合、面状発光パネル10の間に生じる非発光領域R2が暗部となり、視認側から見た場合非常に目立つ。そこで、一定の距離間隔をあけて、上記のように拡散部材30を設けると発光領域R1と非発光領域R2との輝度差を軽減し、非発光領域R2の暗部を目立たなくすることができる。
 この場合に拡散部材30は、拡散粒子をあらかじめ練りこんだ樹脂製のプレートを用いる場合、アクリル、ガラスなどの光透過性の導光部材(光透過部材)20の上に、拡散シート等を用いた拡散部材30を貼り付ける場合がある。
 また、図4に示す面状発光ユニット300は、拡散部材30と導光部材20との間に空気層A1が形成されている。この構成の場合、導光部材20に入った光が拡散部材30に到達する前に、一度空間としての空気層を通過することで、空気層との界面で光が一部反射され失われてしまう。
 また、拡散部材30を介して視認側へ光を出射すると、拡散部材30上での減光作用が働く(フィルタ効果)。さらに、拡散部材30を設けても非発光領域R2上は発光部上に比べて出射光が少なく、非発光領域を目立たなくするためには、面状発光パネル10と拡散部材30との間の距離(ぼかし距離)を十分にとる必要がある。
 一方、図5に示す面状発光ユニット300においては、拡散部材30と導光部材20とが空気層を介さずに、光透過性の光透過性部材40が拡散部材30および導光部材20の全面で接している。この構成においても、光透過性部材40と導光部材20の間には界面が存在するが、導光部材20は空気層よりも屈折率が高いため、失われる光は、面状発光ユニット200に比べて少ない。また、拡散部材30に到達された光は、拡散部材30の部材内で拡散するため、拡散部材30内を導波して失われる成分も少ない(光取り出し効果)。
 しかしながら、非発光領域R2および発光領域R1において、ロスする光の割合に大きな差は無いため、非発光領域R2を目立たなくするためには、図4の面状発光ユニット200の構成と同様にぼかし距離を十分に取る必要がある。
 ここで、図3に示す、本実施の形態1の面状発光ユニット100の構成について説明する。この面状発光ユニット100は、導光部材20と拡散部材30との間は、発光領域R1に対応する領域には空間(空気層)が形成される一方、非発光領域R2に対応する領域には、導光部材20と拡散部材30とに密着するように光透過性部材(密着部材)40が設けられている。
 ここで、発光領域R1に対応する領域とは、その法線方向に、発光領域R1を拡散部材30に射影した領域と実質的に同じ領域であり、非発光領域R2に対応する領域とは、非発光領域R2を、その法線方向に、拡散部材30に射影した領域と実質的に同じ領域である。発光領域R1に対応する領域は、その領域を拡散部材30に射影した領域より多少大きくても少なくてもよく、必ずしも同じ面積である必要はない。
 光透過性部材40は、導光部材20と拡散部材30と密着し、全反射による光損失を防ぐために、導光部材20および拡散部材30に近い屈折率nの導光部材であることが望ましい。特に、導光部材20と光透過性部材40は、以下の関係を満たしていることが望ましい。
 [n1/n2]>sin60°
 n1は、光透過性部材40の屈折率。n2は、導光部材20の屈折率。
 すなわち、n1>[√3/2]・n2を、満足するとよい。
 ここで、二つの物質(物質A→物質B、それぞれ屈折率nA,nB)間を光が移動する際、界面への入射光がランバート配光特性を持っているとすると、全反射角が60度以上であれば、85%以上が反射せずに物質Bまで到達する。全反射角を60度以上にするためには、屈折率の比が、nB/nA≧sin60°、より好ましくはnB/nA>sin60°の関係を満たさなければならない。
 なお、光透過性部材40に高い透明性を有する接着剤テープ(OCA:Optical Clear Adhesive Tape)等を用いることで、拡散部材30を導光部材20に保持させてもよいし、光透過性部材40に粘着性を有する部材を用いて、光透過性部材40が導光部材20および拡散部材30に粘着するようにしてもよい。
 以上のことから、導光部材20に用いられる材料としては、アクリル、ガラス、シリコン等が挙げられ、厚さは、10μm~10mm程度である。
 また、拡散部材30に用いられる材料としては、アクリル、ガラス等に高拡散性のフィレット等が含有された板、表面にしぼ加工されたシート(PET(ポリエチレンテレフタラート),PC(ポリカーボネート樹脂)等)、拡散性のある高分子シート等が挙げられ、厚さは、10μm~3mm程度である。
 また、光透過性部材40に用いられる材料としては、接着剤テープ(OCA:Optical Clear Adhesive Tape)等が挙げられ、厚さは、10μm~300μm程度である。
 以上、本実施の形態における面状発光ユニット100によれば、非発光領域R2に設けられた光透過性部材(密着部材)40が存在する領域においては、導光部材20の内部で導波している光を効果的に取り出す効果が働く輝度が増加する。一方、空間(空気層)が形成された領域では、上述したフィルタ効果が働き、減光作用を受けて輝度が減少する。このように、一つの拡散部材30に「フィルタ(減光)効果」と「光取り出し効果」の二つの効果を持たせることが可能となる。
 これによって、発光領域R1と非発光領域R2との間に生じる輝度差が軽減され、面状発光ユニット100の輝度ムラを目立たなくすることが可能となる。また、光透過性部材(密着部材)40を設けることのみで済むため、面状発光ユニット100の厚みの増加を招くこともない。
 また、面状発光ユニット100の構成部材に可撓性部材を用いることで、面状発光ユニット100の湾曲形状を与えることが可能となる。
 (実施の形態2:面状発光ユニット100A)
 次に、図6を参照して、実施の形態2における面状発光ユニット100Aについて説明する。図6は、本実施の形態における面状発光ユニット100Aの構成を示す断面図である。
 本実施の形態における面状発光ユニット100Aの基本的構成は、上記実施の形態1における面状発光ユニット100と同じであり、相違点は、導光部材20の面状発光パネル10が位置する側の非発光領域R2には、視認側に向けて光を放射する反射部材50が設けられている点にある。反射部材50は、鏡面反射部材でも良いが、拡散部材を用いるとなお良い。
 反射部材50に用いられる材料としては、PET(ポリエチレンテレフタラート)等の高分子材料、Al、Ag等の金属等が挙げられ、厚さは、10μm~1mm程度、反射率は70%以上が望ましい。
 本実施の形態における面状発光ユニット100Aによれば、実施の形態1と同様の作用効果を得ることができる。さらに、反射部材50を設けることで、導光部材20の表面や、拡散部材30からの反射光を非発光領域に回して、非発光領域R2上の輝度をさらに上げることができ、発光領域R1と非発光領域R2との間に生じる輝度差の軽減をさらに図ることが可能となる。
 (実施の形態3:面状発光ユニット100B)
 次に、図7を参照して、実施の形態3における面状発光ユニット100Bについて説明する。図7は、本実施の形態における面状発光ユニット100Bの構成を示す断面図である。
 本実施の形態における面状発光ユニット100Bの基本的構成は、上記実施の形態1における面状発光ユニット100と同じであり、相違点は、面状発光パネル10の発光面12が、導光部材20に接して配置されている。導光部材20と面状発光パネル10との間に空気が入らないように、オイルや光透過性の両面テープなどで両者を密着させることが好ましい。
 本実施の形態における面状発光ユニット100Bによれば、実施の形態1と同様の作用効果を得ることができる。さらに、面状発光パネル10の発光面12を導光部材20に接して配置することで、光のロスを少なくして光を面状発光パネル10から導光部材20へ導くことが可能となる。
 (実施の形態4:面状発光ユニット100C)
 次に、図8を参照して、実施の形態4における面状発光ユニット100Cについて説明する。図8は、本実施の形態における面状発光ユニット100Cの構成を示す断面図である。
 本実施の形態における面状発光ユニット100Cの基本的構成は、上記実施の形態1における面状発光ユニット100と同じであり、相違点は、面状発光パネル10を構成する面状発光部31が導光部材20に直接接して配置されている。面状発光部31と導光部材20の間に空気が入らないように、オイルや光透過性の両面テープなどで両者を密着させることが好ましい。
 本実施の形態における面状発光ユニット100Cによれば、実施の形態1と同様の作用効果を得ることができる。さらに、面状発光部31を導光部材20に接して配置することで、光のロスを少なくして光を面状発光部31から導光部材20へ導くことが可能となる。さらに、透明基板11を用いない分、面状発光ユニット100Cの薄型化を図ることが可能となる。
 (実施の形態5:面状発光ユニット100D)
 次に、図9および図10を参照して、実施の形態5における面状発光ユニット100Dについて説明する。図9は、本実施の形態における面状発光ユニット100Dの構成を示す断面図、図10は、図9中のXで囲まれた領域の拡大図である。
 本実施の形態における面状発光ユニット100Dの基本的構成は、上記実施の形態1における面状発光ユニット100と同じであり、相違点は、光透過性部材40は、その端部に発光領域R1と非発光領域R2との境界10aを横切る波状の領域40aを有している点にある。
 面状発光パネル10(面状発光部31)である光源は、一般的に正方形や長方形など多角形または円形であり、発光領域R1と非発光領域R2との境界10aは規則的な線、例えば線分になる。光透過性部材40を設ける領域と空気層を設ける領域の境界は、発光領域R1と非発光領域R2との境界10aに沿って生じることが想定される。その境界では、光学特性が急激に変わるため、輝度差が目立ち易くなるとことが予想される。
 人間の眼は、規則的な明暗部よりも2次元状に波打つような明暗部のほうが認識しにくい。そこで、本実施の形態では、図9および図10に示すように、光透過性部材40の端部に発光領域R1と非発光領域R2との境界10aを複数回横切る波状の領域40aを設けることで、上記各実施の形態に比較して、発光領域R1と非発光領域R2との境界10aの存在を目立ち難くすることが可能となる。
 本実施の形態における面状発光ユニット100Dによれば、実施の形態1と同様の作用効果を得ることができる。さらに、光透過性部材40の端部に発光領域R1と非発光領域R2との境界10aを横切る波状の領域40aを設けるようにすることで、発光領域R1と非発光領域R2との間に生ずる輝度差をより目立たなくすることが可能となる。
 なお、上記各実施の形態において、図11に示すように、拡散部材30もしくは導光部材20上に、反射率または透過率の濃淡を設ける、換言すると、反射率または透過率が位置によって相違する(均一でない)ように構成することで、非発光領域R2と発光領域R1の輝度差の軽減をにさらに図ることが可能となる。図11においては、透過光量調整パターン150a,150bが形成されている。透過光量調整パターン150aの領域(図示において最も色が濃い領域)は、光の透過量が最も小さい領域であり、透過光量調整パターン150bの領域(図示において最も色が薄い領域)は、光の透過量が最も大きい領域である。
 また、上記各実施の形態においては、2枚の面状発光パネル10(面状発光部31)を用いた場合について説明しているが、面状発光パネル10の枚数は、2枚に限定されることなく、3枚以上の面状発光パネル10が、面状に並ぶように配列されてもよい。この場合に、非発光領域R2は、隣接する面状発光パネル10の間に生ずる領域が、非発光領域R2を構成する。
 以上説明した面発光素子においては、各々の発光面が面状に並ぶように配列され、視認側に向けて光を放射する複数の面発光部と、隣り合う複数の面発光部の発光面に対向配置され、面発光部から放射された光を透過させる導光部材と、導光部材を挟んで、面発光部とは反対側に設けられ、導光部材を通過した光を視認側に向けて拡散する拡散部材と備える。
 複数の面発光部の各々は、光を放射する発光領域と、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、導光部材と拡散部材との間は、発光領域に対応する領域には空間が形成される一方、非発光領域に対応する領域には、導光部材と拡散部材とに密着するように光透過性部材が設けられている。
 また、光透過性部材は粘着性を有し、光透過性部材が導光部材および拡散部材に粘着している。
 あるいは、導光部材の面発光部が位置する側の非発光領域には、視認側に向けて光を放射する反射部材がさらに設けられている。
 またあるいは、面発光部は、視認側に透明基板を備え、透明基板が、導光部材に接している。
 あるいは、発光部、導光部材、拡散部材、光透過性部材および透明基板は、それぞれ可撓性を有しており、全体として湾曲させることが可能となっている。
 あるいは、面発光部が、導光部材に接している。
 またあるいは、発光部、導光部材、拡散部材、および光透過性部材は、それぞれ可撓性を有しており、全体として湾曲させることが可能となっている。
 あるいは、拡散部材は、透過率または反射率が異なる領域を有する。
 またあるいは、光透過性部材は、その端部に発光領域と発光領域との境界を横切る領域を有する。
 以上のような構成を採用することにより、厚みの増加を招くことなく輝度ムラを目立たなくすることのできる構造を有する面状発光ユニットを提供することができる。
 以上、本発明の各実施の形態における照明装置について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の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全ての変更が含まれることが意図される。
 10 面状発光パネル、11 透明基板、12 発光面(表面)、13 裏面、14 陽極(アノード)、15 有機層、16 陰極(カソード)、17 封止部材、18 絶縁層、19 背面、20 導光部材、21,22 電極部、30 拡散部材、31 面状発光部、40 光透過性部材、50 反射部材、100,100A,100B,100C,100D 面状発光ユニット。

Claims (9)

  1.  各々の発光面が面状に並ぶように配列され、視認側に向けて光を放射する複数の面発光部と、
     隣り合う複数の前記面発光部の前記発光面に対向配置され、前記面発光部から放射された光を透過させる導光部材と、
     前記導光部材を挟んで、前記面発光部とは反対側に設けられ、前記導光部材を通過した光を視認側に向けて拡散する拡散部材と、を備え、
     複数の前記面発光部の各々は、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、
     前記導光部材と前記拡散部材との間は、前記発光領域に対応する領域には空間が形成される一方、前記非発光領域に対応する領域には、前記導光部材と前記拡散部材とに密着するように光透過性部材が設けられている、面状発光ユニット。
  2.  前記光透過性部材は粘着性を有し、前記光透過性部材が前記導光部材および前記拡散部材に粘着している、請求項1に記載の面状発光ユニット。
  3.  前記導光部材の前記面発光部が位置する側の前記非発光領域には、視認側に向けて光を放射する反射部材がさらに設けられている、請求項1または2に記載の面状発光ユニット。
  4.  前記面発光部は、前記視認側に透明基板を備え、
     前記透明基板が、前記導光部材に接している、請求項1から3のいずれか1項に記載の面状発光ユニット。
  5.  前記発光部、前記導光部材、前記拡散部材、前記光透過性部材および前記透明基板は、それぞれ可撓性を有し、全体として湾曲させることを可能とする、請求項4に記載の面状発光ユニット。
  6.  前記面発光部が、前記導光部材に接している、請求項1から3のいずれか1項に記載の面状発光ユニット。
  7.  前記発光部、前記導光部材、前記拡散部材、および前記光透過性部材は、それぞれ可撓性を有し、全体として湾曲させることを可能とする、請求項6に記載の面状発光ユニット。
  8.  前記光透過性部材は、その端部に前記発光領域と前記非発光領域との境界を横切る領域を有する、請求項1から7のいずれか1項に記載の面状発光ユニット。
  9.  前記拡散部材は、透過率または反射率が異なる領域を有する、請求項1から8のいずれか1項に記載の面状発光ユニット。
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