JP2016066491A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学干渉縞を軽減すること。【解決手段】実施形態に係る照明装置は、透光部材と、点灯時に発光する発光面と、発光面の裏側の非発光面とを有し、点灯時に非発光面側から発光面側を視認可能であるとともに、消灯時に発光面と交差する方向に光を透過可能な光源であって、陽極とで発光層を挟む陰極が微細パターン構造を有しており、発光面が透光部材に対向するように設けられた光源と、屈折率が１．４〜１．９であり、透光部材と光源の発光面の間に、両方の面に密着するように設けられた透光性の干渉縞抑制手段と、を具備する。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、照明装置に関する。

近年では、照明装置の光源として、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した有機発光ダイオード、即ち、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が知られている。ＯＬＥＤを用いたＯＬＥＤパネルは、陽極と陰極との間に発光層が配設されており、陽極から正孔を注入し、陰極から電子を注入し、発光層でこれらを再結合することにより、その時に発生するエネルギによって発光する。

一般的なＯＬＥＤパネルの製造方法では、まず、１枚のマザーガラス内に、陽極にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、導電性高分子などの透明電極を用い、陰極にはＡＬやＡｇ等の不透明な電極を順次成膜する。

ここで、従来の透明ＯＬＥＤでは、陽極だけでなく陰極にも透明な電極を用いることで透明性を実現している。しかし、両方の電極が透明であることから、発光部で生成される光がパネルの両側に放出されるため、点灯時にはパネル自体が不透明になり、またパネルの両面が発光するため電力の無駄になってしまう。そこで、陰極部をストライプ形状などの微細パターン構造にすることで透明かつ片面だけが発光するＯＬＥＤパネルを開発した（SID Symposium Digest of Technical Papers, Vol.44, No.1, pp.689-692, A. Amano et.al.）。透明かつ片面だけが発光するＯＬＥＤパネルは、以降の工程も一般的ＯＬＥＤパネルと同時であり、その後、封止キャップをＵＶ硬化樹脂等で接着することで複数のＯＬＥＤパネルを作製する。なお、作製されたＯＬＥＤパネルは、スクライブ装置等で切り出して小分けにされる。

このような透明かつ片面だけが発光するＯＬＥＤパネルをガラスやプラスチックなどの透光部材と貼り合わせた場合に、このパネル固有の陰極のストライプ形状などの規則的な周期構造をもつ微細パターン構造（陰極はミラーとして機能）ガラスやプラスチックなどの透光部材間の屈折率差（空気）や間隙により光学干渉縞が発生し、外観を損ねることがある。また、保護カバー用のガラスやプラスチックなどの透光部材の変形により、ＯＬＥＤパネル表面を擦傷してしまう可能性がある。

特開２００８−１８６５９９号公報 特開２００９−２０６０２８号公報

本発明が解決しようとする課題は、光学干渉縞を軽減することができる照明装置を提供することである。

実施形態の照明装置は、透光部材と、点灯時に発光する発光面と、当該発光面の裏側の非発光面とを有し、点灯時に前記非発光面側から前記発光面側を視認可能であるとともに、消灯時に前記発光面と交差する方向に光を透過可能な光源であって、陽極とで発光層を挟む陰極が微細パターン構造を有しており、前記発光面が透光部材に対向するように設けられた光源と、屈折率が１．４〜１．９であり、前記透光部材と前記光源の前記発光面の間に、両方の面に密着するように設けられた透光性の干渉縞抑制手段とを具備する。

本発明によれば、光学干渉縞を軽減することができる。

図１は、ＯＬＥＤパネルの詳細断面図である。 図２は、図１のＢ−Ｂ断面図である。 図３は、ＯＬＥＤパネルの作用の説明図である。 図４は、実施形態に係る照明装置の詳細断面図である。 図５は、実施形態に係る照明装置の作用の説明図である。 図６は、密閉部材を設けない照明装置の作用の説明図である。 図７は、密閉部材を設けない照明装置の作用の説明図である。

以下で説明する実施形態に係る照明装置１は、透光部材と、光源と、干渉縞抑制手段とを具備する。光源は、点灯時に発光する発光面と、発光面の裏側の非発光面とを有し、点灯時に非発光面側から発光面側を視認可能であるとともに、消灯時に発光面と交差する方向に光を透過可能な光源であって、陽極とで発光層を挟む陰極が微細パターン構造を有しており、発光面が透光部材に対向するように設けられる。干渉縞抑制手段は、屈折率が１．４〜１．９であり、透光部材と光源の発光面の間に、両方の面に密着するように設けられ透光性である。

また、以下で説明する実施形態に係る照明装置１では、干渉縞抑制手段は、透光部材よりも硬度の低い材料で構成されてもよい。

〔実施形態〕
実施形態に係る照明装置１を説明する前に、まず、図１〜図５を用いてＯＬＥＤパネル１００について説明する。図１は、ＯＬＥＤパネル１００の詳細断面図である。ＯＬＥＤパネル１００は、光を透過するガラス材料からなる平板状の部材であるガラス基板３０上に、正孔を伝導する陽極２２と、電子を伝導する陰極２３とが配設されており、発光させる部分で、正孔輸送層２４と電子輸送層２５と発光層２６とが積層されることにより形成されている。このうち、正孔輸送層２４は、陽極２２で伝導された正孔を輸送することが可能になっており、陽極２２におけるガラス基板３０側の反対側に積層されている。

また、電子輸送層２５は、陰極２３で伝導された電子を輸送することが可能になっており、正孔輸送層２４における、陽極２２側の反対側に位置している。また、発光層２６は、積層方向において正孔輸送層２４と電子輸送層２５との間に位置しており、正孔輸送層２４で輸送した正孔と、電子輸送層２５で輸送した電子とが発光層２６で結合することにより、発光層２６の発光材料が発光することが可能になっている。

また、陰極２３は、正孔輸送層２４、発光層２６、電子輸送層２５が積層される部分では、ガラス基板３０から離れ、電子輸送層２５における発光層２６側の反対側の面に配設されている。具体的には、陰極２３は、ガラス基板３０に積層されている部分から離れ、積層されている陽極２２、正孔輸送層２４、発光層２６、電子輸送層２５との間に絶縁部２７を介在させて、電子輸送層２５における発光層２６側の反対側の面にかけて配設されている。これにより、陰極２３は、当該陰極２３で伝導する電子を、電子輸送層２５のみに対して受け渡すことが可能になっている。

このように、ガラス基板３０における一方の面に配設される陽極２２や陰極２３、正孔輸送層２４、発光層２６、電子輸送層２５が積層される側の面には、これらが配設された状態で、封止ガラス３１が配設され、封止部材３２により支持されている。例えば、封止ガラス３１は、ガラス基板３０と同様にガラス材料によって形成される等、光を透過する材料によって板状に形成されている。

また、封止部材３２も同様に光を透過する材料からなり、ガラス基板３０における陽極２２や陰極２３等が配設されている側の面に、封止部材３２を介在させて封止ガラス３１を重ねることにより、ガラス基板３０側に対して封止ガラス３１を支持する部材になっている。陽極２２や陰極２３等が配設されたガラス基板３０は、封止部材３２を介して封止ガラス３１を配設し、さらに双方の間に光を透過する封止剤３４を封入することにより、ガラス基板３０における各部材が配設された側の面を封止する。

このように形成されるＯＬＥＤパネル１００は、ガラス基板３０側と封止ガラス３１側とのうち、ガラス基板３０側が、ＯＬＥＤパネル１００の点灯時に光を照射する発光面１００ａになっている。即ち、ＯＬＥＤパネル１００は、ガラス基板３０における、陽極２２等が配設される側の反対側の面が、発光面１００ａになっている。言い換えると、発光面１００ａは、非発光面１００ｂの裏側の面である。ＯＬＥＤパネル１００は、発光面１００ａが下方側に面し、封止ガラス３１側が連通孔内に位置する向きで、連通孔の一端側に配設されている。発光面１００ａは全体の６０％以上、望ましくは９０％以上の光が出光する面である。また、非発光面１００ｂは全く光を出光しない面に限らず、発光面１００ａよりも発光が少ないことを意味するものである。例えば、光源１００から出光する光を１０としたとき、発光面１００ａが９、非発光面１００ｂが１程度、出光する場合も許容する。

また、ＯＬＥＤパネル１００を構成する部材のうち、陽極２２は、例えば、透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極が用いられている。また、正孔輸送層２４、発光層２６、電子輸送層２５も、光を透過する材料によって形成されることにより、または、薄膜であることにより、光を透過することが可能になっている。一方、陰極２３はアルミニウムや銀等の、電気伝導率が高く、光を透過せずに反射する高反射部材により形成されている。

図２は、図１のＢ−Ｂ断面図である。すなわち、図２は、陰極２３の断面図である。ＯＬＥＤパネル１００は、陽極２２とで発光層２６を挟む陰極２３が微細パターン構造を有する。高反射部材により形成される陰極２３は、例えば微細配線となって、所定の配線パターンで形成されており、ＯＬＥＤパネル１００を厚さ方向に見た場合、隣り合う陰極２３と陰極２３との間は、空隙３６になっている。微細配線とは、例えばストライプ状の配線パターンである。陰極２３は、光を透過しない部材によって形成される一方、他の部材は光を透過するようになっているため、ＯＬＥＤパネル１００を厚さ方向に見た場合は、陰極２３の位置では光を透過せず、陰極２３と陰極２３との間の空隙３６では、光を透過することが可能となる。このため、ＯＬＥＤパネル１００は、光が空隙３６を透過することにより、非点灯時には光を透過することが可能となる。なお、ＯＬＥＤパネル１００を厚さ方向に見た場合における陰極２３と空隙３６との割合は、所望の光の透過率に応じて適宜設定するのが好ましい。なお、陰極２３は、ストライプ状に限らず、格子状などであっても良い。

続いて、図３を用いて、ＯＬＥＤパネル１００の作用について詳細に説明する。図３は、ＯＬＥＤパネル１００の説明図である。まず、図３を用いて、ＯＬＥＤパネル１００の非点灯時の作用について詳細に説明する。

ＯＬＥＤパネル１００は、非点灯時には電気が印加されず、正孔や電子が供給されないため、発光層２６では発光が行われない。すなわち、非点灯時には、ＯＬＥＤパネル１００から照射する光はない。また、ＯＬＥＤパネル１００に対して厚さ方向に入射する光は、陰極２３のみで遮光され、空隙３６の部分では透過する。このため、ＯＬＥＤパネル１００におけるガラス基板３０側にいる人は、陰極２３側からガラス基板３０側に向かい、空隙３６を透過してから電子輸送層２５、発光層２６、正孔輸送層２４、陽極２２を透過し、さらにガラス基板３０を透過する透過光Ｔ１を視認することができる。同様に、ＯＬＥＤパネル１００における陰極２３側にいる人は、ガラス基板３０側から陰極２３側に向かい、空隙３６を透過した透過光Ｔ２を視認することができる。

続いて、図３を用いて、ＯＬＥＤパネル１００の点灯時の作用について詳細に説明する。ＯＬＥＤパネル１００を点灯させる際には、ＯＬＥＤパネル１００に電気を印加する。これにより、陽極２２では正孔を伝導し、伝導した正孔は、正孔輸送層２４によって発光層２６に向けて輸送する。また、陰極２３では電子を伝導し、伝導した電子は、電子輸送層２５によって発光層２６に向けて輸送する。正孔輸送層２４で輸送された正孔と、電子輸送層２５で輸送された電子とが発光層２６に運び込まれると、これらの正孔と電子とは、発光層２６で結合する。これにより、発光層２６の発光材料が発光する。

発光層２６で発光した光のうち、ガラス基板３０側に向かう光は、正孔輸送層２４や、透明電極からなる陽極２２を透過し、さらにガラス基板３０を透過することにより、照射光Ｌ１として発光面１００ａから出射する。

一方、発光層２６で発光した光のうち、陰極２３側に向かう光は、電子輸送層２５を透過して陰極２３に到達する。陰極２３は、光を透過しないで反射する高反射部材により形成されているため、陰極２３に到達した光は、陰極２３で反射される。陰極２３で反射された光は、ガラス基板３０側の方向に向かい、発光層２６からガラス基板３０側に向かう光と同様に、照射光Ｌ１として発光面１００ａから出射する。ＯＬＥＤパネル１００の点灯時は、このように照射光Ｌ１が発光面１００ａから出射することにより、発光面１００ａが位置する側の方向に光が照射される。

また、ＯＬＥＤパネル１００の点灯時においても、空隙３６を透過することにより光はＯＬＥＤパネル１００を透過する。このため、陰極２３側からＯＬＥＤパネル１００に入射した光は、ＯＬＥＤパネル１００を透過する透過光Ｔ１となってガラス基板３０側に透過する。

しかし、陰極２３側からガラス基板３０側に透過する透過光Ｔ１は、ＯＬＥＤパネル１００の点灯時に発光面１００ａから出射する照射光Ｌ１に対して、光量が少なくなっている。このため、ガラス基板３０側にいる人は、陰極２３側からガラス基板３０側に向かう透過光Ｔ１を視認することは困難なものとなっている。つまり、ＯＬＥＤパネル１００の点灯時の照射光Ｌ１は、陰極２３側からガラス基板３０側に向かう透過光Ｔ１よりも、光量が多いため、この透過光Ｔ１は、照射光Ｌ１にかき消されてしまう。このため、ＯＬＥＤパネル１００におけるガラス基板３０側にいる人は、陰極２３側からガラス基板３０側に向かう透過光Ｔ１を視認することが非常に困難、或いは、視認することが出来なくなっている。一方、ＯＬＥＤパネル１００における陰極２３側にいる人は、ガラス基板３０側から封止ガラス３１側に向かう透過光Ｔ２を視認することができる。

このように、ＯＬＥＤパネル１００の点灯時は、ガラス基板３０側、即ち、発光面１００ａ側から照射光Ｌ１を照射し、ガラス基板３０側から陰極２３側に透過する透過光Ｔ２のみを視認することが可能になっている。

続いて、本実施形態に係る照明装置１について説明する。本実施形態に係る照明装置１では、屈折率が１．４〜１．９であり、透光部材と光源の発光面の間に、両方の面に密着するように透光性の干渉縞抑制手段が設けられる。この点について、図４〜図５を用いて詳細に説明する。

図４は、実施形態に係る照明装置１の詳細断面図である。図４に示すように、照明装置１は、ＯＬＥＤパネル１００と、透光部材５０と、密着部材２００（干渉縞抑制手段の一例に相当）とを具備する。ＯＬＥＤパネル１００は、点灯時に発光する発光面１００ａと、発光面１００ａの裏側の非発光面１００ｂとを有する。また、ＯＬＥＤパネル１００は、点灯時に非発光面側１００ｂから発光面側１００ａを視認可能である。また、ＯＬＥＤパネル１００は、消灯時に発光面１００ａと交差する方向に光を透過可能な光源である。またＯＬＥＤパネル１００は、発光面１００ａが後述する透光部材５０に対向するように設けられる。

透光部材５０は、発光面１００ａに設けられる。ここで、例えば、透光部材５０は、光を透過する透明媒体によって形成される。一例としては、水槽の側壁であり、透光部材５０は、フィルムやプラスチック、強化ガラス等によって形成される。

密閉部材２００は、ＯＬＥＤパネル１００の発光面１００ａに重ねて設けられる。ここで、密閉部材２００は、発光面１００ａと透光部材５０とに密着する。言い換えると、密閉部材２００は、透光部材５０とＯＬＥＤパネル１００の発光面１００ａとの間に、両方の面に密着するように設けられる。密閉部材２００は、透光性を有する。また、密閉部材２００は、屈折率が１．４以上１．９以下である部材によって形成される。密閉部材２００の屈折率は、透光部材５０の屈折率とＯＬＥＤパネル１００のガラス基板３０の屈折率の間の材料であることが望まれる。例えば、密閉部材２００は、例えば透明性の高い接着剤や流動性のある、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ウレタン系などのゲルまたは液体などによって形成される。一例としては、密閉部材２００は、ＯＬＥＤパネル１００のガラス基板３０や透光部材５０と屈折率が近い部材によって形成される。光がガラス基板３０、密閉部材２００、透光部材５０を透過する際に屈折することで発生する光の干渉を防ぐためである。例えば、密閉部材２００は、透光部材５０よりも硬度の低い材料で構成される。これにより、密閉部材２００は透光部材５０とＯＬＥＤパネル１００の機械的な衝撃を緩和する弾性材として作用する。

また、照明装置１では、密閉部材２００が発光面１００ａと透光部材５０とに密着するので、ＯＬＥＤパネル１００と透光部材５０との間に空気が入るのを防ぐことができる。このため、照明装置１では、光学干渉縞や視野角の変化を軽減することができる。この点について、図５を用いて説明する。

図５は、実施形態に係る照明装置１の作用の説明図である。図５の例では、後述する図６に示す例と比較して、ガラス基板３０と透光部材５０との間には、発光面１００ａと透光部材５０とに密着する密閉部材２００が設けられている。この場合、密閉部材２００がガラス基板３０と透光部材５０とに密着するので、ガラス基板３０と透光部材５０との間に空気が入るのを防ぐことができる。このため、照明装置１では、空気による光の干渉を抑制することができるので、照射光Ｌ３及び透過光Ｔ５〜Ｔ６の光学干渉縞が生じるのを防ぐことができる。また、照明装置１では、空気による光の干渉を抑制することができるので、視野角が狭くなることを防ぐことができる。このため、照明装置１では、光の干渉による物の見え方の変化を軽減することができるので、ＯＬＥＤパネル１００を介して見る物の見やすさを保つことができる。

ここで、図６を用いて、実施形態に係る照明装置１の比較例として、密閉部材２００を設けない照明装置の作用について説明する。図６は、密閉部材を設けない照明装置の作用の説明図である。図６の例では、ＯＬＥＤパネル１００の発光面１００ａ側に透光部材５０が設けられた例である。例えば、透光部材５０は、ＯＬＥＤパネル１００のガラス基板３０を保護するために設けられる。

また、図６の例では、ガラス基板３０と透光部材５０との間に空気Ａｉが入っている例である。なお、空気Ａｉは、例えば、ガラス基板３０と透光部材５０との間に一律に入らず空気の量にムラがあるものとする。この場合、照射光Ｌ２及び透過光Ｔ３〜Ｔ４は、空気Ａｉによって光の干渉が起きるため、光学干渉縞が生じる場合がある。また、照射光Ｌ２及び透過光Ｔ３〜Ｔ４は、視野角が狭くなることで物の見え方が変化する場合がある。

例えば、図６に示すように、発光層２６から発光される照射光ＢＬは、ガラス基板３０から空気Ａｉに入る際に、ガラスと空気との間で屈折率に差異があるため屈折する。また、照射光ＢＬは、空気Ａｉから透光部材５０に入る際に、カバーと空気との間で屈折率に差異があるため屈折する。このため、ＯＬＥＤパネル１００を介して物を見る場合には、見やすさが損なわれる場合がある。

図７は、密閉部材を設けない照明装置の作用の説明図である。図７の例では、ショーケース１０は、底壁１１と、ガラスや透明な樹脂材料等の光を透過する材料によって形成される側壁１２とを有する。また、図７の例では、ショーケース１０は、透光部材５０が設けられたＯＬＥＤパネル１００が側壁１２に設けられている。なお、透光部材５０とＯＬＥＤパネル１００との間には、図示しない空気が入っている。また、図７の例では、底壁１１上に展示物Ｄ１が置かれている。

この場合、図７に示すように、ショーケース１０の側壁１２には、透光部材５０とＯＬＥＤパネル１００との間の図示しない空気によって光学干渉縞Ｂａが発生する。このため、ショーケース１０の内側に置かれた展示物Ｄ１の見易さが損なわれる。なお、光学干渉縞Ｂａは、陰極２３が縦に形成されたストライプ状であることにより、縦に発生している。陰極２３が格子状であれば、格子状の光学干渉縞が発生しやすくなる。光学干渉縞Ｂａは、陰極２３の幅と陰極２３間の距離、陰極２３と透光部材５０のＯＬＥＤパネル１００側の表面との距離などによって発生しやすくなる。光学干渉縞Ｂａの発生を抑制するには、陰極２３の幅は１００〜２００μｍ、陰極２３間の距離は３００〜４００μｍ、陰極２３と透光部材５０のＯＬＥＤパネル１００側の表面との距離はできるだけ小さくするのが望ましい。

このように、本実施形態に係る照明装置１では、発光面１００ａと透光部材５０とに密着する部材であって屈折率が１．４以上１．９以下の密閉部材２００が発光面１００ａに重ねて設けられるので、密閉部材２００を設けない照明装置と比較して、光学干渉縞を軽減することができる。
なお、本発明はショーケースに限らず、様々な用途に活用できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 照明装置
５０ カバー
１００ ＯＬＥＤパネル
２００ 密閉部材

Claims (2)

1. 透光部材と；
   点灯時に発光する発光面と、当該発光面の裏側の非発光面とを有し、点灯時に前記非発光面側から前記発光面側を視認可能であるとともに、消灯時に前記発光面と交差する方向に光を透過可能な光源であって、陽極とで発光層を挟む陰極が微細パターン構造を有しており、前記発光面が透光部材に対向するように設けられた光源と；
   屈折率が１．４〜１．９であり、前記透光部材と前記光源の前記発光面の間に、両方の面に密着するように設けられた透光性の干渉縞抑制手段と；
   を具備することを特徴とする照明装置。
2. 前記干渉縞抑制手段は、前記透光部材よりも硬度の低い材料で構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

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