(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記面発光光源は、基板と、前記基板上において第1電極、有機発光層、および第2電極がこの順で積層されてなる積層体とを含み、前記基板側とは反対側から光を出射するトップエミッション型の有機EL素子であり、
前記配線基板に電気的に接続される電極部が、前記配線基板に対向する前記基板の主面上に設けられている、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の面発光モジュール。
前記配線基板に対して前記面発光光源が位置する側とは反対側に設けられ、前記配線基板の前記開口部を覆うように設けられた意匠シートをさらに備える、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の面発光モジュール。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
面発光モジュールは、主として照明装置として用いられる。照明装置から照射される光によって当該照明装置が用いられる建屋や物に対する印象が変化するため、面発光モジュールにおいては、意匠表現できることが要求される。
【0005】
意匠表現を行なう手段としては、面発光光源の表面に塗装を施す方法、有機EL素子を任意の形状で形成する方法等が挙げられる。しかしながら、これらの方法を採用した場合には、面発光光源の製造工程が複雑になる上、塗装を施すための印刷機や任意の形状にパターニングするための専用の蒸着マスク等が必要となる。この結果、製造コストが増加してしまう。
【0006】
そこで、より簡便に意匠表現を行なう手段として、面発光光源の表面を遮光部材で覆う方法が考えられる。
図10は、意匠表現を行なう際に用いられる従来の面発光モジュールを示す概略断面図である。
図10に示すように、特許文献1に示すような従来の面発光モジュールを利用して、簡便に意匠表現する場合には、その構成として、面発光モジュール100は、面発光光源150、配線基板130および遮光部材140を備える。
【0007】
面発光光源150は、基板110と、基板110上に設けられ、図中上方にむけて光を出射する発光部120とを含む。配線基板130は、面発光光源150の光出射側と反対側に設けられ、外部電源から供給される電力を配線160を介して発光部120に供給する。遮光部材140は、面発光光源150の光出射側に設けられ、面発光光源150からの光を透過させるための開口部141を含む。開口部141は、任意の意匠を表現した形状を有する。このような構成を有することにより、任意の意匠の形状が視認されるように面発光モジュール100から光が出射される。
【0008】
さらに、面発光モジュールは、可撓性を有することにより注目されているところ、デザイン性の観点、運搬、設置等の利便性の観点から薄型化(低背化)も要求される。
【0009】
しかしながら、上述した構成を有する面発光モジュール100にあっては、意匠表現をする際に、別途遮光部材が必要となる。このため、面発光モジュールの厚さが増加してしまい、低背化が困難となる。
【0010】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、簡易な構成で低背化を実現しつつ、意匠表現可能な面発光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明
の第1の局面に基づく面発光モジュールは、光を出射する発光領域が設けられた面発光光源と、上記面発光光源の光出射側に設けられ、上記面発光光源に電気的に接続された配線基板と、を備え、上記配線基板は、
上記面発光光源の光出射側から見て、上記発光領域と重なる領域に開口部を有し、
上記面発光光源の光出射側から見て、上記発光領域の一部分を遮蔽する。
本発明の第2の局面に基づく面発光ジュールは、光を出射する発光領域が設けられ、面状に配置された複数の面発光光源と、複数の上記面発光光源の光出射側に設けられ、複数の上記面発光光源に電気的に接続された配線基板と、を備え、上記配線基板は、複数の上記面発光光源の光出射側から見て、複数の上記面発光光源の各々が有する上記発光領域と重なる領域ごとに設けられた開口部を有し、複数の上記面発光光源の光出射側から見て、複数の上記面発光光源の各々が有する上記発光領域の一部分を遮蔽する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、簡易な構成で低背化を実現しつつ、意匠表現可能な面発光モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【0015】
(実施の形態1)
(面発光光源)
図1は、本実施の形態に係る面発光モジュールに具備される面発光光源を示す概略平面図である。
図2は、
図1に示すII−II線に沿った概略断面図である。
図1および
図2を参照して、本実施の形態に係る面発光光源10について説明する。
【0016】
本実施の形態に係る面発光光源10は、有機EL素子から構成される。有機EL素子は、ボトムエミッション型の構造を有する。面発光光源10は、全体として曲げ可能となるように可撓性を有することが好ましい。
【0017】
図1および
図2を参照して、面発光光源10は、透明基板11(カバー層)、陽極(アノード)14、有機発光層15、陰極(カソード)16、封止部材17および絶縁層18を含む。
【0018】
透明基板11は、面発光光源10の発光面12(表面)を形成する。陽極14、有機発光層15および陰極16は、透明基板11の裏面側の主面13上に順次積層され、積層体2を構成する。封止部材17は、面発光光源10の背面19を形成している。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
有機発光層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。有機発光層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。
【0023】
陰極16は、たとえばアルミニウム(AL)等の金属膜によって構成される。陰極16は、真空蒸着法等によって有機発光層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。
【0024】
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
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。
【0025】
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、有機発光層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、有機発光層15、および陰極16(面発光光源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。
【0026】
封止部材17には、PET、PEN、PS、PES、ポリイミド等のフィルムに、SiO
2、AL
2O
3、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。
【0027】
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、面発光光源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、面発光光源10の他方の外周に位置する。
【0028】
電極部21および電極部22は、有機発光層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23(
図4参照)が取り付けられる。
【0029】
以上のように構成される面発光光源10の有機発光層15には、外部の電源装置から、後述する配線基板30(
図4参照)に設けられた配線パターン、配線23、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。有機発光層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。
【0030】
面発光光源10において、有機発光層15から光が発光することから、有機発光層15に対応する位置が発光領域R1を構成し、有機発光層15を取り囲む外部領域が非発光領域R2を構成する。
【0031】
(面発光モジュール)
図3は、本実施の形態に係る面発光モジュールの概略平面図である。
図4は、
図3に示すIV−IV線に沿った概略断面図である。
図3および
図4を参照して、本実施の形態に係る面発光モジュール1について説明する。
【0032】
図3および
図4に示すように、本実施の形態に係る面発光モジュール1は、面発光光源10と、配線基板30とを備える。面発光光源10は、上述した構成を有し、
図4中矢印に示すように配線基板30側に向けて光を出射する発光領域R1を含む。
【0033】
配線基板30は、配線23を介して面発光光源10に電気的に接続される。配線基板30は、開口部31を有し、面発光光源10の外縁部を覆うように(すなわち面発光光源10の一部分を遮蔽するように)、面発光光源10の光出射側(発光面12)側に設けられている。配線基板30は、主にガラスエポキシ、ポリイミドなどの樹脂部材を表面に用いて、内部に通電用の配線パターンが引き回される構成をとる。また、当該配線パターンは、後述する開口部31には引き回されないように設けられている。なお、配線基板30の樹脂部材には、遮光性または減光性を高めるために黒色等の各色の顔料等が混合されていてもよい。
【0034】
配線基板30の熱伝導率は、面発光光源10の熱伝導率よりも高くなることが好ましい。そうすることにより、面発光光源10にて発生する熱を配線基板30を介して放熱することができる。このため、発光領域R1における局所的な発熱を抑制することができ、これにより、温度に起因する面発光光源の輝度ムラを抑制したり、部材の劣化を抑制したりできる。
【0035】
放熱性を高めるために、面発光光源10は、配線基板30に密着して保持されることが好ましい。面発光光源10を配線基板30に密着して保持する際には、接着剤等を用いて面発光光源10の発光面12に配線基板30を固定してもよいし、面発光光源10の発光面12に配線基板30を載置した状態でこれらをラミネート等の封止部材にて封止することにより固定してもよい。
【0036】
配線基板30は、透明基板11の主面(発光面12)の法線方向から見た場合に、面発光光源10の発光領域R1と重なる領域に開口部31を有し、開口部31と重なる領域以外の発光領域R1を遮蔽する。開口部31は、配線基板30の主表面の法線方向から見た場合に、たとえば矩形形状を有する。開口部31は、面発光光源10の発光面の法線方向から見た場合に、発光領域R1と重なる範囲内に収まるように設けられることが好ましい。
【0037】
面発光光源10の出射側に配線基板30を設けることにより、面発光光源10から出射された光の一部は、配線基板30によって、遮光または減光される。このため、面発光光源10から出射された光のうち、所望の形状を有する開口部31を透過する光が、強調されて視認される。これにより、意匠表現が可能となる。また、配線基板30が遮光部材または減光部材としての機能を備えることにより、別途遮光部材または減光部材を設ける必要がなくなるため、簡易な構成で面発光モジュール1を低背化することができる。
【0038】
さらに、面発光光源10および配線基板30が可撓性を有することにより、たとえば曲面へ面発光モジュール1を設置したり、面発光モジュール1をロール形状等の状態で運搬したりすることができる。これにより、面発光モジュール1の利便性が向上する。面発光光源10および配線基板30が可撓性を有する場合でも、同様の簡易な構成をとることができる。
【0039】
以上のように、本実施の形態に係る面発光モジュール1は、簡易な構成で面発光モジュールの低背化を実現しつつ、所望の意匠表現をすることができる。
【0040】
(実施の形態2)
(面発光モジュール)
図5は、本実施の形態に係る面発光モジュールを示す概略平面図である。
図6は、
図5に示すVI−VI線に沿った概略断面図である。
図5および
図6を参照して、本実施の形態に係る面発光モジュール1Aについて説明する。
【0041】
図5および
図6に示すように、本実施の形態に係る面発光モジュール1Aは、実施の形態1に係る面発光モジュール1と比較した場合に、複数の面発光光源10A,10Bを備える点、配線基板30の構成、および、意匠シート40をさらに備える点が相違する。
【0042】
複数の面発光光源10A,10Bの構成は、実施の形態1に係る面発光光源10と同様の構成を有する。複数の面発光光源10A,10Bは、直線状に配置されている。複数の面発光光源10A,10Bは、単一の配線基板30上に設けられている。配線基板30は、複数の面発光光源10A,10Bの光出射側に位置し、それぞれの発光領域R1と重なる領域に開口部31A,31Bを有し、開口部31A,31Bと重ならない発光領域R1を覆うように設けられている。
【0043】
意匠シート40は、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂等の透光性を有する樹脂部材から成るシート部材や紙等の印刷媒体に文字や図柄等の任意の意匠が印刷されたものである。意匠シート40は、配線基板30に対して面発光光源10A,10Bが位置する位置する側とは反対側に設けられている。また、意匠シート40は、配線基板30の開口部31A,31Bを覆うように設けられている。なお、意匠シート40には、面発光光源10の発光面12の法線方向から見た場合に、開口部31A,31Bと重なる部分に孔部が設けられていてもよい。
【0044】
このような構成を有することにより、意匠シート40に印刷された意匠を強調して表現することができ、意匠性を高めることができる。また、配線基板30の開口部31A,31Bによって面発光光源10からの光が絞られるため、滲まずに輪郭のはっきりした光で意匠表現を行なうことができる。さらに、複数の面発光光源10A,10Bを備えることにより、意匠表現できる範囲を拡張することができる。
【0045】
以上のように本実施の形態にあっては、面発光光源10A,10Bの光出射側に配線基板30を設けることにより、意匠表現が可能となるとともに、簡易な構成で低背化を実現することができる。また、意匠シート40を設けることにより、意匠性をさらに高めることができる。
【0046】
なお、本実施の形態においては、複数の面発光モジュールが2つ面発光光源10A,10Bによって構成される場合を例示して説明したが、これに限定されず、3つ以上の面発光光源によって構成されてもよい。この場合には、複数の面発光光源は、行列状に配置されることが好ましい。
【0047】
また、本実施の形態においては、意匠シート40と配線基板30と面発光光源10とが一体化されている構成が好ましい。この場合には、意匠シート40と配線基板30と面発光光源とが一体もののモジュールとして取り扱うことができ、運搬・施工がより一層簡単になる。
【0048】
(実施の形態3)
(面発光モジュール)
図7は、本実施の形態に係る面発光モジュールを示す概略平面図である。
図7を参照して、本実施の形態に係る面発光モジュール1Bについて説明する。
【0049】
図7に示すように、本実施の形態に係る面発光モジュール1Bは、実施の形態2に係る面発光モジュール1Aと比較した場合に、複数の面発光光源10A,10Bに設けられた発光領域R1の各々と重なる領域に複数の開口部31が設けられている点において相違する。複数の開口部31は、意匠シート40に印刷された意匠に応じて設けられる。
【0050】
このように構成することにより、本実施の形態に係る面発光モジュール1Bは、実施の形態2に係る面発光モジュール1Aとほぼ同様の効果を得ることができる。また、複数の開口部31の数や配置の組合せにより、意匠表現できる範囲を拡張することができる。
【0051】
(実施の形態4)
(面発光光源および面発光モジュール)
図8は、本実施の形態に係る面発光モジュールを示す概略断面図である。
図8を参照して、本実施の形態に係る面発光モジュール1Cについて説明する。
【0052】
図8に示すように、本実施の形態に係る面発光モジュール1Cは、実施の形態1に係る面発光モジュール1と比較した場合に、面発光光源10Cの構成が相違する。その他の構成については、ほぼ同様の構成である。
【0053】
面発光光源10Cは、トップエミッション型の有機EL素子によって構成されている。面発光光源10Cは、基板11Cと、基板11C上において第1電極としての陽極14C、有機発光層15、および第2電極としての陰極16Cがこの順で積層されてなる積層体2とを含み、基板11c側とは反対側(陰極16側)から光を出射する。これに伴い、配線基板30は、面発光光源10Cの出射側であり、かつ、基板11Cとの間に積層体2が位置するように配置される。
【0054】
面発光光源10Cは、さらに封止部材17を含む。封止部材17は、陽極14C、有機発光層15、および陰極16Cの略全体を透明基板11上に封止する。封止部材17は、面発光光源10の発光面19Cを形成している。トップエミッション型の有機EL素子においては、封止部材17は光透過性を有することが好ましい。
【0055】
基板11Cを構成する部材としては、透光性を有していてもよいし、非透光性を有していてもよい。基板11Cとしては、ガラス基板、セラミック基板、合成樹脂によって形成されるフィルム基板、金属製薄板などが用いられる。積層体2と反対側に位置する基板11Cの主面は、面発光光源10の背面12Cを構成する。
【0056】
陽極14Cは、たとえばアルミニウム等の金属膜によって構成される。陰極16C側から光を確実に出射させるために、光反射性を有することが好ましい。陰極16Cは、たとえばITO等の導電性を有する透明導電膜によって構成される。有機発光層15は、実施の形態1とほぼ同様の構成を有する。
【0057】
陽極14Cの封止部材17から露出している部分は、電極部21(陽極用)を構成し、陰極16Cの封止部材17から露出している部分は、電極部22(陰極用)を構成する。これら電極部21,22は、配線基板30に対向する基板の主面13上に設けられ、配線23を介して配線基板30に電気的に接続される。
【0058】
このような構成を有することにより、任意の意匠形状を有する開口部31が設けられた配線基板30が面発光光源10Cの出射側に設けられることなる。このため、本実施の形態に係る面発光モジュール1Cは、実施の形態1に係る面発光モジュール1とほぼ同様の効果が得られる。また、遮光機能または減光機能を有する配線基板30と、電極部21,22とが互いに向き合うように設けられることにより、配線基板30と電極部21,22との電気的接続が容易になる。
【0059】
なお、本実施の形態においては、面発光モジュール1Cが、意匠シートを備えない場合を例示して説明したが、これに限定されず、実施の形態2または3に係る意匠シートを備えていてもよい。また、面発光モジュール1Cが複数の面発光光源を含むように構成されていてもよい。
【0060】
なお、本実施の形態においては、第1電極が、基板上に設けられた陽極14Cであり、第2電極が有機発光層上に設けられた陰極16Cである場合を例示して説明したが、これに限定されず、第1電極が、基板上に設けられた陰極であり、第2電極が有機発光層上に設けられた陰極であってもよい。この場合には、第1電極としての陰極は、光反射性を有する導電性部材がこのましく、第2電極としての陽極は、透光性を有する導電性部材が好ましい。
【0061】
(配線基板に設けられる開口部の形状)
図9は、配線基板に設けられる開口部のその他の形状(A)〜(C)を示す概略平面図である。
図9を参照して、配線基板に設けられる開口部のその他の形状(A)〜(C)について説明する。
【0062】
上述した実施の形態1から4にあっては、開口部31は、配線基板30の主表面の法線方向から見た場合に、矩形形状を有する場合を例示して説明したが、これに限定されず、円形状(
図9(A)参照)、六角形(
図9(B)参照)等の多角形状、星型形状(
図9(C)参照)等の幾何学的な形状を有していてもよいし、動植物といった自然物や、各種の物品等の人工物等の任意の意匠を表現した形状、または、当該任意の意匠の一部を表現した形状等を有していてもよい。すなわち、開口部31は、所望の形状に設けられる。
【0063】
(面発光光源のその他の例)
上述した実施の形態1から4にあっては、面発光光源が有機EL素子によって構成される場合を例示して説明したが、これに限定されず、複数の発光ダイオード(LED)と拡散板とから構成されていてもよいし、冷陰極管等を用いて構成されていてもよい。
【0064】
以上、本発明の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。