(57)【要約】【課題】面発光パネルを光源とした発光モジュールにおいて、光放射領域を大きくし、均一照度の光照射面を得る。【解決手段】発光モジュール１は、面発光パネル４と、面発光パネル４の発光面側に配置された光学部材５と、を備える。面発光パネル４は、光を放射する発光領域４Ａと、光を放射しない非発光領域４Ｂと、を有する。光学部材５は、発光領域４Ａと相対する領域に光を反射する反射部５１を有し、この反射部５１が面積あたりの平均反射率が変化する反射率分布を有する。この構成によれば、面発光パネル４から出射されて光学部材５により導光された光を、反射部５１によって反射して非発光領域４Ｂの正面方向に出射させることができる。そのため、非発光領域４Ｂの正面方向が暗部にならないので、光放射領域を大きくすることができ、また、例えば、複数の発光モジュール１をマトリクス状に配置して照明装置とした場合に、均一照度の光照射面を得ることができる。【選択図】図１
2015022911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面を発光面とする面発光パネルと、前記面発光パネルの発光面側の面を覆うように配置される平板状の光学部材と、を備えた発光モジュールであって、
前記面発光パネルは、光を放射する発光領域と、前記発光領域の周囲にあって光を放射しない非発光領域と、を有し、
前記光学部材は、前記面発光パネルからの光が入射し該光を導光及び出射する透光材と、前記透光材の光出射面であって前記発光領域と相対する領域に設けられて光を反射する反射部と、を有し、
前記反射部は、面積あたりの平均反射率が前記光学部材の面方向において変化する反射率分布を有することを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記反射率分布は、面積あたりの平均反射率が０〜５０％の範囲で変化することを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記反射部は、前記非発光領域側に向けて前記平均反射率が大きくなる反射率分布を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
前記反射部は、前記非発光領域と相対する領域には設けられていない、又は前記非発光領域と相対する領域においてその周縁に向けて前記平均反射率が小さくなる反射率分布を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光モジュール。
【請求項５】
前記光学部材は、前記透光材の光出射面及び前記反射部を覆うように配置されて光を拡散する拡散透過部を更に有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光モジュール。
【請求項６】
前記反射率分布は、前記透光材の光出射面に形成される反射層の面積密度を変化させることにより設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光モジュール。
【請求項７】
前記光学部材は、その側面に光を反射する側方反射部を更に有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光モジュール。
【請求項８】
前記光学部材と前記面発光パネルとは、互いに透光性樹脂を介して密着又は接着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光モジュール。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発光モジュールを用いた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を光源とする発光モジュール及びそれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、低電圧で高輝度の発光が可能であり、含有する有機化合物の種類によって様々な発光色が得られ、また、平板状の面発光パネルとしての製造が容易である。図５に示すように、このような面発光パネル１０として、基材１１と、基材１１の中央に設けられた有機ＥＬ素子１２と、有機ＥＬ素子１２周囲の基材１１上に設けられた複数の電極パッド１３と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。複数の電極パッド１３の各々は、有機ＥＬ素子１２の陽極層又は陰極層（共に不図示）のいずれか一方と電気的に接続され、外部電源から陽極層又は陰極層への給電を仲介する。面発光パネル１０では、有機ＥＬ素子１２に対応する領域が光を放射する発光領域１０Ａとなり、有機ＥＬ素子１２周囲の電極パッド１３に対応する領域（ドットで示す）が光を放射しない非発光領域１０Ｂとなる。
【０００３】
図６に示すように、このような面発光パネル１０を光源とする発光モジュール１０１として、面発光パネル１０を収納する筐体６０と、面発光パネル１０の発光面側に配置された透光材７０と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。透光材７０と面発光パネル１０の基材１１とは、互いに透光性樹脂８０により接着されている。面発光パネル１０から出射された光は、透光性樹脂８０及び透光材７０を透過して外部へ照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８２１２９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０８５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような発光モジュール１０１では、発光領域１０Ａの正面方向は照射光輝度の高い明部となるが、非発光領域１０Ｂの正面方向は照射光輝度の低い暗部となり、光を放射する光放射領域が小さい。また、例えば、複数の発光モジュール１０１をマトリクス状に配置した場合には、光照射面が明部と暗部の入り混じった不均一なものとなって見た目が悪い。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであって、光放射領域を大きくすることができ、しかも均一照度の光照射面を得ることができる発光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、一方の面を発光面とする面発光パネルと、前記面発光パネルの発光面側の面を覆うように配置される平板状の光学部材と、を備えた発光モジュールであって、前記面発光パネルは、光を放射する発光領域と、前記発光領域の周囲にあって光を放射しない非発光領域と、を有し、前記光学部材は、前記面発光パネルからの光が入射し該光を導光及び出射する透光材と、前記透光材の光出射面であって前記発光領域と相対する領域に設けられて光を反射する反射部と、を有し、前記反射部は、面積あたりの平均反射率が前記光学部材の面方向において変化する反射率分布を有することを特徴とする。
【０００８】
前記反射率分布は、面積あたりの平均反射率が０〜５０％の範囲で変化するものであることが好ましい。
【０００９】
上記発光モジュールにおいて、前記反射部は、前記非発光領域側に向けて前記平均反射率が大きくなる反射率分布を有することが好ましい。
【００１０】
上記発光モジュールにおいて、前記反射部は、前記非発光領域と相対する領域には設けられていない、又は前記非発光領域と相対する領域においてその周縁に向けて前記平均反射率が小さくなる反射率分布を有することが好ましい。
【００１１】
上記発光モジュールにおいて、前記光学部材は、前記透光材の光出射面及び前記反射部を覆うように配置されて光を拡散する拡散透過部を更に有することが好ましい。
【００１２】
上記発光モジュールにおいて、前記反射率分布は、前記透光材の光出射面に形成される反射層の面積密度を変化させることにより設定されることが好ましい。
【００１３】
上記発光モジュールにおいて、前記光学部材は、その側面に光を反射する側方反射部を更に有することが好ましい。
【００１４】
上記発光モジュールにおいて、前記光学部材と前記面発光パネルとは、互いに透光性樹脂を介して密着又は接着されていることが好ましい。
【００１５】
上記発光モジュールは、照明装置として用いられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、透光材の発光領域に相対する領域に反射部が設けられているので、面発光パネルから出射されて光学部材により導光された光を、反射部によって反射して非発光領域の正面方向に出射させることができる。そのため、非発光領域の正面方向が暗部にならないので、光放射領域を大きくすることができ、また、例えば、複数の発光モジュールをマトリクス状に配置して照明装置とした場合に、均一照度の光照射面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発光モジュールの分解斜視図。
【図２】（ａ）は上記発光モジュールを構成する光源部の断面図、（ｂ）は（ａ）の破線で囲んだ領域の拡大図。
【図３】（ａ）は反射部における反射率分布の一例を示す上面図、（ｂ）は（ａ）の反射率分布における配光曲線を示す図、（ｃ）は反射部における反射率分布の別の例を示す上面図、（ｄ）は（ｃ）の反射率分布における配光曲線を示す図、（ｅ）は反射部における反射率分布の更に別の例を示す上面図、（ｆ）は（ｅ）の反射率分布における配光曲線を示す図。
【図４】上記実施形態の変形例に係る発光モジュールを構成する光源部の一部拡大断面図。
【図５】一般的な面発光パネルの平面図。
【図６】上記一般的な面発光パネルを用いた従来の発光モジュールの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の第１の実施形態に係る発光モジュールについて図１乃至図３を参照して説明する。図１に示すように、発光モジュール１は、光源部２と、光源部２を着脱可能に装着する装着部３と、を備える。
【００１９】
装着部３は、矩形平板状とされ、光源部２と相対する面を光源部２が装着される装着面とし、装着面とは反対側の面を天井や壁面等の施工面に取り付けられる取付面としている。装着部３は、その装着面に光源部２との係合に用いられる保持部３１及び係合部３２を有する。図例では、保持部３１は、装着面における一の辺の中央に１つ設けられ、係合部３２は、一の辺に対向する辺の中央に２つ設けられている。また、装着部３は、光源部２に設けられ光源部２への給電に用いられる一対の給電端子（不図示）の各々が挿通される一対の端子受け部３３、３４と、端子受け部３３、３４と電気的に接続され外部電源から光源部２への給電を制御する回路基板３５と、を有する。
【００２０】
光源部２は、矩形平板状とされ、装着部３と相対する面を装着部３に装着される装着面とし、装着面とは反対側の面を発光面としている。なお、以下の説明においては、図１に従って発光面側を上面側といい、装着面側を下面側という。光源部２は、上面（一面）を発光面とする面発光パネル４と、面発光パネル４の上面側（発光面側）に配置された平板状の光学部材５と、を有する（図２（ａ）も参照）。これら面発光パネル４及び光学部材５は、光学部材５の上面が外部に露出するように面発光パネル４の下面側から背面ケース６によって保持されている。
【００２１】
面発光パネル４は、矩形平板状の基材４１と、基材４１の下面中央に設けられた矩形状の有機ＥＬ素子４２と、有機ＥＬ素子４２周囲の基材４１下面に設けられた複数の電極パッド４３と、有機ＥＬ素子４２の下面側に設けられた配線基板４４と、を有する。
【００２２】
基材４１は、透光性材料により構成され、例えば、透明ガラス板により構成される。有機ＥＬ素子４２は、一般的な層構造を有するものとされ、図例（図２（ｂ）参照）では、基材４１側から陽極層４２ａ、有機発光材料を含む有機層４２ｂ、光反射性を有する陰極層４２ｃが順次積層されたものにより構成される。陽極層４２ａ及び陰極層４２ｃの各々は、それ自体又は補助電極（不図示）を介して有機層４２ｂよりも外側へ延設され、その延設箇所に複数の電極パッド４３が設けられている。複数の電極パッド４３の各々は、それぞれ導電性ワイヤ４５（図２（ａ）参照）により配線基板４４と電気的に接続されている。配線基板４４は、上述した一対の給電端子（不図示）を有する。この給電端子を介して装着部３の回路基板３５から配線基板４４に給電された電力は、導電性ワイヤ４５及び電極パッド４３を経て有機ＥＬ素子４２に供給される。電極パッド４３を有機ＥＬ素子４２の周囲に配置することで、有機ＥＬ素子４２への印加電圧を均一化して有機ＥＬ素子４２を輝度むらなく発光させることができる。
【００２３】
上記のように構成された面発光パネル４において、有機ＥＬ素子４２が設けられた領域は、光を放射する発光領域４Ａとなる。一方、有機ＥＬ素子４２周囲の電極パッド４３が設けられた領域（図１においてドットで示す）は、光を放射しない非発光領域４Ｂとなる。
【００２４】
光学部材５は、面発光パネル４からの光が入射し、この光を導光及び出射する透光材５０を基材とする。透光材５０は、面発光パネル４の基材４１と略同じ大きさの矩形平板状とされ、例えば、透明ガラス板や透明アクリル樹脂板等の透光性材料により構成される。また、透光材５０は、面発光パネル４に相対する面とは反対側の面（上面）の発光領域４Ａと相対する領域に、光を反射する反射部５１を有する。反射部５１は、透光材４０上に、例えば、硫酸バリウムや酸化チタンといった反射性塗料をシルク印刷して反射層５１ａを成膜することにより形成される。なお、本例において、反射部５１は、非発光領域４Ｂと相対する領域には設けられていない、又は非発光領域４Ｂと相対する領域においてその周縁に向けて平均反射率が小さくなる反射率分布を有することが好ましい。
【００２５】
また、反射部５１は、面積あたりの平均反射率が光学部材５の面方向において変化する反射率分布を有する。この反射率分布は、透光材５０の光出射面に形成される反射層５１ａの面積密度を変化させることにより、例えば、面積あたりの平均反射率が０〜５０％の範囲で変化するように設定される。すなわち、上記シルク印刷によれば、一定面積あたりに占める反射性塗料のドット数を変化させることで、反射層５１ａにおける平均反射率を適宜の値に設定することができ、また、光学部材５の面方向における平均反射率を適宜に変化させることができる。なお、平均反射率が５０％を超えると、反射部５１が形成された領域の正面方向の輝度が低下し、発光モジュール１における発光面の輝度ムラが生じ易くなる。
【００２６】
図例では、発光領域４Ａの周縁と相対する領域に、所定幅の反射層５１ａが枠状にシルク印刷され、その中心領域及び非発光領域４Ｂの周縁と相対する領域には反射層５１ａが形成されていない構成を示す。図示した反射層５１ａの平均反射率を３０％とすると、透光材５０上の反射率分布は、光学部材５の中心から非発光領域４Ｂ側に向けて、０％→３０％→０％の順に変化する。
【００２７】
光学部材５は、透光材５０の光出射面及び反射部５１を覆うように配置されて光を拡散する拡散透過部５２を更に有する。この拡散透過部５２は、アクリル樹脂等の透光性樹脂に酸化チタン等の反射性粒子を含有させる、又は透光性樹脂の表面に微細な凹凸を形成する等により作製される。
【００２８】
また、光学部材５は、面発光パネル４に相対する面（下面）の非発光領域４Ｂと相対する領域に、光を反射及び拡散する拡散反射部５３を有する。拡散反射部５３は、例えば、光学部材５の下面周縁部に白色塗料を塗布したり白色テープを貼付することで形成されるが、これらに限定されず、光を反射及び拡散するもので構成されていればよい。
【００２９】
背面ケース６は、上面に開口を有する箱形形状とされ、その内部に面発光パネル４及び光学部材５を収容する。背面ケース６は、その下面の外側に、装着部３の保持部３１と係合する被保持部６１と、装着部３の係合部３２と係合する被係合部６２と、を有する。
【００３０】
なお、基材４１（面発光パネル４）と光学部材５とは、互いに透光性樹脂７を介して密着又は接着されている。透光性樹脂７は、例えば、基材４１を構成する材料又は光学部材５を構成する材料と同じ屈折率を有する材料、若しくはこれら材料の中間の屈折率を有する材料により構成される。このようにすることで、基材４１と透光性樹脂７との界面における全反射及び透光性樹脂７と光学部材５との界面における全反射が抑制されるので、光取り出し効率を向上することができる。
【００３１】
上記のように構成された発光モジュール１において、有機ＥＬ素子４２から出射された光は、基材４１を透過して、その多くは拡散透過部５２に入射し、この拡散透過部５２で拡散されて外部へ放射され、その一部が反射部５１に入射する。このとき、反射部５１は、面積あたりの平均反射率が０〜５０％の範囲で反射率分布を有しているので、例えば、平均反射率が３０％であれば、入射光の７０％が反射部５１を透過し、３０％が反射する。
【００３２】
このような構成によれば、反射部５１に入射した光の多くは、図２（ｂ）の波線矢印で示す光Ｒ１のように、反射部５１を透過して、拡散透過部５２に入射し、この拡散透過部５２で拡散されて外部へ放射される。また、反射部５１に入射した光の一部は、一点鎖線矢印で示す光Ｒ２のように、反射部５１で反射して、透光材５０と透光性樹脂７との界面で全反射されて、装置外方へ導光され、拡散透過部５２に入射し、この拡散透過部５２で拡散されて非発光領域４Ｂの正面方向の外部へ放射される。また、反射部５１で反射した光、例えば、二点鎖線矢印で示す光Ｒ３は、光学部材５の内部を装置外方に向かって導光されて非発光領域４Ｂに達し、そこで拡散反射部５３によって反射及び拡散されて非発光領域４Ｂの正面方向の外部に放射される。
【００３３】
本実施形態の発光モジュール１によれば、光学部材５の発光領域４Ａに相対する領域に反射部５１が設けられているので、面発光パネル４から出射されて、透光材５０内部を、装置外方方向へ導光させ、非発光領域４Ｂの正面方向に出射させることができる。そのため、非発光領域４Ｂの正面方向が暗部にならないので、光が放射される光放射領域を大きくすることができる。また、このような発光モジュール１を複数マトリクス状に配置して照明装置とした場合には、隣り合う発光モジュール１間に非発光領域４Ｂによる暗部がなくなるので、全体として均一照度の大きな光照射面を得ることができる。
【００３４】
また、拡散透過部５２を更に有することにより、発光領域４Ａ及び非発光領域４Ｂの正面方向に夫々放射された光が拡散されるので、発光領域４Ａ及び非発光領域４Ｂの境界における輝度差が少なくなり、装置の光出射面における輝度ムラを低減することができる。
【００３５】
反射部５１は、上記図面で示したような発光領域４Ａの周縁の平均反射率が高くなるように構成されるのみならず、所定の反射率分布を有するように形成されていてもよい。例えば、図３（ａ）に示すように、発光領域４Ａの中央領域の平均反射率が３０％であり、その周囲に平均反射率が０〜３０％の範囲で変化する反射率勾配層があり、非発光領域４Ｂの平均反射率が０％である反射率分布であってもよい。この反射率分布によれば、素子中心から装置外方へ導光される光を多くし、しかも発光領域４Ａの周縁に平均反射率が低い領域が存在するので、図３（ｂ）の実線に示す配光曲線ように、非発光領域４Ｂから出射される光を多くすることができる。一方、同図の波線は、反射部５１が形成されていないときの配光曲線を示す。このように、反射部５１が、非発光領域４Ｂ側に向けて平均反射率が大きくなる反射率分布を有することにより、より外方へ光を導光させ、非発光領域４Ｂから出射される光を多くすることができる。なお、ここでは、平均反射率が０〜３０％の範囲で変化する反射率勾配層を設けた構成を示したが、反射率勾配層の平均反射率は、例えば、０〜４０％、又は０〜５０％であってもよく、発光領域４Ａの中心側の平均反射率が４０％又は５０％であってもよい。
【００３６】
また、図３（ｃ）に示すように、発光領域４Ａの中心領域の平均反射率が０％であり、その周囲に平均反射率が０〜５０％の範囲で段階的に変化する反射率勾配層があり、非発光領域４Ｂの平均反射率が０％である反射率分布であってもよい。この反射率分布によれば、図３（ｄ）の実線に示す配光曲線ように、中心部の輝度低下を抑制しつつ、非発光領域４Ｂから出射される光を多くすることができる。一方、同図の波線は、図３（ｂ）に示した反射部５１における配光曲線を示す。
【００３７】
また、図３（ｅ）に示すように、発光領域４Ａの中心領域のより狭い領域の平均反射率が２０％であり、その周囲に平均反射率が３０〜５０％の範囲で段階的に変化する反射率勾配層があり、非発光領域４Ｂの平均反射率が０％である反射率分布であってもよい。この反射率分布によれば、図３（ｆ）の実線に示す配光曲線ように、非発光領域４Ｂから出射される光をより多くすることができる。一方、同図の波線は、図３（ｂ）に示した反射部５１における配光曲線を示す。
【００３８】
次に、上記実施形態の変形例に係る発光モジュールを構成する光源部について、図４を参照して説明する。この変形例の光源部２は、光学部材５の側面に光を反射する側方反射部５４を更に設けたものである。他の構成は、上記図２（ａ）に示した構成と同様である。側方反射部５４は、拡散反射部５３と同様に、白色塗料の塗布や白色テープの貼付により形成される。このような側方反射部５４を設けることで、光学部材５の内部を装置外方に向かって導光されてきた光Ｒ４（図４おいて破線で示す）が、側方反射部５４によって反射及び拡散されて装置外部へ出射する。これにより、光学部材５の周縁部における照射光輝度をより増加することができる。
【００３９】
なお、本発明に係る発光モジュールは、上記実施形態及びその変形例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上述した光源部２を基に、更に、拡散反射部５３を発光領域４Ａ内まで延設し、且つ面発光パネルと透光材との間に透光性樹脂を設けた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  発光モジュール
４  面発光パネル
４Ａ  発光領域
４Ｂ  非発光領域
５  透光材
５１  反射部
５２  拡散透過部
５４  側方反射部
７  透光性樹脂
【図１】
2015022911.tif 000003
【図２】
2015022911.tif 000004
【図３】
2015022911.tif 000005
【図４】
2015022911.tif 000006
【図５】
2015022911.tif 000007
【図６】
2015022911.tif 000008