JP2005158665A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源としてＥＬ素子を使用し、従来有効に使用されていなかった光を利用してＥＬ層の面積より広い領域を照射することができる照明装置を提供する。
【解決手段】 照明装置１１は、透明基板１２の光入射１２ａ面上に有機ＥＬ素子１６が設けられている。透明基板１２は光入射面１２ａと反対側の光出射面１２ｂの面積が有機ＥＬ素子１６の有機ＥＬ層１４の面積より大きく形成されている。透明基板１２の少なくとも有機ＥＬ素子１６と対応する部分以外の部分である非対応部分１８に、光入射面１２ａから入射して透明基板１２内を光出射面１２ｂから出射しない方向へ進む光を光出射面１２ｂから出射するように変更させる変向部が設けられている。非対応部分１８には変向部として光散乱部１９、光反射面２０及び光散乱部２１が設けられている。光散乱部２１は光出射面１２ｂを粗面化することで形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、透明基板の光入射面上にＥＬ素子が設けられた照明装置に関する。

従来、透明基板上にＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）を備えた照明装置（ＥＬパネル）が提案されており、このＥＬパネルを、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いた技術も提案されている。

例えば、有機ＥＬパネルは、透明基板上に、陽極、有機ＥＬ層、光反射性を有する陰極が順に積層形成された有機ＥＬ素子を備えている。陽極は、光透過性を有する導電性材料、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）で形成されており、有機ＥＬ素子を発光させた状態では光が透明基板側から出射される。

有機ＥＬ素子として大面積のものが要求されているが、有機ＥＬ素子は非常に薄く、有機ＥＬ層の厚さは数十〜数百ｎｍ程度であるため、有機ＥＬ層を広い面積に均一に成膜するのは難しく、歩留まりが悪くなる。

従来、有機ＥＬ素子を１つのユニットからなるセルとし、このセルを多数並べて大面積の表示装置や有機ＥＬパネルを製作することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−５２８５８号公報（明細書の段落［０００８］，［０００９］）

ところが、小面積の有機ＥＬ素子を多数並べて大面積の有機ＥＬパネルを製作する場合、隣接する有機ＥＬ素子の間の接合箇所が問題となる。なぜならば、各有機ＥＬ素子は、陽極及び陰極を外部の駆動用回路等に接続するための端子電極や電極接続線を必要とし、それらの端子電極や電極接続線は、有機ＥＬ素子が形成された透明基板上の有機ＥＬ素子の周囲に設けられる。この部分は有機ＥＬ素子が発光しても光が出射されないため暗くなる。従って、有機ＥＬ素子を多数並べて大面積の有機ＥＬパネルを製作した場合、隣接する有機ＥＬ素子間が暗くなる。

一方、有機ＥＬ素子の発光を有効に利用するためには、有機ＥＬ素子から透明基板に入射された光が透明基板のＥＬ素子と対向する面と反対側の面（光出射面）から効率良く出射される必要がある。

しかし、有機ＥＬ素子から発せられる光はあらゆる方向に向かって放射されるため、透明基板内に入射されて当該透明基板の光出射面に入射する光の入射角も様々である。また、一般に、透明基板は、外部雰囲気（一般には空気）の屈折率よりも屈折率が高い材料を利用せざるを得ない。

そのため、透明基板に入射された光のうち、光出射面から出射されず、透明基板の側面から外部へ直接出射されたり、光出射面で全反射した後、透明基板内を導波して透明基板の側面から出射されたり、有機ＥＬ層等に入射するなどして減衰してしまったりする光も多くある。即ち、有機ＥＬ素子を使用した有機ＥＬパネルでは、有機ＥＬ素子で発せられた光のうち、照明に利用されていない光の量が多くある。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、光源としてＥＬ素子を使用し、従来有効に使用されていなかった光を利用してＥＬ層の面積より広い領域を照射することができる照明装置を提供することにある。

前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、透明基板の光入射面上にＥＬ素子が設けられた照明装置であって、前記透明基板は前記光入射面と反対側の光出射面の面積が前記ＥＬ素子の発光部の面積より大きく形成されている。前記透明基板の少なくとも前記ＥＬ素子と対応する部分以外の部分に、前記光入射面から入射して前記透明基板内を、前記光出射面から出射しない方向へ進む光を前記光出射面から出射するように変更させる変向部が設けられている。なお、本明細書で「透明」とは、少なくとも可視光に対して透過性を有することを意味する。変向部としては、例えば、散乱作用を有するものや反射手段がある。

この発明では、ＥＬ素子が設けられた透明基板の光出射面の面積がＥＬ素子の発光部の面積より大きく形成されているため、ＥＬ素子から透明基板に入射した光の一部が、透明基板のＥＬ素子と対応する部分以外の部分を導波する。透明基板のＥＬ素子と対応する部分以外の部分へ進んだ光のうち透明基板の光出射面から出射しない方向へ進む光の多くは、変向部の作用により光出射面から出射するようにその進行方向が変更され、光出射面から出射される。従って、ＥＬ素子から透明基板へ入射した光のうち、従来利用されていなかった光が透明基板のＥＬ素子と対応する部分以外の部分の光出射面から出射され、ＥＬ層の面積より広い領域から光を照射できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記変向部は、前記透明基板の前記ＥＬ素子と対応する部分以外の部分にのみ設けられている。この発明では、透明基板のＥＬ素子の発光部と対応する部分には変向部が設けられていないため、当該部分に関しては従来と同様に、ＥＬ素子から入射した光のうち、光出射面に対して臨界角未満の角度で入射する光のみが光出射面から出射される。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記変向部は、少なくとも前記光出射面と反対側の面に光反射手段を備えている。なお、本明細書で「光反射手段」とは、光出射面とのなす角が臨界角よりも大きな角度で透明基板内を導波する光を、反射して、光出射面とのなす角が臨界角よりも小さな角度で進む光に変更することができるものである。ここで、「光出射面とのなす角」とは、光の導波する方向と、光出射面の垂線との間の角を指す。

この発明では、光出射面と反対側の面に入射した光が光反射手段で反射されるため、光反射手段で反射された光の少なくとも一部が光出射面から出射されるようになる。従って、光出射面と反対側の面が光吸収面あるいは光透過面の場合に比較して光出射面から出射される光量が多くなる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記光反射手段は、前記透明基板の前記ＥＬ素子と対向する部分以外の部分を導波する光を、前記光出射面から出射する方向に反射させる採光面を構成する溝が複数形成されている。この発明では、透明基板内を透明基板の端面に向かって進む光は、透明基板のＥＬ素子と対応する部分以外の部分を導波する間に採光面で反射して、光出射面とほぼ垂直な方向に向かうようにその進行方向が変更される。そして、光出射面から出射される。従って、光反射手段が平面の場合に比較して、反射光が効率よく光出射面から出射される。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記変向部は、光散乱部を備えている。この発明では、透明基板の前記ＥＬ素子と対応する部分以外の部分を透明基板の端面に向かって進む光、あるいは光出射面に向かって臨界角以上の角度で入射するように進む光が、光散乱部で散乱されてその進行方向が変更される。従って、光出射面から出射される光量が多くなる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記変向部は、前記光出射面に形成された光散乱部を備えている。この発明では、光出射面が平面の場合には全反射して光出射面から出射できない角度で光出射面に入射する光の少なくとも一部が光出射面から出射されるようになる。従って、光出射面から出射される光量が多くなる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記透明基板は、前記ＥＬ素子と対応する部分から遠ざかる程厚さが薄くなるように形成されている。この発明では、透明基板の厚さが全面で均一な構成に比較して、透明基板のＥＬ素子と対応する部分以外の部分の光出射面から光が効率良く出射される。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記ＥＬ素子は、有機ＥＬ素子である。この発明では、無機ＥＬ素子を使用する場合に比較して低電圧で光源を発光させることができる。

本発明によれば、光源としてＥＬ素子を使用するとともに、従来有効に使用されていなかった光を利用してＥＬ層の面積より広い領域から光を照射することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を有機ＥＬ素子が設けられた照明装置に具体化した第１の実施形態を図１及び図２に従って説明する。図１は照明装置の模式断面図、図２は照明装置の模式平面図である。

図１に示すように、照明装置１１は、透明基板１２の片面に、第１電極１３、有機ＥＬ層１４、第２電極１５が順に配置されている。第１電極１３、有機ＥＬ層１４及び第２電極１５がＥＬ素子としての有機ＥＬ素子１６を構成する。有機ＥＬ素子１６は、有機ＥＬ層１４が外気と接しないように、保護膜１７で被覆されている。保護膜１７は、少なくとも水分（水蒸気）及び酸素の透過を抑制する機能を有する材料で形成され、この実施の形態では窒化ケイ素で形成されている。有機ＥＬ素子１６は、有機ＥＬ層１４の発光が透明基板１２側から取り出される（出射される）、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を構成する。

第１電極１３は、透明導電材で形成され、この実施形態では透明導電材としてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が使用されている。有機ＥＬ層１４には公知の構成のものが使用され、例えば、第１電極１３側から順に、正孔注入層、発光層及び電子注入層の３層あるいは正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層の４層で構成されている。有機ＥＬ層１４は白色発光を行うように構成されている。

第２電極１５は金属（例えば、アルミニウム）で形成され、光反射性を有する。また、この実施形態では第１電極１３が陽極を構成し、第２電極１５が陰極を構成する。
透明基板１２は、この実施形態ではガラス基板で形成されている。透明基板１２は、有機ＥＬ素子１６が設けられた光入射面１２ａと、その反対側に位置する光出射面１２ｂとを備え、光出射面１２ｂの面積が有機ＥＬ素子１６の発光部である有機ＥＬ層１４の面積より大きく形成されている。図２に示すように、この実施形態では、透明基板１２及び有機ＥＬ素子１６は矩形状に形成され、有機ＥＬ素子１６は透明基板１２の中央部に設けられている。

透明基板１２の有機ＥＬ素子１６と対応する部分以外の部分である非対応部分１８には、光入射面１２ａから入射して透明基板１２内を光出射面１２ｂから出射しない方向へ進む光を光出射面１２ｂから出射するように変更させる変向部が設けられている。本実施形態では、変向部として光散乱部１９，２１が設けられている。

光散乱部１９は、透明基板１２内に設けられ、光を散乱させる界面を備えており、複数設けられている。ここで、「散乱」とは反射又は屈折を意味する。
この実施形態では光散乱部１９は、レーザー光の照射により形成された傷又は屈折率が周囲と異なる部分で構成されている。光散乱部１９の形状は、特に限定されず、光取出効率が高くなる形状を適宜設計すればよい。例えば、図１に示すように、球形状にしたり、断面形状を円にしたりしてもよい。このように、光散乱部１９が外周部（表面）に曲面を備えていると、同一の方向から入射された光を、入射された位置によって様々な方向へ散乱させることができる。

光散乱部１９の配置位置は、特に限定されず、光取出効率が高くなるように適宜設計すればよい。例えば、光散乱部１９を、透明基板１２を光出射面１２ｂ側から眺めた際に、ランダムに分布しているように配置させても、透明基板１２を端面（端部）側から眺めた際に（図１に示すように眺めた際に）、光散乱部１９が、ランダムに分布しているように配置させてもよい。また、いずれの方向から眺めた際にもランダムに分布しているように光散乱部１９を設けてもよい。

また、光散乱部１９を、非対応部分１８の厚さ方向（光出射面１２ｂの法線方向）においてランダムに分布するようにしなくともよく、例えば、光出射面１２ｂに近い側に多く設けたり、光出射面１２ｂと反対側の面に近い側に多く設けたり、中央部に多く設けたりしてもよい。光散乱部１９は、透明基板１２の周縁部における存在密度が他の部分に比べて高くなるようにしてもよい。

この実施形態では、光散乱部１９は、透明基板１２の周縁部における存在密度が他の部分に比べて高くなるように配置されるとともに、他の部分ではランダムに配置されている。

光散乱部１９は、レーザーにより透明材料の内部にマーキングを施す方法（レーザーマーキング方法）の応用により形成されている。例えば、特開２００１−２７６９８５号公報に開示された装置及び方法を採用して光散乱部１９を形成する場合には、レーザーマーキング方法では高出力のレーザーパルスをガラス等の透明な材料の内部に集光すると、その強い光電場による非線形効果によって吸収が起こる。そのため、損傷、屈折率の変化、密度の変化等が焦点近傍でのみ生じ、これによって、材料表面には影響を与えずに内部を加工することができる。つまり、光散乱部１９を形成すべき透明基板１２をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能なステージ上に載置して、レンズでレーザー光を透明基板１２の所定深さの位置に集光させる操作と、ステージをＸ，Ｙ，Ｚ方向へ移動させる操作とを繰り返すことにより、光散乱部１９を透明基板１２内の所定位置に形成することができる。

レーザー光源としては、例えば、Ｎｄ−ＹＡＧレーザーが使用される。レーザー光源としては、パルスレーザーが制御性良好にマーキングを行うことができ、パルス幅が短いものがマーキングの深さ方向を均一に揃えることができるため有利である。このため、サブナノ秒以下のレーザー光源（例えば、１０^−１５秒オーダーのパルス幅を有するフェムト秒レーザー）を用いることは有用である。

透明基板１２に光散乱部１９を形成する時期は、透明基板１２上に有機ＥＬ素子１６を形成する前であっても後であっても、あるいは有機ＥＬ素子１６の形成工程の途中（例えば、透明基板１２上に第１電極１３を形成した後）であってもよい。

非対応部分１８の光出射面１２ｂに設けられた光散乱部２１は、光出射面１２ｂを粗面化することにより形成されている。粗面化は例えばサンドブラスト処理により行われる。
非対応部分１８の光出射面１２ｂと反対側の面と、透明基板１２の端面とには光反射面２０，２２が形成されている。この実施形態では光反射性を有する金属膜が形成されている。従って、非対応部分１８の光出射面１２ｂと反対側の面は反射面となる。光反射性を有する金属として例えばアルミニウムが使用されている。

なお、図１では模式的に各部を示しており、実際は透明基板１２の厚さが０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度に対して、第１電極１３、有機ＥＬ層１４及び第２電極１５の厚さは、数十〜１０００ｎｍ程度である。また、保護膜１７の厚さは、第１電極１３、有機ＥＬ層１４及び第２電極１５の厚さ以上に形成されているが、図面では図示の都合上、各部の厚さは実際と異なる比率で図示されている。また、透明基板１２及び有機ＥＬ素子１６の大きさも実際と異なる比率で図示されている。また、透明基板１２のハッチングを省略している。

次に前記のように構成された照明装置１１の作用を説明する。照明装置１１は、例えば、透過型の液晶パネル２３（図１に鎖線で図示）の背面（表示面と反対側の面）側に配置されるバックライトとして使用される。

照明装置１１は電源投入されると、第１電極１３及び第２電極１５間に電圧が印加され、有機ＥＬ層１４が発光する。有機ＥＬ層１４から発した光が第１電極１３を経て透明基板１２に入射し、透明基板１２に入射した光のうち、光出射面１２ｂから液晶パネル２３に向かって出射された光が照明装置１１の照明光として有効に作用する。そして、液晶表示装置の使用者は液晶パネル２３の表示をその出射光により視認する。

透明基板１２内に光散乱部１９が存在しない場合、透明基板１２内に入射した光のうち、光出射面１２ｂに対して当該面における臨界角よりも大きな角度で進む光は、光出射面１２ｂから出射されない。また、このような光は、光出射面１２ｂにおいて全反射したり、透明基板１２の端面で反射したり、有機ＥＬ素子１６に再突入したりしても、光出射面１２ｂに再度入射する際の角度は一度目と変わらない。したがって、透明基板１２の側面から出射されたり、透明基板１２内部や有機ＥＬ素子１６内部で減衰してしまったりする。なお、透明基板１２として屈折率が約１．５１の無アルカリガラスを使用した場合、空気の屈折率は約１．００であるため、臨界角θｃ＝ｓｉｎ^−１（１／１．５１）で臨界角θｃは約４２度となる。

一方、有機ＥＬ素子１６から発せられる光はあらゆる方向に向かって放射されるため、有機ＥＬ素子１６から透明基板１２に入射する光の入射角も様々となる。従って、有機ＥＬ素子１６から出射されて透明基板１２に入射した光のうち一部しか、有機ＥＬ素子１６と対応する部分の光出射面１２ｂから照明装置１１の外部へ出射されない。従って、透明基板１２の光出射面１２ｂが有機ＥＬ素子１６と対応する部分だけである従来の構成では、透明基板１２に入射した光の多くが照明装置１１の照射光として有効に利用されない。

この実施形態では有機ＥＬ素子１６から透明基板１２に入射した光のうち、有機ＥＬ素子１６と対応する光出射面１２ｂから出射されない光は、非対応部分１８内を導波する。そして、非対応部分１８の内部に光散乱部１９が存在するため、非対応部分１８内を導波する（進む）光が光散乱部１９に当たると、光は屈折又は散乱されその進行方向が変更される。光散乱部１９で進行方向が変更された光の一部は、光出射面１２ｂに対する入射角が臨界角より小さな角度となるようにその進路が変更される。そして、光出射面１２ｂから液晶パネル２３に向かって出射される。光散乱部１９で光出射面１２ｂと反対側の面に向かうように進路が変更された光は、光反射面２０で反射されて光出射面１２ｂ側に向かって進み、光出射面１２ｂから出射される。

非対応部分１８内を導波中に光散乱部１９に当たらずに光出射面１２ｂに対する入射角が臨界角より大きな角度で進んだ光は、光出射面１２ｂで全反射して、再び非対応部分１８内を導波する。また、非対応部分１８内を導波中に光散乱部１９に当たらずに、透明基板１２の端面に達した光は、光反射面２２で反射されて、再び非対応部分１８内を導波する。そして、再び非対応部分１８内を導波するそれらの光の一部は、その導波中に光散乱部１９に当たって、前述したように光散乱部１９及び光反射面２０の作用により光出射面１２ｂから出射される。従って、有機ＥＬ素子１６から透明基板１２に入射した光のうち、従来有効に利用されていなかった光が効率よく非対応部分１８の光出射面１２ｂから出射されて照明装置１１の照射光となる。

また、この実施形態では、非対応部分１８の光出射面１２ｂに粗面化された光散乱部２１が設けられているため、光出射面１２ｂが粗面化されていない状態では全反射する入射角で光出射面１２ｂに入射する光の一部が全反射せず、光出射面１２ｂから出射される。

この実施の形態では以下の効果を有する。
（１） 照明装置１１は、透明基板１２の光入射面１２ａ上に有機ＥＬ素子１６が設けられ、透明基板１２は光入射面１２ａと反対側の光出射面１２ｂの面積が有機ＥＬ素子１６の発光部としての有機ＥＬ層１４の面積より大きく形成されている。そして、透明基板１２の有機ＥＬ素子と対応する部分以外の部分、即ち非対応部分１８に、光入射面１２ａから入射して透明基板１２内を光出射面１２ｂから出射しない方向へ進む光を光出射面１２ｂから出射するように変更させる変向部が設けられている。従って、有機ＥＬ素子１６から透明基板１２へ入射した光のうち、従来利用されていなかった光が透明基板１２の非対応部分１８の光出射面１２ｂから出射され、照明装置１１は有機ＥＬ層１４の面積より広い領域を照射できる。

（２） 前記変向部は、透明基板１２の非対応部分１８にのみ設けられており、透明基板１２の有機ＥＬ素子１６と対応する部分には変向部が設けられていない。従って、当該部分に関しては従来と同様に、有機ＥＬ素子１６から入射した光のうち、光出射面１２ｂに対して臨界角未満の角度で入射する光のみが光出射面１２ｂから出射され、当該部分の光出射量は従来構成の照明装置と同等になる。

（３） 前記変向部として、非対応部分１８内に光散乱部１９を備えている。従って、非対応部分１８内を光が透明基板１２の端面に向かって進む光、あるいは光出射面１２ｂに向かって臨界角以上の角度で入射するように進む光が、光散乱部１９で散乱されてその進行方向が変更されて、光出射面１２ｂから出射される。その結果、非対応部分１８内を光出射面１２ｂから出射できない方向に進む光を効率よく光出射面１２ｂから出射させることができる。

（４） 前記変向部として光出射面１２ｂと反対側の面に光反射面２０を備えている。従って、光散乱部１９で光出射面１２ｂと反対側の面に向かうように進路が変更された光が光反射面２０で反射され、光反射面２０で反射された光の少なくとも一部が光出射面１２ｂから出射されるようになる。その結果、光散乱部１９のみを設けた場合に比較して光出射面１２ｂから出射される光量を増加させることができる。

（５） 光散乱部１９は、透明基板１２の周縁部における存在密度が高くなるように形成されているため、中間部で光散乱部１９に当たらなかった光が、周縁部に設けられた光散乱部１９に当たることにより光出射面１２ｂから出射可能になる。従って、光散乱部１９の存在密度が透明基板１２の周縁部で低くなる場合や全体に均一な場合に比較して、光出射面１２ｂから出射される光量が平均化される。

（６） 光散乱部１９は、透明基板１２内にレーザー光を照射することにより、レーザーの焦点部分に選択的に加工を施すことができるレーザーマーキング方法の応用により形成されている。従って、透明基板１２の表面を傷つけることなく、透明基板１２の内部の所定位置に光散乱部１９を形成することができ、光散乱部１９の形状や配置の制約も少なく設計及び加工の自由度が大きい。

（７） また、光散乱部１９の加工時期が有機ＥＬ素子１６の形成後においても可能なため、有機ＥＬ素子１６の形成後に光散乱部１９の加工を行うことで、有機ＥＬ素子１６の不良品に光散乱部１９の加工が施される無駄をなくすことができる。

（８） 光散乱部２１は、非対応部分１８の光出射面１２ｂに形成されている。従って、光出射面１２ｂが平面の場合には全反射して光出射面１２ｂから出射できない角度で光出射面１２ｂに入射する光の少なくとも一部が光出射面１２ｂから出射されるようになり、光出射面１２ｂが平面の場合に比較して光出射面１２ｂから出射される光量が多くなる。

（９） 透明基板１２の端面に光反射性を有する金属膜（光反射面２２）が形成されているため、非対応部分１８を最初に導波中に光散乱部１９に当たらずに透明基板１２の端面に達した光が、光反射面２２で反射されて再び非対応部分１８を導波する。従って、端面に光反射面２２としての金属膜が存在しない場合に比較して、光出射面１２ｂから出射される光量が増える。

（１０） 有機ＥＬ素子１６を構成する両電極１３，１５のうち、有機ＥＬ層１４に対して透明基板１２と反対側に光反射性を有する第２電極１５が配置されている。従って、第２電極１５が光反射性を有さない場合に比較して、光出射面１２ｂから出射される光量を多くすることができる。

（１１） 有機ＥＬ層１４は白色発光を行うように構成されている。従って、照明装置１１を液晶パネル２３のバックライトとして使用する場合、カラーフィルタを使用したフルカラー表示に対応できる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図３〜図５に従って説明する。この実施形態では、非対応部分１８に光散乱部１９を設けない点と、非対応部分１８の光出射面１２ｂに光反射手段２４が設けられている点とが前記第１の実施形態と異なっており、その他の構成は第１の実施形態と同様である。即ち、この第２の実施形態では、光反射手段２４が変向部となる。

第１の実施形態と同様な部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。なお、図３は照明装置の模式断面図、図４は照明装置の模式平面図、図５は採光面の作用を示す模式図である。

図３及び図４に示すように、透明基板１２は矩形状に形成され、その長手方向の両側に非対応部分１８が設けられている。非対応部分１８の表面に光散乱部２１が設けられているが、内部には光散乱部１９が設けられていない。非対応部分１８の光出射面１２ｂと対向する側には、光反射手段２４が設けられている。

図５に示すように、光反射手段２４は、非対応部分１８の透明基板１２内を有機ＥＬ素子１６側から有機ＥＬ素子１６と対向する側の端面１２ｃに向かって進む光を、光出射面１２ｂから出射する方向に反射させる採光面２５ａを構成する溝２５が複数形成されている。この第２の実施形態では溝２５は複数平行に形成されている。透明基板１２の光出射面１２ｂ側を上側とした場合、溝２５は端面１２ｃと平行（図５の紙面と垂直方向）に延びるように形成され、有機ＥＬ素子１６側から端面１２ｃ側に向かって上昇傾斜する採光面２５ａと、有機ＥＬ素子１６側から端面１２ｃ側に向かって下降傾斜する導波面（傾斜面）２５ｂとが交互に連なるように設けられている。即ち、各溝２５は透明基板１２の長手方向に平行な平面による断面形状が鋸歯状となるように隣接して形成されている。なお、図５は図３において有機ＥＬ素子１６の右側に位置する非対応部分１８に形成された光反射手段２４、即ち端面１２ｃ（図示せず）が図５の右方に存在する場合を示し、左側に位置する非対応部分１８に形成された光反射手段２４では採光面２５ａ及び導波面２５ｂの傾斜方向が逆になる。

採光面２５ａは、非対応部分１８を端面１２ｃに向かって導波して採光面２５ａに到達した光を、光出射面１２ｂとほぼ直交する方向に全反射させる角度に形成されている。図５に示すように、溝２５は、採光面２５ａが光出射面１２ｂと平行な平面Ｐ１と成す角度θ１が例えば３５°〜５０°、好ましくは４０°〜４５°の範囲の所定の角度に、導波面２５ｂが平面Ｐ１と成す角度θ２が例えば０．３°〜２．５°の範囲の所定の角度に形成されている。溝２５は実際にはそのピッチが１ｍｍ以下で多数形成されているが、図示の都合上、図３及び図４では溝２５の図示を省略している。

この実施形態の照明装置１１では、光入射面１２ａから透明基板１２に入射した光のうち、非対応部分１８内を端面１２ｃに向かって導波して採光面２５ａに到達した光は、図５に示すように、平面Ｐ１に対して垂直に近い角度で光出射面１２ｂの方向に全反射し、光出射面１２ｂから出射する。非対応部分１８内を端面１２ｃに向かって導波する光が全て採光面２５ａに向かって直進するとは限らず、採光面２５ａに到達する光には、導波面２５ｂや光出射面１２ｂで全反射しながら非対応部分１８内を導波した後、採光面２５ａに到達する光もある。導波面２５ｂが有機ＥＬ素子１６側から端面１２ｃ側に向かって下降傾斜するように形成されている。そのため、直接採光面２５ａに向かって導波する以外の光を導波を繰り返すうちに、平面Ｐ１と平行な方向に近づけ、結果として採光面２５ａで効率良く、平面Ｐ１に対して垂直に近い角度で光出射面１２ｂの方向に全反射させることができる。

従って、この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の（１），（２），（８）〜（１１）と同様な効果を有する他に次の効果を有する。
（１２） 光反射手段２４は、透明基板１２内を端面１２ｃに向かって進む光を光出射面１２ｂから出射する方向に反射させる採光面２５ａを構成する溝２５が複数平行に形成されている。従って、非対応部分１８内に光散乱部１９を設けなくても、非対応部分１８内を端面１２ｃに向かって導波する光を効率よく光出射面１２ｂから出射させることができる。

（第３の実施形態）
次に第３の実施形態を図６に従って説明する。この実施形態では、透明基板１２は厚さが一定の平板ではなく、非対応部分１８の厚さが有機ＥＬ素子１６と対応する部分から遠ざかる程薄くなるように形成されている点が前記第２の実施形態と異なり、その他の構成は第２の実施形態と同様に構成されている。即ち、非対応部分１８の光出射面１２ｂには粗面化された光散乱部２１が形成され、光出射面１２ｂと反対側の面には光反射手段２４が形成されており、この光散乱部２１と光反射手段２４とが変向部となる。また、光散乱部１９は設けられていない。なお、溝２５の図示を省略している。また、非対応部分１８の厚さが有機ＥＬ素子１６と対応する部分から遠ざかる程薄くなるとは、マクロ的に見た場合であり、光反射手段２４が設けられた面は鋸歯状のため、厳密に見れば厚さは、厚くなったり薄くなったりしながら減少する。

この実施形態においても、光入射面１２ａから透明基板１２に入射した光のうち、非対応部分１８内を端面１２ｃに向かって導波する光は、前記第２の実施形態と同様に光反射手段２４の採光面２５ａ及び導波面２５ｂの作用により光出射面１２ｂから出射される。従って、第２の実施形態と同様な効果を有する他に、次の効果を有する。

（１３） 光反射手段２４が設けられた面がマクロ的に見て、有機ＥＬ素子１６と対応する部分から遠ざかる程、光出射面１２ｂ側に向かって傾斜するように形成されているため、光反射手段２４と光出射面１２ｂとの距離が一定の場合に比較して、光出射面１２ｂから出射される光量を均等にするのが容易になる。

（第４の実施形態）
次に第４の実施形態を図７に従って説明する。この実施形態では、透明基板１２の厚さがマクロ的に見て、有機ＥＬ素子１６と対応する部分から遠ざかる程薄くなる点は前記第３の実施形態と同じであるが、光反射手段２４の配設位置等が異なっている。透明基板１２は光入射面１２ａ側が平坦に形成され、非対応部分１８の光出射面１２ｂがマクロ的に見て、有機ＥＬ素子１６と対応する部分から遠ざかる程、光出射面１２ｂの反対側の面に向かって傾斜するように形成されている。即ち、この第４の実施形態では、光反射面２０と光反射手段２４とで変向部が構成される。

非対応部分１８の光出射面１２ｂには溝２５（図示せず）を有する光反射手段２４が設けられている。非対応部分１８の光出射面１２ｂと反対側の面には第１の実施形態と同様な光反射面２０が設けられている。光反射手段２４は非対応部分１８内を端面１２ｃに向かって導波して採光面２５ａに到達した光が、光反射面２０に対して垂直に近い角度で全反射するように形成されている。

この実施形態においては、光入射面１２ａから透明基板１２に入射した光のうち、非対応部分１８内を端面１２ｃに向かって導波する光は、光反射手段２４の採光面２５ａ及び導波面２５ｂの作用により光反射面２０に向けてほぼ垂直に入射するように反射され。そして、光反射面２０において光反射面２０と垂直に反射されて、光出射面１２ｂから出射される。

従って、この実施形態においては、第１の実施形態の（１），（２），（９）〜（１１）と同様な効果を有する他に次の効果を有する。
（１４） 光反射手段２４が設けられた光出射面１２ｂがマクロ的に見て、有機ＥＬ素子１６と対応する部分から遠ざかる程、光出射面１２ｂの反対側の面に向かって傾斜するように形成されている。従って、光反射手段２４と光出射面１２ｂの反対側の面との距離が一定の場合に比較して、光出射面１２ｂから出射される光量を均等にするのが容易になる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 光散乱部１９を透明基板１２の厚さ方向に延びるように細長い線状に形成された構造としてもよい。

○ 光散乱部１９は、レーザーマーキング方法の応用により形成されたものに限らない。例えば、透明基板１２と屈折率の異なるビーズ等を分散させて光散乱部１９を形成してもよい。

○ 複数の溝２５で構成された光反射手段２４を備えず、第１の実施形態のように非対応部分１８に変向部として光散乱部１９及び光反射面２０を設けた構成においても、非対応部分１８の厚さが有機ＥＬ素子１６と対応する部分から遠ざかる程厚さが薄くなるように形成されてもよい。変向部として光散乱部１９及び光反射面２０を設けた構成を採用する場合は、非対応部分１８は、その厚さがマクロ的に見て有機ＥＬ素子１６側から端面１２ｃ側に向かって次第に薄くなるほぼ楔状に形成するのが好ましい。

○ 透明基板１２の光入射面１２ａ上に設ける有機ＥＬ素子１６の数は、必ずしも１個に限らず複数設けてもよい。例えば、図８に示すように２個設けてもよい。この場合、非対応部分１８に設ける変向部として光散乱部１９と光反射面２０とを設ける構成が、光反射手段２４を設ける構成より好ましい。

○ 光出射面１２ｂと反対側に設けられた光反射面２０は、光散乱手段を備えていてもよい。即ち、光反射面２０は平坦な鏡面に限らず、乱反射する反射面であってもよい。
○ 変向部として光出射面１２ｂに設けた光散乱部２１に代えて、プリズム状又はレンズ状の凸部が複数平行に設けられた構成としてもよい。

○ 光出射面１２ｂに設けられた光散乱部２１を省略してもよい。
○ 透明基板１２の端面に形成された光反射面２２としての金属膜を省略してもよい。
○ 有機ＥＬ素子１６と対応する部分における光出射面１２ｂからの出射光量が足りない場合、光出射面１２ｂの有機ＥＬ素子１６と対応する部分にも、粗面化された光散乱部２１を設けてもよい。

○ 変向部を構成する光散乱部１９の分布は、必ずしも光出射面１２ｂ全体から均一に光が出射する構成に限らず、光量が異なる分布を持つ分布としてもよい。
○ 有機ＥＬ層１４は白色発光を行うような構成に限らず、赤や青や緑や黄色などの単色光、もしくはそれらの組み合わせを発光する構成としてもよい。

○ 透明基板１２の光出射面１２ｂに散乱シートを設けた状態で照明装置１１を構成してもよい。
○ 第１電極１３を形成する透明導電材の材質はＩＴＯに限らず、例えば、酸化亜鉛を使用してもよい。

○ 第１電極１３を導電性を有する透明な材質ではなく、極薄い金属層で透明に構成してもよい。極薄いとは５０ｎｍ以下を意味し、０．５〜２０ｎｍの範囲が好ましい。
○ 透明基板１２側に配設される第１電極１３を陰極とし、第２電極１５を陽極としてもよい。この場合、有機ＥＬ層１４の構成もそれに対応して変更する。例えば、第１電極１３側から電子注入層、発光層及び正孔注入層の３層あるいは電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層及び正孔注入層の５層とする。

○ 有機ＥＬ層１４は、発光層のみの単層、または正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、電子注入輸送層、電子阻止層の一層以上と発光層が積層された多層のいずれであってもよい。

○ 透明基板１２としてガラス基板に代えて樹脂製で透明な板を使用してもよく、フレキシブルな透明樹脂基板を使用してもよい。樹脂製の場合はガラス基板より軽くなる。
○ 透明基板１２は、光出射面１２ｂ側から眺めた際の形状が矩形に限定されない。例えば、正方形状、三角形状、五角形以上の多角形状、円形状や円弧形状等であってもよい。また、有機ＥＬ素子１６の形状は透明基板１２と相似形状に限らず、例えば、円形状の透明基板１２に四角形状の有機ＥＬ素子１６を設けてもよい。

○ 照明装置１１はバックライト用に限らず、他の照明装置やディスプレイ装置の発光源として使用してもよい。
○ 有機ＥＬ素子１６に代えて無機ＥＬ素子を使用してもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１） 請求項５に記載の発明において、前記光散乱部は前記透明基板内に設けられている。

（２） 前記技術的思想（１）に記載の発明において、前記光散乱部は前記透明基板内にレーザー光を照射されて形成されたものである。
（３） 請求項６に記載の発明において、前記光散乱部は前記光出射面を粗面化して形成されたものである。

第１の実施形態の照明装置の模式断面図。 同じく照明装置の模式平面図。 第２の実施形態の照明装置の模式断面図。 同じく照明装置の模式平面図。 採光面の作用を示す模式図。 第３の実施形態の照明装置の模式断面図。 第４の実施形態の照明装置の模式断面図。 別の実施形態の照明装置の模式断面図。

符号の説明

１１…照明装置、１２…透明基板、１２ａ…光入射面、１２ｂ…光出射面、１２ｃ…端面、１４…発光部としての有機ＥＬ層、１６…有機ＥＬ素子、１９，２１…変向部を構成する光散乱部、２４…同じく光反射手段、２５…溝、２５ａ…採光面。

Claims (8)

1. 透明基板の光入射面上にＥＬ素子が設けられた照明装置であって、前記透明基板は前記光入射面と反対側の光出射面の面積が前記ＥＬ素子の発光部の面積より大きく形成され、前記透明基板の少なくとも前記ＥＬ素子と対応する部分以外の部分に、前記光入射面から入射して前記透明基板内を、前記光出射面から出射しない方向へ進む光を前記光出射面から出射するように変更させる変向部が設けられている照明装置。
2. 前記変向部は、前記透明基板の前記ＥＬ素子と対応する部分以外の部分にのみ設けられている請求項１に記載の照明装置。
3. 前記変向部は、少なくとも前記光出射面と反対側の面に光反射手段を備えている請求項２に記載の照明装置。
4. 前記光反射手段は、前記透明基板の前記ＥＬ素子と対向する部分以外の部分を導波する光を、前記光出射面から出射する方向に反射させる採光面を構成する溝が複数形成されている請求項３に記載の照明装置。
5. 前記変向部は、光散乱部を備えている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 前記変向部は、前記光出射面に形成された光散乱部を備えている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の照明装置。
7. 前記透明基板は、前記ＥＬ素子と対応する部分から遠ざかる程厚さが薄くなるように形成されている請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の照明装置。
8. 前記ＥＬ素子は、有機ＥＬ素子である請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の照明装置。

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