JP2013201105A - エレクトロルミネッセンス積層シートによる三次元発光構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】面発光する有機及び無機エレクトロルミネッセンスによるシート材を応用し、光の拡散が大きく視認性にも優れた効果を与えることができる、非常に薄くて軽く単純な仕組の三次元発光構造体を提供する。
【解決手段】面発光する有機及び無機エレクトロルミネッセンスによるシート材に対し、分断された弧状切り込みを複数本互いに接触又は交差しないように設けた上で、前記シート材の中心部Ｊと外周部Ｈとを上下に引き離すことで、切り込みを有する面が上下に捻れながら伸張した、伸縮自在に変形する三次元発光構造体を形成する。
【選択図】図３

Description

本願発明は、有機及び無機エレクトロルミネッセンス（以下ＥＬと称す）の応用技術分野に於ける。特にＥＬの発光効果を利用した建築物サイン灯や広告用看板、イルミネーション、置物、照明器具などの発光部材として有用なＥＬシート材の応用に関する。

ＥＬは無機物と有機物とに分かれており、それぞれの特徴を有する。有機ＥＬは高輝度の色発光が容易であるためにテレビ等の映像用として、無機ＥＬは光バンド巾が広いために照明用として有用であり、それぞれの特徴を生かした開発が進んでいる。また、有機ＥＬの課題は寿命が短く大きい面積での発光が安定しないことだが、無機ＥＬは長寿命で大きい面積での発光も可能であり、現状では無機ＥＬの方が実用的で比較的単純な構造の応用製品が市場に出ているようである。

発明が解決しようとする課題

現時点でのＥＬシート材の利用方法は、二次元的な平面シート材としての利用に限られているのが実状であり、素材の特性である曲げられる点に着目してはいるが、単に平面を湾曲させ湾曲面を作ったものに過ぎず、あくまで二次元的な視点での利用に限られている。また、立体的で複雑な構造体を構築するには多くの切張りシートが必要となり、電極の配置にも問題が生じる。加えて、鋭角の湾曲により発光面がクラックを起こして輝度の減少や未発光が起こり、これらの状況が複雑な形状化を妨げている。

本願発明は上記の課題に対して、立体的な視点を取り入れた伸縮自在な三次元構造体を形成する発光シート材の構築である。非常に薄くて軽く加工が簡単で単純な仕組でその構造体が成立し、同じＥＬシート材の未加工のものよりも光の拡散が大きくより広い面積を照らすことができ、明るさや視認性などに対して今迄にない優れた効果を与えるようなＥＬシート材による発光構造製品ができないかと考えた。

その結果、以下の三次元構造体を形成する両面及び片面発光をするＥＬシート材を用いた構造体（以下、発光構造体と称す）を創造した。

課題を解決するための手段

本願発明は、渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体であって、シート面上に定めた任意点を中心軸として、シート材の外形部側からその中心軸に向かって伸びる渦巻き状の線上に切り込みが施されていることを特徴とする。

本願発明は、渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体であって、シート材の外形部分と中心部分とを上下に引き離すことによって、平面状態にある発光構造体の切り込みが施された部分を有する面が上下に捻れながら伸張して伸縮自在に変形する、多重螺旋状の三次元構造体を形成することを特徴とする。

本願発明は、渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体であって、三次元構造体を形成する際に生じるストレスによって亀裂が生じることを防止するために、切り込み線の両端部分に円形状の抜き穴が施されていることを特徴とする。

本願発明の発光構造体に於ける三次元構造体は、電極基板やＰＥＴフィルム、その他の積層するフィルム材の性質や厚み、更には、１箇所又は複数箇所に施される切り込み形状とその間隔、本数、回転数、伸張させる距離、生じる張力と重力の関係などの影響を受け、多彩に三次元構造体が変形することを特徴とする。

本願発明の発光構造体は、渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体を形成するために、２枚の片面発光をするＥＬシート材を合わせて１枚のシート状にした積層フィルム材であって、両面を発光させるために必要な給電端子を１つにまとめ、それをシート材の外形側と中心側のどちら側にでも設けることができることを特徴とする。

本願発明の発光構造体は、渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体を形成するために、１枚で両面発光が可能な積層フィルム材を用いることによって、更に容易な形成方法で発光構造体を提供することができる。

本願発明の渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体は、ＥＬ分野に於ける技術開発の進展に影響されるが、今後更に高い輝度のものが開発されても用途を妨げるものではない。

尚、今後の技術進歩によって大型の有機ＥＬシート材の量産化が可能となれば、そのＥＬシート材を本願発明の発光構造体に利用することによって、より高い輝度の発光部材を提供できる。

前記螺旋形状を有する切り込みは、ストレスの少ない三次元構造化には必要な手段であるが、その渦巻き状の切り込み巾は一様である必要はなく、様々な渦巻き模様の切り込みを施すことで多様なデザインが実現できることを特徴とする。

発明の効果

本願発明の渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体のように、平面状態にある発光構造体の切り込みが施された部分を有する面が上下に捻れながら伸張することによって、積層シート材に過度なストレスを与えることなく伸縮自在に変形する、多重螺旋状の三次元構造体を形成する発光構造体を提供することが可能となった。

また、上記の発光構造体は、同じＥＬシート材の未加工のものよりも光の拡散が大きくより広い面積を照らすことができ、明るさや視認性にも優れた効果があるため、照明器具や発光効果を利用した建築物サイン灯や広告用看板、イルミネーション、置物などに対して特徴のある形状を有する発光部材を提供することができる。

更には、本願発明の渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体は、上下に伸張しなければ三次元構造体を形成する前の平面状態に容易に戻ることができ、非常に薄く軽量でありるために、携帯式の小型照明器具や発光効果を利用した建築物サイン灯や広告用看板、イルミネーション、置物などに対して特徴のある形状を有する発光部材を提供することができる。

本願発明の渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体は、上下に伸張して三次元構造体を形成するＥＬシート材であるために、商品としてストックする際には、三次元構造体の形成時のサイズで収納スペースを考える必要がなく、保管や運搬時のコストを削減できる。

また、三次元構造体を形成する際に生じる張力と重力の関係だけでその形状が維持され、伸縮自在な多重螺旋状に変形するために、その変形範囲内に有する形状であれば１種類の抜き型で多彩な形状を提供でき、型抜き代のコストを削減できる。

本願発明の１つの実施例を示す発光構造体（１）の斜視図（図１ａ）と、それを伸張した三次元構造体（２）の斜視図（図１ｂ）と、最大限に伸張した三次元構造体（３）の斜視図（図１ｃ）である。 斜視図（図１ａ）のＡ方向から見た図であり、給電部分が外形側にある発光構造体（４）の天面図（図２ａ）と、給電部分が中心側にある発光構造体（５）の天面図（図２ｂ）である。 実施例としての発光構造体（１）を利用した照明器具（６）の斜視図（図３ａ）と、図３ａより更に伸張させた照明器具（７）の斜視図（図３ｂ）である。

以下、本願発明の実施の形態を図を参照しつつ説明する。

図１及び２は、本願発明のＥＬシート材による渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体の構造についての１例を示している。

図１は、その発光構造体１（図１（ａ））と、その発光構造体の周囲部分と中心部分とを上下に伸張して形成される三次元構造体２（図１（ｂ））と、それを更に最大限に伸張可能な長さまで伸張して形成される三次元構造体３（図１（ｃ））とを示している。尚、Ｂは給電端子である。

尚、三次元構造体２及び３は、三次元構造体１の外形部分と中心部分とを上下に引き離すことによって、平面状態の三次元構造体１の切り込みが施された部分を有する面が、バネ材のように上下に捻れながら伸張した変形状態を示したものである。

また、三次元構造体２及び３の状態からその伸張を解放することで、伸びたバネが自然に戻るように元の平面状態の発光構造体１の状態に戻すことが可能である。

図２は、発光構造体１のＡの方向から見たものであり、給電端子Ｂと給電ラインＣを外形側に持つ発光構造体４（図２（ａ））と、それらを中心側に持つ発光構造体５（図２（ｂ））とを示している。尚、Ｄはパイプ形状の支柱１を通すための円形状の抜き穴であり、Ｅは多重螺旋状の三次元構造体を形成するための渦巻き状のスリット、Ｆは三次元構造体を形成した際にスリットＥの両端からの亀裂の発生を防止するための円形状の抜き穴である。

発光構造体４及び５は、給電端子Ｂと給電ラインＣの位置が異なる発光構造体を示したものであり、発光部材として様々な形状に対応した製品の配線が可能である。

本願発明の発光構造体は、複数のフィルム材を重ねて１枚に成形した積層構造体であり、外形側より６ミリ程度内側に発光部分（両面）Ｇを持つ。特に、材質の一部である電極基板と積層構造体を被うＰＥＴフィルムによって発光構造体に適度な堅さが備わり、伸張して形成される三次元構造体２及び３の形状を維持することを可能にしている。

尚、本願発明は、渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した多重螺旋形状を有する三次元構造であり、切り込みが施された部分を有する面が捻れながら湾曲して伸張するためにストレスの少ない三次元構造体を形成し、その結果、ＥＬシート材の発光部分に損傷を与えることなく均一に発光することができるものである。

ＥＬシート材に渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施す方法としては、型抜き式断裁が挙げられる。

また、その他の成形方法としてレーザーカットによる熱断裁、ウォーターカットによる水圧断裁なども可能であるがこれに限定されるものではない。

図３は、実施例としての発光構造体１を利用した照明器具であり、２枚の発光構造体１を背合わせにしてお互いが離れないように外形部を固定させ、それぞれを上下に伸張させた三次元構造体を有する照明器具６（図３ａ）と、更に三次元構造体が最大限に伸張可能な長さまで伸張させた照明器具７（図３ｂ）とを示している。

照明器具６及び７は、２枚の背合わせにした発光構造体１を固定させるための同サイズの丸枠部材があり、それを２枚の発光構造体１で挟み、それらを固定するためのリング形状のゴム製バンドＨで外形部を留めている。また、中央部分には、形成される三次元構造体の形状を維持し全体を支えるためのパイプ形状の支柱Ｉがあり、その両端部分には、発光構造体１が外れないための半球形状の固定部材Ｊがある。尚、Ｅは本願発明にかかる渦巻き状のスリットを示す。

また、本願発明の発光構造体に施された渦巻き状の切り込み形状を、０．７５（２２５度）以上回転させた渦巻き形状にすることで、一定の伸張範囲を超えるとその三次元構造体の伸張部分にくびれ形状が形成されることとなり、三次元構造体３及び７はそのくびれ形状を有するものである。

１：発光構造体
２：伸張した三次元構造体
３：最大限に伸張した三次元構造体
４：給電部が外形側の発光構造体
５：給電部が中心側の発光構造体
６：実施例としての照明器具
７：最大限に伸張した照明器具
Ｂ：給電端子
Ｃ：給電ライン
Ｄ：支柱Ｉを通す抜き穴
Ｅ：スリット
Ｆ：亀裂防止用の抜き穴
Ｇ：発光部分（両面）
Ｈ：リング形状のゴム製バンド
Ｉ：パイプ形状の支柱
Ｊ：半球形状の固定部材
Ｋ：半送電線
Ａ：方向

本願発明は、有機及び無機エレクトロルミネッセンスの応用技術分野に於ける。特にエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと称す）の発光効果を利用した建築物サイン灯や広告用看板、イルミネーション、置物、照明器具などの発光部材として有用な、面発光する有機及び無機ＥＬによるシート材の応用に関する。

ＥＬは発光物が無機物と有機物とに分かれており、それぞれの特徴を有する。有機ＥＬは高輝度の色発光が容易であることによってテレビ等の映像用として、無機ＥＬは光バンド巾が広いことによって照明用として有用であり、それぞれの特徴を活かした開発が進んでいる。有機ＥＬは寿命が短く大きい面積による発光が安定しないことが課題として挙げられるのに対して、無機ＥＬは長寿命で大きい面積による安定した発光が可能であり、現状では無機ＥＬの方が実用的且つ比較的に単純な構造による応用製品が市場に出ているようである。

発明が解決しようとする課題

現時点に於いての、面発光する有機及び無機ＥＬによるシート材の利用方法としては、平面的な利用に限られているのが実状であって、立体的で複雑な構造体を構築するためには多くの切張りした前記シート材を必要とし且つ電極の配置も複雑となるなどの課題が挙げられる。

本願発明は上記の課題に対して、平面状態の前記シート材から、伸縮自在な三次元構造体を形成する前記シート材の構築である。非常に薄くて軽く単純な仕組みで前記三次元構造体が成立し、平面的な利用に留まる前記シート材よりも光の拡散が大きく、視認性などに対して今迄にない優れた効果を与えるような前記シート材による三次元発光構造体ができないかと考えた。

その結果、以下の三次元発光構造体を形成する、前記シート材を用いた構造体を創造した。

課題を解決するための手段

本願発明は、円形状の面発光する有機及び無機ＥＬによるシート材の三次元発光構造体であって、前記シート材の面に定めた概略的な中心部から適切な距離に定めた始点と、外周縁から内側に向かって適切な距離に定めた終点まで曲率が一様である必要がない弧状切り込みを入れることで、前記始点と終点間でシートが分断され且つ前記切り込みを複数本有し互いに接触又は交差しないことを特徴とする。

本願発明の三次元発光構造体は、前記切り込みを複数本有し互いに接触又は交差しないシート材の中心部と外周部とを上下に引き離すことによって、前記切り込みを有する面が上下に捻れながら伸張することで形成されることを特徴とする。

本願発明の三次元発光構造体は、２枚の片面発光する前記シート材を貼り合わせることによって、両面発光機能を実現させ且つ給電端子を適切な箇所に有することを特徴とする。

本願発明の三次元発光構造体は、両面発光する前記シート材に対して給電端子を適切な箇所に有することを特徴とする。

尚、今後の技術進歩によって、より優れた無機及び有機ＥＬによるシート材が使用可能となれば、それを本願発明に利用することも可能である。

発明の効果

本願発明は、円形状の面発光する無機及び有機ＥＬによるシート材であって、前記シート材の面に定めた概略的な中心部から適切な距離に定めた始点と、外周縁から内側に向かって適切な距離に定めた終点まで曲率が一様である必要がない弧状切り込みを入れることで、前記始点と終点間でシートが分断され且つ前記切り込みを複数本有し互いに接触又は交差しない面が上下に捻れながら伸張することによって、前記シート材に対して過度なストレスを与えることなく伸縮自在に変形する三次元発光構造体を提供することが可能となった。

本願発明の前記三次元発光構造体は、容易に平面状態に戻り且つ軽量である特徴を利用することによって、携帯可能な照明器具やサイン照明器具、イルミネーションや置物などを提供することができる。

また、製品として扱う際には、前記の特徴によって少ない占有率を得且つ移動も容易なことから、保管や運搬時に於いてのコストを削減できる。

本願発明の実施の形態１に係る三次元発光構造体を示す斜視図である。 本願発明の実施の形態２に係る三次元発光構造体を示す平面図である。 本願発明の実施の形態３に係る照明器具の斜視図である。

以下、本願発明の三次元発光構造体の実施の形態に関して図を参照しつつ説明する。

図１は、本願発明の実施の形態１に係る三次元発光構造体を示す。

図１（ａ）は、本願発明の実施の一例の三次元発光構造体の平面状態を示す。

図１（ｂ）は、図１（ａ）の中心部と外周部とを上下に引き離すことによって、分断された切り込みを有する面が上下に捻れながら伸張することで形成される三次元発光構造体の立体状態を示す。

図１（ｃ）は、図１（ｂ）を更に上下に適切な距離まで引き離すことによって形成される、特有のくびれを有する三次元発光構造体の立体状態を示す。

尚、図１（ａ）と図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、図１（ａ）の三次元発光構造体の中心部と外周部とを上下に伸張する距離を変えることによって形成される形状の変化を示したものであって、図１（ａ）と図１（ｂ）及び図１（ｃ）は同じものである。

図２は、本願発明の実施の形態２に係る三次元発光構造体を示す。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本願発明の実施の一例を示す三次元発光構造体であって、図２（ａ）は給電端子Ａと給電ラインＢを外周部に有し、図２（ｂ）はＡとＢを中心部に有す。

Ｃは切り込み線、Ｄは発光面、Ｅは図３の支持具Ｈを通す抜き穴、ＦはＣの端末処理を示す。

図３は、本願発明の実施の形態３に係る三次元発光構造体を使用した照明器具を示す。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本願発明の実施の一例を示す三次元発光構造体を使用した照明器具であって、図３（ａ）は２個の図１（ｂ）を背合わせにしてお互いが離れないように外周部を固定させたもの、図３（ｂ）は２個の図１（ｃ）を前記と同様に固定させたものである。

尚、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、支持具Ｈの長さを変えることによって形成される形状の照明器具を示したものであって、図３（ａ）及び図３（ｂ）は同じものである。

Ｇは、図３（ａ）及び図３（ｂ）の形状維持のためのゴム製バンドを示す。

Ｈ及びＩは、図３（ａ）及び図３（ｂ）の形状維持のための支持具であり、Ｊは給電線を示す。

Ａ：給電端子
Ｂ：給電ライン
Ｃ：切り込み線
Ｄ：発光面
Ｅ：抜き穴
Ｆ：端末処理
Ｇ：ゴム製バンド
Ｈ：支持具
Ｉ：支持具
Ｊ：給電線

Claims (8)

1. 渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体であって、シート面上に定めた任意点を中心軸として、シート材の外形部側からその中心軸に向かって伸びる渦巻き状の線上に切り込みが施されていることを特徴とする発光構造体。
2. 渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体であって、シート材の外形部分と中心部分とを上下に引き離すことによって、切り込みが施された部分を有する面が上下に捻れながら伸張して伸縮自在に変形し、その際に生じた張力と重力の関係によって多重螺旋状の三次元構造体を形成することを特徴とする発光構造体。
3. 渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体であって、三次元構造体を形成する際に生じるストレスによって亀裂が生じることを防止するために、切り込み線の両端部分に円形状の抜き穴が施されていることを特徴とする発光構造体。
4. 渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体であって、電極基板やＰＥＴフィルム、その他の積層するフィルム材の性質や厚み、更には、１箇所又は複数箇所に施される切り込み形状とその間隔、本数、回転数、伸張させる距離、生じる張力と重力の関係などの影響を受け、多彩に三次元構造体が変形することを特徴とする発光構造体。
5. 渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体を形成するために、２枚の片面発光をするＥＬシート材を合わせて１枚のシート状にした積層フィルム材でり、両面を発光させるために必要な給電端子を１つにまとめたことを特徴とする発光構造体。
6. 渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体を形成するために、１枚で両面発光が可能な積層フィルム材であることを特徴とする発光構造体。
7. 渦巻き状の切り込みを１箇所又は複数箇所に施した発光構造体であって、給電端子と給電ラインをシート材の外形側と中心側のどちら側にでも有することができることを特徴とする発光構造体。
8. 前記請求項１〜７に於いて、三次元構造体を形成する渦巻き状の切り込みは、巾が一様である必要はなく、様々な渦巻き模様の切り込みを施すことも含まれる事を特徴とする発光構造体。

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