JP2014529864A - 透明な通気性支持パネルを含む発光パネル - Google Patents

Abstract

本発明は、発光パネル（１）に関するものであり、当該発光パネルは、光学的に透明である第１パネルシート（１１）と、第２パネルシート（１２）と、第１パネルシート及び第２パネルシートの間に挟まれた通気性支持パネル（１０）とを備える。この通気性支持パネル（１４）は、第１パネルシートから第２パネルシートに向けて延びる複数の管状チャネルを規定するような光学的に透明なセル状壁（１３）を含む。発光パネル（１）は、複数の光源（１８ａ，１８ｂ；１９ａ，１９ｂ）を含む二次元光源アレイ（１５；１６；２４；２７）をさらに備えており、各光源が、通気性支持パネルの管状チャネルのうちの少なくとも１つに光を放射するように配置されている。本発明の様々な実施形態は、有利な発光特性及び機械的特性を有するコスト効率の良い発光パネルを提供する。

Description

本発明は、発光パネルに関する。

例えばオフィス環境において、様々な種類の比較的硬質パネルが、様々な目的のために使用されている。例えば、パネルは、間仕切り壁又は吸音タイルとして使用されている。このようなパネルや他のパネルを発光パネルとして提供することによって、さらなる機能性を付加することができる。このような機能性には、例えば、会議室等の汎用照明やプライバシーを保護するためにパネルを制御可能にすることが含まれる。

特許文献１は、貫通孔がパネルの全長に沿って形成されるように、複数の長手方向に延びるリブを形成する透明材料からなる本体を含む発光パネルを開示している。照明装置が、パネルの縁部から貫通孔に挿通されており、発光パネルの面に沿ってリブを照明する。

特許文献１による発光パネルは、照明を提供する。しかしながら、例えば発光パネルによって放射される光の均一性を改善する余地があるように思われる。また、発光パネルのコストや機械的安定性の点で改善の余地があるように思われる。

特許出願公開第２００８−２１４９６６号明細書

従来技術の上述した及びその他の欠点に鑑みて、本発明の概略的な目的は、改良された発光パネルを提供することである。

本発明の第１の態様によれば、発光パネルが提供されており、当該発光パネルは、光学的に透明である第１パネルシートと、第２パネルシートと、第１パネルシート及び第２パネルシートの間に挟まれた通気性支持パネルとを備えており、この通気性支持パネルは、第１パネルシートから第２パネルシートに向けて延びる複数の管状チャネルを規定するような光学的に透明なセル状壁を含んでおり、発光パネルは、複数の光源を含む二次元光源アレイをさらに備えており、各光源が、通気性支持パネルの管状チャネルのうちの少なくとも１つに光を放射するように配置されている。

二次元光源アレイにおける光源は、有利には、固体光源であってもよい。この固体光源は、電子と正孔との再結合によって光が生成されるような光源である。固体光源の例としては、発光ダイオード（ＬＥＤｓ）や半導体レーザを含む。

用語「光学的に透明」は、「入射光の少なくとも一部を通過させる」ことを意味すると理解すべきであり、「完全に」透明な状態だけでなく、部分的に透明（半透明）な状態も含む。また、光学的に透明なシート又は壁は、光学的に透明な部分と光学的に透明でない他の部分とを含んでもよい。例えば、光学的に透明な部分と不透明な他の部分とを含むパターン化されたパネルシートは、光学的に透明なパネルシートであると理解すべきである。

また、通気性支持パネルは、実質的に平面構造であってもよく、二次元光源アレイは、通気性支持構造に実質的に平行な平面を規定することができる。さらに、二次元光源は、発光パネルの発光領域に実質的に対応するような二次元領域に亘って延びてもよい。

本発明は、有利な発光特性及び機械的特性を有するコスト効率の良い発光パネルが、透明なカバー層同士の間に挟まれた通気性支持パネルによって形成されたパネルに二次元光源アレイを追加することによって実現することができるという認識に基づいている。
なお、光源アレイは、必ずしも規則的なアレイである必要はないが、有利に不規則なアレイであってもよいことに留意されたい。

通気性支持パネル及びカバー層は、軽量で構造的に強固なパネルを提供する一方、二次元光源アレイは、発光機能をパネルに付加する。通気性支持パネルの光学的に透明なセル状壁によって規定される管状チャネルは、光源によって管状チャネル内に放射された光と相互作用して、グレアの発生を低減するとともに、従来技術の解決策に比べて光のより均一な出力を提供する。

管状チャネルは、有利には、滑らかな仕上り面を有してよい。この場合には、特定の光源によって放射されチャネルの側壁に衝突するような光線は、フレネル反射によって部分的に反射される。残りの部分は、この側壁によって透過される。観察者にとって、反射した光線は、様々な位置に由来するように感じられる。換言すれば、側壁からの反射がより多くなるに従って、離散的な光源のグリッドがより平滑化されるようになる。

二次元光源アレイを、管状支持パネルに直接的に取付けてもよく、又は第１及び第２パネルシートのうちの一方を介して取り付けてもよい。
有利には、二次元光源アレイを、オープングリッド型構造として提供してもよい。このような構造体では、光源用のシート状キャリアは存在しない。これは、光と、適用可能な場合には空気とが、二次元光源アレイを通過することができることを意味する。さらに、大面積の回路基板が必要とされないので、これは低コスト化を提供する。

本発明の様々な実施形態によれば、二次元光源アレイは、通気性支持パネルの第１面に取り付けられたオープングリッドのＬＥＤであってもよく、これらＬＥＤは、通気性支持パネルの管状チャネル内に光を放射するように配置されており、それによって、ＬＥＤによって放射された光が、通気性支持パネルの第１面からこの第１面の反対側の第２面に伝搬する。

本発明に係る発光パネルの様々な実施形態では、二次元光源アレイは、ノードを含むグリッドを規定する複数の金属線と、ＬＥＤ等の複数の固体光源であって、各光源が、ノードのそれぞれに配置されており、且つ複数の金属線のうちの２つの隣接する金属線に電気的及び機械的に接続されている、固体光源とを備えることができる。この金属線は、少数のコネクタを用いて固体光源の簡便な駆動を提供するとともに、本発明の様々な実施形態に係る発光パネルのコスト効率をさらに良くするような非交差金属線とすることができる。

発光パネルに音響減衰機能を提供するために、第１パネルシート及び第２パネルシートのうちの少なくとも一方が、複数の貫通孔を含んでおり、それによって、入射音波の反射が低減される。
さらに、第２パネルシートは、光学的に透明であってもよい。このような実施形態では、発光パネルは、例えば、間仕切りされた空間(cubicle)用の「輝く」半透明の壁として、机同士の間の間仕切り壁として、又はプライバシーを保護するためのウィンドウ（ＬＥＤ等の光源のスイッチがオンにされた場合に、プライバシーをより保護する）として、発光パネルの使用を可能にするように少なくとも部分的に光学的に透明である。

本発明に係る発光パネルの様々な実施形態では、複数の光源は、第１パネルシートに向けて光を放射するように配置された第１セットの光源と、第２パネルシートに向けて光を放射するように配置された第２セットの光源とを含んでもよい。これにより、発光パネルの（対向する）両面からの発光を、都合良く提供することができる。

あるいは又はさらに、発光パネルは、管状チャネルを通じて第１パネルシートに向けて光を放射するように配置された複数の光源を含む第１の２次元光源アレイと、管状チャネルを通じて第２パネルシートに向けて光を放射するように配置された第２の２次元光源アレイとを備える。

発光パネルの様々な実施形態によれば、さらに、二次元光源アレイを、第１パネルシートと第２パネルシートとの間に挟んでもよい。光源には、第１パネルシート及び／又は第２パネルシートによってある程度の保護が提供されているので、これは有利となる。しかしながら、二次元光源アレイを、第１（又は第２）パネルシートの外側に代替的に設けてもよい。

また、第２パネルシートは、光学的に透明な第１層と第２層とを含むことができ、二次元光源アレイは、光学的に透明な第１層と第２層との間に挟まれてもよい。これにより、発光パネルの製造が容易になるとともに、発光パネルの製造又は使用中に、二次元光源アレイが損傷するリスクを低減することができる。第２パネルシートの第２層は、光学的に透明である又は透明でなくてもよい。第１パネルシートは、発光パネルの両面から光の放射を提供するために同様の方法で構成してもよい。
例えば光学的に透明な第１層と第２層とを、それらの間に配置された二次元光源アレイと共に互いに積層してもよい。

様々な実施形態によれば、さらに、発光パネルは、光学的に透明なセル状壁を含む第１の通気性支持パネルと、光学的に透明なセル状壁を含む第２の通気性支持パネルとを備えることができ、二次元光源アレイを、第１の通気性支持パネルと第２の通気性支持パネルとの間に配置することができる。これらの実施形態では、二次元光源アレイは、十分に保護されており、そのスイッチがオフにされた状態で二次元光源アレイの視認性を低減させることができる。これらの実施形態は、二次元光源アレイが、第１パネルシートに向けて光を放射するように配置された第１セットの光源と、第２パネルシートに向けて光を放射するように配置された第２セットの光源とを備えるような実施形態と有利に組み合わせることができる。

本発明に係る発光パネルの実施形態では、光源の各々は、管状チャネルのうちの対応する１つの壁に向けて傾斜された光軸に沿って光を放射するように構成されてもよい。これによって、グレアの発生をさらに低減することができ、例えば光源を傾けることによって及び／又は所定の角度で光を放射する光源を使用することによって実現することができる。このような光源は、例えば側面発光の固体光源を用いて及び／又はそのような傾斜した光軸に沿って光を導く第１光学素子を含む光源を用いて提供される。
発光パネルによって放射される光の良好な均一性及び低いグレアを提供するために、二次元光源アレイ内の隣り合う光源同士の間の平均距離は、有利には５０ｍｍ未満であってもよい。

様々な実施形態によれば、通気性支持パネルの光学的に透明なセル状壁は、有利には、第１パネルシートに対して平行な通気性支持パネルの断面において湾曲してもよい。換言すれば、光学的に透明なセル状壁によって規定される管状チャネルは、非矩形の断面を有してもよい。例示的な一実施形態によれば、管状チャネルは、略円形断面を有してもよい。湾曲したセル状壁を使用することにより、グレアを、直線的なセル状壁を有する場合に比べて低減することができる。光学的に透明なセル状壁は、第１パネルシートに対して垂直な断面において湾曲してもよい。これによって、光源のスクリーニングをさらに改善することが期待され、従って、グレアが低減される。

様々な実施形態では、さらに、第１パネルシート及び第２パネルシートのうちの少なくとも一方が、有機又は無機蛍光体等の波長変換材料を含んでもよい。この場合には、（ＬＥＤ等の）光源アレイ内の光源は、可視スペクトルの青色部分の光を放射することができる。この青色光の一部が、蛍光体によって黄色光に変換される。黄色光と組み合わせた青色光の残りは、観察者によって白色光として知覚される。蛍光体を含む層と散漫散乱効果を有する任意の別の層との散乱挙動は、光源の可視性を低減するように調整することができる。

当然のことながら、様々な色を放射する光源を組み合わせて使用してもよい。同様に、発光パネルの異なる領域は、照明効果又は照明パターンを形成するように異なるリン材料を含んでもよい。
また、第１パネルシート及び第２パネルシートのうちの少なくとも一方は、光源によって出力された光を整形するために微細構造化されてもよい。このような微細構造は、例えば、発光パネルによって放射された光を所望の方向に導くために用いてもよく、さらにグレアを低減する及び／又は他の光効果又は光のパターンを提供するために用いてもよい。また、微細構造は、発光パネルの全領域に亘って同様に存在してもよく、或いはチャンネルの形成又は光源の形成又はチャネル及び光源の両方の形成時に局在化させてもよい。発光パネルの異なる領域は、より複雑な照明効果又は光パターンを形成するように異なる微細構造化パターンを有してもよい。

本発明の様々な実施形態に係る発光パネルの例示的な用途を概略的に示す図であり、オフィス空間の領域を区切る間仕切り壁の形態の発光パネルの概略図である。 図１の発光パネルの一部の概略分解図である。 図２の発光パネルの概略側面図である。 図１の発光パネルのさらなる実施形態の概略側面図である。 図１の発光パネルのさらなる実施形態の概略側面図である。 図１の発光パネルのさらなる実施形態の概略側面図である。 図１の発光パネルのさらなる実施形態の概略側面図である。

本発明のこれらの態様及び他の態様を、本発明の現在好ましい実施形態を示す添付図面を参照しながら、より詳細に説明する。
以下の説明において、本発明は、間仕切り壁として使用されるような発光パネルに関して主に説明する。二次元光源アレイが、複数の金属線を含むオープングリッドの形態として提供されており、その金属線がノード及び複数のＬＥＤを有するグリッドを規定しており、各ＬＥＤは、ノードにそれぞれに配置されており且つ２つの隣接する金属線に電気的及び機械的に接続されている。

しかしながら、これは、決して本発明の範囲を制限するものではなく、例えば天井タイルや、壁タイル、又は自立型吸音タイル等の他の目的に用いられるような発光パネルに同様に適用可能であることに留意されたい。また、二次元光源アレイの代わりに、可撓性又は剛性を有するプリント回路基板のストリップから形成された開放構造等の別のキャリアに基づいてもよい。さらに、図面において、略円筒形状チャネルよりも管状チャネルの他の多くの構成が可能であり、且つ好ましい場合がある。例えば、管状チャネルは、略矩形断面を有してもよく、及び／又は、多少なりとも不規則断面であってもよい。

図１には、本発明に係る発光パネル１の実施形態の例示的な用途が概略的に示されており、ここでは、オフィス空間を２つの別個の作業領域２ａ，２ｂに分割するように配置された間仕切り壁の形態の発光パネルが示されている。発光パネル１は、作業領域２ａ，２ｂのうちの少なくとも一つに汎用照明を追加するように意図されており、例えば「プライバシー」保護のための設定を含む照明設定範囲の間で制御可能であってもよく、ここでは、光の放射が阻止される又は発光パネル１を通じた視界が少なくとも妨げられる。

図１の発光パネル１の実施形態の一部の概略分解図である図２を参照して、発光パネル１は、通気性支持構造体１０と、光学的に透明な第１パネルシート１１と、光学的に透明な第２パネルシート１２とを備える。通気性支持構造体１０は、第１パネルシート１１と第２パネルシート１２との間に挟まれており、且つ第１パネルシート１１から第２パネルシート１２に向けて延びる複数の管状チャネル１４、この場合には略円筒形状である、を規定するような光学的に透明なセル状(cell)壁１３を備える。

図２に概略的に示されるように、発光パネル１は、第１のＬＥＤグリッド１５の形態の第１の２次元光源アレイと、第２のＬＥＤグリッド１６の形態の第２の２次元光源アレイとを備える。

第１のＬＥＤグリッド１５（同様に第２のＬＥＤグリッド１６）には、隣接する第１及び第２の金属線１７ａ，１７ｂに電気的及び機械的に接続された第１セットのＬＥＤ１８ａ，１８ｂと、隣接する第２及び第３の金属線１７ｂ，１７ｃに電気的及び機械的に接続された第２セットのＬＥＤ１９ａ，１９ｂとを含む金属線１７ａ〜１７ｃのオープングリッドが設けられている。これにより、例えば第１及び第３の金属線１７ａ，１７ｃの間に電圧を印加することによって、第１及び第２の金属線１７ａ，１７ｂの間に接続されたＬＥＤ１８ａ，１８ｂだけでなく、第２及び第３の金属線１７ｂ，１７ｃの間に接続されたＬＥＤ１９ａ，１９ｂによって放射された光がもたらされる。なお、上述したことは、第１のＬＥＤグリッド１５（第２のＬＥＤグリッド１６）の一部の簡略化した説明であり、このＬＥＤグリッド１５は、実際の用途では、いくつかの追加の金属線と、これら金属線のうちの隣接する配線に接続されたより多数のＬＥＤとを典型的に含むことに留意すべきである。しかしながら、このようなＬＥＤグリッドの機能性及び実現性は、上述した説明に基づいて当業者には直感的に理解されるものである。
また、図２に概略的に示されているように、第１パネルシート１１及び第２パネルシート１２の各々には、音響減衰を実現するために、貫通孔２０が穿孔されている。

この例示的な実施形態において、第１のＬＥＤグリッド１５は、第１パネルシート１１に一体化されており、第２のＬＥＤグリッド１６は、第２パネルシート１２に一体化されている。このことを、図２の発光パネル１の断面図である図３を参照して以下により詳細に説明する。

図３を参照して、第１パネルシート１１及び第２パネルシート１２の各々は、第１のＬＥＤグリッド１５及び第２のＬＥＤグリッド１６がそれぞれ間に積層された層のペアを含む。第１パネルシート１１は、光学的に透明な第１層２１と、光学的に透明な第２層２２と、光学的に透明な第１層２１及び光学的に透明な第２層２２の間に挟まれた第１のＬＥＤグリッド１５とを備える（第２パネルシートも同様に構成される）。光学的に透明な第１層２１及び第２層２２が一緒に積層されて、第１のＬＥＤグリッド１５が封入されるように複合パネルシートが形成される。第１のＬＥＤグリッド１５のＬＥＤ１８ａ〜１８ｃは、通気性支持パネル１０の管状チャネル１４内に光を放射するように配置されている、すなわち、図３の右側に向けて光を放射する。第２のＬＥＤグリッド１６のＬＥＤも、通気性支持パネル１０の管状チャネル内に光を放射するように配置されている、すなわち、図３の左側に向けて光を放射する。

図１の発光パネル１のさらにいくつかの例示的な実施形態を、図４ａ〜４ｄを参照しながら説明する。説明は、図２，３の実施形態と、図４ａ〜４ｄにそれぞれ概略的に示されている実施形態との間の相違点の観点から主に行う。
図４ａの実施形態では、発光パネル１は、第１パネルシート１１に一体化される代わりに、第１パネルシート１１の外側に取り付けられた単一のＬＥＤグリッド２４を備える。
図４ｂの実施形態に係る発光パネル１は、第１及び第２パネルシート１１，１２の内側（通気性支持構造体１０に対向する側）にそれぞれ取り付けられている第１及び第２のＬＥＤグリッド１５，１６を備える。

図４ｃの実施形態によれば、ＬＥＤの光軸がそれぞれのチャネル壁部１３に向けて傾斜されるように、ＬＥＤグリッド１５のＬＥＤは傾斜している。
最後に、図４ｄの実施形態によれば、発光パネル１は、第１及び第２パネルシート１１，１２の間に挟まれた第１の通気性支持パネル２５及び第２の通気性支持パネル２６を備える。第１及び第２の通気性支持パネル２５，２６の間に、ＬＥＤグリッド２７が配置されている。図４ｄに概略的に示されているように、ＬＥＤグリッド２７は、第１の通気性支持パネル２５のチャネルを通じて光を放射するように配置された第１セットのＬＥＤ２８と、第２の通気性支持パネル２６のチャネルを通じて光を放射するように配置された第２セットのＬＥＤ２９とを備える。

さらに、開示された実施形態に対する変形形態は、図面、明細書の開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から特許請求の範囲に記載された発明を実施する当業者によって理解され且つ達成することができる。例えば、第１及び第２パネルシートの一方又は両方を、微細構造化してもよく、及び／又は有機や無機蛍光体等の波長変換材料で被覆することができる。また、第１及び第２パネルシートシートのいずれか一方又は両方は、例えば光を透過する部分と光を反射する部分とを含むパターンを有するように部分的に反射性を有してもよい。これによって、発光パネルによって放射される光の均一性を改善することができる。

請求項において、単語「備える、有する、含む(comprising)」は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「１つの(a),(an)」は複数を除外するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。

Claims (15)

1. 発光パネルであって、当該発光パネルは：
   光学的に透明である第１パネルシートと；
   第２パネルシートと；
   第１パネルシート及び第２パネルシートの間に挟まれた通気性支持パネルと；を備えており、
   該通気性支持パネルは、第１パネルシートから第２パネルシートに向けて延びる複数の管状チャネルを規定するような光学的に透明なセル状壁を含んでおり、
   前記発光パネルは、複数の光源（１８ａ，１８ｂ；１９ａ，１９ｂ）を含む二次元光源アレイ（１５；１６；２４；２７）をさらに備えており、各光源が、前記通気性支持パネルの管状チャネルのうちの少なくとも１つに光を放射するように配置されている、
   発光パネル。
2. 前記通気性支持パネルの第１面に取り付けられた前記二次元光源アレイ（１５；１６；２４；２７）は、オープングリッドの発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、該ＬＥＤは、前記通気性支持パネルの前記管状チャネル内に光を放射するように配置されており、それによって、光が前記通気性支持パネルの第１面から第２面に伝搬する、
   請求項１に記載の発光パネル。
3. 前記二次元光源アレイ（１５；１６；２４；２７）は：
   ノードを含むグリッドを規定する複数の金属線（１７ａ〜１７ｃ）と；
   複数の固体光源（１８ａ，１８ｂ；１９ａ，１９ｂ）であって、各光源が、前記ノードのそれぞれに配置されており、且つ前記複数の金属線のうちの２つの隣接する金属線に電気的及び機械的に接続されている、固体光源と；を備える、
   請求項１又は２に記載の発光パネル。
4. 第１パネルシート及び第２パネルシートのうちの少なくとも一方が、複数の貫通孔を含む、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光パネル。
5. 第２パネルシートは、光学的に透明である、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光パネル。
6. 前記複数の光源は、第１パネルシートに向けて光を放射するように配置された第１セットの光源（２８）と、第２パネルシートに向けて光を放射するように配置された第２セットの光源（２９）とを含む、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光パネル。
7. 前記発光パネルは、前記管状チャネルを通じて第１パネルシートに向けて光を放射するように配置された複数の光源を含む第１の２次元光源アレイ（１６）と、前記管状チャネルを通じて第２パネルシートに向けて光を放射するように配置された第２の２次元光源アレイ（１５）とを備える、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光パネル。
8. 前記二次元光源アレイ（１５；１６；２７）が、第１パネルシートと第２パネルシートとの間に挟まれている、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光パネル。
9. 第２パネルシートは、光学的に透明な第１層と第２層とを含んでおり、
   前記二次元光源アレイは、前記光学的に透明な第１層と第２層との間に挟まれている、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発光パネル。
10. 前記発光パネルは、光学的に透明なセル状壁を含む第１の通気性支持パネル（２５）と、光学的に透明なセル状壁を含む第２の通気性支持パネル（２６）とを備えており、
    前記二次元光源アレイ（２７）は、第１の通気性支持パネルと第２の通気性支持パネルとの間に配置されている、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発光パネル。
11. 前記光源の各々は、前記管状チャネルのうちの対応する１つの壁に向けて傾斜された光軸に沿って光を放射するように構成されている、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光パネル。
12. 前記光学的に透明なセル状壁は、第１パネルシートに対して平行な前記通気性支持パネルの断面において湾曲している、
    請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光パネル。
13. 前記二次元光源アレイは、非周期的なアレイである、
    請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光パネル。
14. 第１パネルシート及び第２パネルシートのうちの少なくとも一方が、波長変換材料を含む、
    請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光パネル。
15. 第１パネルシート及び第２パネルシートのうちの少なくとも一方が、光源によって出力された光を整形するために微細構造化されている、
    請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の発光パネル。

Images