JP2015535386A - 照明器具およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本明細書は、支持体と、前記支持体上に備えられた3つ以上の面光源パネルとを含み、前記面光源パネルの発光色は、2つ以上である照明器具に関するものである。

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2012年12月7日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2012−0141534号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本明細書は、照明器具およびその製造方法に関するものである。
ディスプレイが目に見える物事を2次元的に実際と類似に表現する道具であるとすれば、照明は自然光に近い光を出す人工的器具である。このために、当業界では、太陽光が与える自然な光およびこれにより物事の色を豊かに表現できる方法を工夫している。また、日中の太陽光の光と夕方の光が異なるように、人工光源においても多様な色温度を表現しようとする試みがなされている。例えば、高い演色性(CRI)、色温度(color temperature)、そして、赤色光をよく表現できる光源の能力を示すR9値を高めるための努力が注がれている。
LEDの場合、一般的に、青色光を発光する素子に、青色光を黄色光に変化させるYAG蛍光体の濃度を変化させて塗布することで、色温度を調整する。YAGの濃度が低ければ、冷たい感じの、色温度の高い白色光を発光し、逆に、YAG蛍光体の濃度を高める場合、暖かい感じの、色温度の低い白色光を発光する。YAG蛍光体の代わりに青色光を吸収して赤色光を発光する蛍光体を添加し、物事の赤色をよく表現する程度を示す数値のR9値を上昇させることができる。
LEDを用いた面光源を製作するために使用する方法としては、面発光をする基板の周縁に小さいLEDチップ(chip)を配列するか、または(エッジ型、edge type)、発光面に小さいLEDを2次元的にいくつかを位置させた後、LEDの位置を隠蔽させるために拡散板(diffuser)を追加する(直下型、direct type)。このように製作される面光源に色調整能力を付加するために、赤色光のみを発光するLED、あるいは青色光のみを発光するLEDを共に混ぜて配置させることにより、使用者は、白色面発光源の色温度を低くするか高くし、あるいは多様な色を演出することができる。
OLEDの場合、LEDとは異なり、単位素子の大きさが相対的に非常に大きい。OLED技術を利用したディスプレイの場合、リソグラフィを利用した基板のパターニングと、シャドウマスク(shadow mask)を用いた赤色、緑色、青色などの発光物質を、パターニングによって1mm以下の微細なピクセルを形成させると同時に、このような微細なピクセルを個別駆動することにより、多様なイメージを実現することができる。反面、OLEDを照明に用いるためには、このような方法の導入は、多大な価格上昇につながるために実用性がなく、そのような理由から1つの色、特に予め定められた色温度の白色のみを発光する相対的に大きい面発光源として製作される。通常、横あるいは縦が、小さくて1×1cmから、大きくて60×60cmのサイズが一般的に用いられる。そのため、OLEDは、LEDとは異なり、面の周縁に多数の発光源を位置させたり、面からなる基板上に直下型LEDのように目立たないように位置させるには大ききすぎるため、基板自体で1つの面発光源として構成されて用いることが一般的な方法である。そのため、LEDのように色調整能力を発揮する構成が困難になる。
従来技術によれば、1つの基板に2つの素子を順次に積層させ、中間電極を別途に取り外してそれぞれを駆動し、また、それぞれの光の強さを調整することにより、色変換を行うことのできる方法が発表された。しかし、中間電極が透明でなければ、中間電極の上下にそれぞれ位置する2つの発光色が混合されて放出できない。そのために相対的に透過度の高い薄膜の金属を中間電極として用いる。しかし、この場合、中間電極の抵抗が大きくなって電圧が上昇する問題や、上下部それぞれの電極と電気的に直接連結されて発生するショート(short)を防止するために中間電極のパターニングが必要になる問題などによって、実用的な方法にはならなかった。そのため、現在商用化されたOLEDパネルを用いた照明は、固定された白色で製作することが一般的である。
韓国特許出願第10−2012−0141534号
本明細書は、多様な輝度または色温度の実現が可能な照明器具およびその製造方法を提供する。
本明細書の一実施態様は、支持体と、前記支持体上に備えられた3つ以上の面光源パネルとを含み、少なくとも2つの前記面光源パネルは、互いに異なる色の光を発光する照明器具を提供する。
本明細書の一実施態様は、支持体と、前記支持体上に備えられた3つ以上の面光源パネルとを含み、発光色の組み合わせの色座標がCIE1931色座標(x,y)基準黒体放射カーブ(black−body radiation curve)を少なくとも一点通過する照明器具を提供する。
本明細書の一実施態様は、支持体と、前記支持体上に備えられた3つ以上の面光源パネルとを含み、少なくとも2つの前記面光源パネルは、互いに異なる色の光を発光し、発光色の組み合わせの色座標がCIE1931色座標(x,y)基準黒体放射カーブ(black−body radiation curve)を少なくとも一点通過する照明器具を提供する。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具は、前記面光源パネルそれぞれに電圧または電流を印加するか、または、同じ色を発光する前記面光源パネルに電圧または電流を印加するドライバを含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルそれぞれの電圧または電流の印加を制御するか、または、面光源パネルの色に応じて面光源パネルへの電圧または電流の印加を制御するコントローラを含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルは、それぞれ独立に、少なくとも1つの側面に備えられたベゼルを含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記ベゼルは、面光源パネルのすべての側面に備えられる。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、隣接した少なくとも2つの前記面光源パネルの間に隙間(gap)が設けられる。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記ベゼルを隠蔽するための遮蔽膜をさらに含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記隙間を隠蔽するための遮蔽膜をさらに含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記遮蔽膜は、前記支持体と前記面光源パネルとの間、前記面光源パネルの、前記支持体と接する面の反対面、または両面に備えられる。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記遮蔽膜は、前記ベゼルまたは前記面光源パネルの間の隙間の対応領域に備えられた遮蔽パターンを含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルの間の隙間に対応する領域にパターン形態で備えられる。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルのうちの少なくとも2つは、パネルの表面からランバート(lambertian)形態で光を放出する素子である。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記ランバート形態で光を放出する素子の光の強さIは、下記の式1を満足する。
前記Imaxは発光面に垂直な方向の光の強さを意味し、前記θは発光面の垂線からの角度を意味し、xは定数であって0.6以上1.5以下の実数である。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルのうちの少なくとも1つは、OLEDである。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルは、少なくとも1つのOLEDと、少なくとも1つのLEDとを含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルの大きさは、5mm×5mm以上の面積を有する。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルの大きさは、600mm×600mm以下の面積を有する。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具は、面光源パネルの全部または一部を点灯し、2,000K以上15,000K以下の色温度の混合された白色光を放出する。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具の演色性指数は、80以上である。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具は、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;および黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルからなる群より選択される1種以上の面光源パネルと;白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具は、白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか、または白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具は、補色関係の2種以上の色をそれぞれ発光する面光源パネルを少なくとも1つずつ含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具は、白色光を発光する面光源パネルを含まない。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具は、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;および黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルからなる群より選択される2種以上の面光源パネルを含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具は、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか、または黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具は、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか、または青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含む。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具には、白色光を発光する面光源パネルを含まず、照明器具から発光する発光色の色座標がCIE1931色座標(x,y)基準黒体放射カーブ(black−body radiation curve)を少なくとも一点通過する。
本明細書によれば、3つ以上の面光源パネルそれぞれへの電圧の印加を制御することにより、1つの照明器具を用いる場合にも、色温度を多様に調整することができる。したがって、1種類の照明器具を設置する場合にも、必要によって、例えば、特定状況や使用者の好みによって色温度を調整して用いることができる。また、本明細書によれば、各面光源パネルの種類、発光色、発光物質、発光面積、パネルに注入される電流量を調整することにより、輝度の高い照明器具を提供することができる。
本明細書の一実施態様にかかる照明器具において、実現可能な色温度の範囲を例示したものである。 本明細書の一実施態様にかかる照明器具において、それぞれ異なる2つあるいは3つの色の光源を用いて示すことができる多様な白色光を例示したものである。 本明細書の一実施態様にかかる照明器具において、それぞれ異なる2つあるいは3つの色の光源を用いて示すことができる多様な白色光を例示したものである。 本明細書の一実施態様にかかる照明器具において、それぞれ異なる2つあるいは3つの色の光源を用いて示すことができる多様な白色光を例示したものである。 本明細書の一実施態様にかかる面光源が配置された照明器具の上面のパターンを例示したものである。 本明細書の一実施態様にかかる1つの面光源パネルの発光領域および非発光領域を例示したものである。 3つの面光源パネルが備えられた本明細書の一実施態様にかかる照明器具の平面図を例示したものである。 図7Aによる照明器具の側面図を例示したものである。 本明細書の一実施態様にかかる遮蔽膜を含む照明器具を例示したものである。 本明細書の一実施態様にかかる遮蔽膜を含む照明器具を例示したものである。 理想的なランバート形態の発光源から発光される光を示したものである。 光の指向角(beam angle)を例示したものである。
本明細書の一実施態様にかかる照明器具は、支持体と、前記支持体上に備えられた3つ以上の面光源パネルとを含み、少なくとも2つの前記面光源パネルは、互いに異なる色の光を発光することを特徴とする。
前記実施態様にかかる照明器具は、3つ以上の面光源パネルを含むが、これらの発光色は、2つ以上で構成されている。この構成において、それぞれの面光源パネルへの電圧または電流の印加が制御されるようにコントローラを備えることができる。前記実施態様にかかる照明器具は、面光源パネルを含む点から、多数の点または線形態のLED光源を基板の周縁に配置したり、基板上に配置した後その上に拡散板を配置する構成と異なる。また、前記構成は、面形態のOLED光源1つのみを配置した構成と異なる。さらに、前記構成は、1つの色のみで構成された多数の光源を配置した構成とも異なる。このような本発明の構成上の特徴を以下により詳細に説明する。
前記実施態様にかかる照明器具は、3つ以上の光源を有するが、これらは面光源である。ここで、面光源とは、従来のLEDの点または線形態の光源と区別されるものである。例えば、面光源パネルの大きさは、5mm×5mm以上の面積を有することができる。前記実施態様では、点光源や線光源でない面光源を用いることにより、点や線光源から発散された光を拡散させるための導光板や、点光源または線光源を隠蔽させるための拡散板を必要としないという利点がある。
また、前記実施態様にかかる照明器具は、1つの大面積OLED面光源を用いるのではなく、3つ以上の面光源パネルを用いることにより、大面積の実現に伴うショート(short)の危険を最小化することができる。例えば、本明細書の一実施態様によれば、前記それぞれの面光源パネルの面積は、600mm×600mm以下、または360,000mm以下の面積を有することができる。
従来の照明は、すべての部分が同じ明るさおよび色からなるのに対し、本明細書によれば、1つの照明器具において、同じ明るさおよび色からなるようにする状態と、互いに異なる2以上の色が発光される状態をすべて実現することもできる。すなわち、2以上の色を発光する面光源パネルをすべて同時に作動する場合、使用者が本明細書の照明器具を直接見る場合には、面光源パネルから発光する多様な色を見ることになるが、照明器具を直接見る代わりに、その照明器具から出る光によって照らされる物事を見る場合には、多様な色の存在を感じることができないことにより、一般照明としての使用が可能になる。さらに、前記照明器具によって照らされる物事が白色の壁の場合、前記面光源パネルから発光する光が混合されることにより、白色の壁には白色光が照射されるようになる。
図1は、本明細書の一実施態様にかかる照明器具において、実現可能な色温度の範囲を例示したものである。具体的には、図1に示したグラフは、CIE1931色度図(chromaticity diagram)と呼ばれる、光源の色を標準化した方法で表す方式を示したものである。
特に、本明細書の一実施態様にかかる照明器具は、照明器具から発光する発光色の組み合わせの色座標がCIE1931色座標(x,y)基準黒体放射カーブ(black−body radiation curve)を少なくとも一点通過する。この時、前記照明器具に含まれる面光源パネルは、白色光を発光する面光源パネルを含んでもよく、含まなくてもよい。
太陽が代表的な黒体輻射をする光である。そのため、照明器具から発光する発光色の組み合わせの色座標が黒体放射カーブを通過する場合、黒体輻射の特性と類似するため、太陽光に類似の、すなわち自然光に近い。
図2ないし図4は、本明細書の一実施態様にかかる照明器具において、それぞれ異なる2つあるいは3つの色の光源を用いて示すことができる多様な白色光を例示したものである。図2ないし図4において、いずれも照明器具から発光する発光色の色座標が黒体放射カーブを少なくとも一点通過する。
本明細書の一実施態様によれば、照明器具から発光する発光色の色座標領域がCIE1931色座標(x,y)基準黒体放射カーブ(black−body radiation curve)を少なくとも一部含む。ここで、色座標領域とは、図3のように、照明器具によって特定面積内の色座標内の発光の実現が可能な場合、実現可能な色座標の範囲を意味する。
図5は、本明細書の一実施態様にかかる面光源が配置された照明器具の上面のパターンを例示したものである。ただし、面光源の配置された構造が図5の形態にのみ限定されるものではなく、前述した実施態様の条件を満足するように多様な形態の配置が可能である。図5のBで表示されたパネルは青色発光を、Rで表示されたパネルは赤色発光を示し、何ら表示のないパネルは白色発光を示す。前記BとRは、図面において発光色を示すためのものに過ぎず、実際のパネルにBまたはRのような文字が表示されているわけではない。
本明細書の一実施態様によれば、前記面光源パネルは、それぞれ独立に、少なくとも1つの側面にベゼルが備えられるとよい。また、本明細書の一実施態様によれば、前記ベゼルは、前記面光源パネルのすべての側面に備えられるとよい。
前記ベゼルは、面光源パネルの非発光領域であるとよい。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記照明器具は、発光領域および非発光領域を含むことができる。具体的には、前記面光源パネルがOLEDの場合に、非発光領域が必要であり得る。
図6は、本明細書の一実施態様にかかる照明器具に含まれた面光源パネルのうちのいずれか1つの面光源パネルの発光領域および非発光領域を例示したものである。具体的には、前記面光源パネルの非発光領域は、電極と連結するための領域になっていてもよい。あるいは、前記面光源パネルの非発光領域は、水分または空気遮断のためのシーリング(sealing)時の、接着剤が塗布された領域であってもよい。図6の非発光領域にベゼルが備えられる。
本明細書の一実施態様によれば、前記照明器具は、前記面光源パネルの間に離隔した間隔を含むことができる。つまり、前記照明器具は、隣接した少なくとも2つの前記面光源パネルの間に隙間(ギャップ)が備えられるとよい。
図7Aは、本明細書の一実施態様にかかる照明器具において、面光源パネルの間の隙間(gap)構造を説明するために、3つの面光源パネルが備えられた様子を図式化したものである。しかし、本明細書の実施態様によれば、3つの面光源の大きさが同じである必要がなく、配置位置も、図7Aのように平行に配置されることに限定されるものではない。図7Bは、前記図7Aに示した面光源パネルの側面の積層構造を例示したものである。
本明細書の一実施態様によれば、前記照明器具は、前記ベゼルまたは前記面光源パネルの間の隙間を隠蔽するための遮蔽膜をさらに含むことができる。
前記遮蔽膜は、前記支持体と前記面光源パネルとの間、前記面光源パネルの、前記支持体と接する面の反対面、または両面に備えられるとよい。前記遮蔽膜は、前記ベゼルまたは前記面光源パネルの間の隙間が設けられた領域に対応する形態を有する遮蔽パターンを含むことができる。前記遮蔽パターンの間には、透明パターンが備えられてもよく、備えられなくてもよい。
前記遮蔽パターンが前記ベゼルまたは前記面光源パネルの間の隙間が設けられた領域に対応する形態を有するとの意味は、前記ベゼルまたは面光源パネルの間の隙間と同じ大きさおよび同じ形態を有していてもよく、前記ベゼルまたは面光源パネルの間の隙間と同じ形態を有するが、大きさは異なるものを含む。前記遮蔽パターンの線幅は、前記ベゼルまたは隙間の線幅に比べて80%〜200%の範囲内で選択可能である。
前記遮蔽パターンの材料は、前記ベゼルまたは隙間を光学的に遮る機能を果たすことができれば、特に限定されない。例えば、空気層または前記透明パターンと屈折率の異なる材料を用いることにより、前記遮蔽パターンは、光の屈折によって前記ベゼルまたは隙間の存在を遮ることができる。さらに、従来の拡散板または導光板の材料として用いられる材料を使用することができるが、これらの例にのみ限定されるものではない。
また、本明細書の一実施態様によれば、前記支持体は、前記ベゼルまたは前記面光源パネルの間の隙間に対応する領域にパターン形態で備えられるとよい。この場合、前記パターン形態で備えられる支持体は、前述した遮蔽パターンの役割を果たすことができる。つまり、前記パターン形態で備えられる支持体は、支持体の役割と遮蔽膜の役割を同時に果たすことができる。この場合にも同じく、前記支持体のパターンの間には、透明パターンが追加的に備えられるとよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記支持体は、隣接した前記面光源パネルの非発光領域の下面に接して備えられるとよい。また、前記支持体は、前記面光源パネルの非発光領域の下面に接して備えられ、隣接する面光源パネルを連結することができる。
前記遮蔽膜またはパターン形態の支持体は、面光源パネルの非発光領域、ベゼルまたは面光源パネルの間の隙間(gap)の視認性が低下できる。すなわち、前記遮蔽膜またはパターン形態の支持体は、面光源パネルの非発光領域、ベゼルまたは面光源パネルの間の隙間(gap)を同時に包み隠す効果がある。
図8および図9は、本明細書の一実施態様にかかる遮蔽パターンを含む照明器具を例示したものである。具体的には、図8の場合、面光源パネルと支持体との間に遮蔽膜が備えられたことを例示したものである。図9の場合、支持体が遮蔽パターンの役割を果たす場合を例示したものである。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具は、前記面光源パネルそれぞれに電圧または電流を印加するか、または、同じ色を発光する前記面光源パネルに電圧または電流を印加するドライバを含むことができる。
本明細書の一実施態様によれば、前記ドライバは、それぞれの発光色ごとに別途に備えられ、それぞれ1つの発光色に対する面光源パネルの電圧または電流を印加することができる。
また、本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルそれぞれの電圧または電流の印加を制御するか、または、面光源パネルの色に応じて面光源パネルへの電圧または電流の印加を制御するコントローラを含むことができる。具体的には、前記コントローラは、前記照明器具内のすべての面光源パネルの電流または電流の印加を制御することができる。あるいは、前記コントローラは、それぞれの面光源パネルの電流または電圧の印加を制御することができる。あるいは、前記コントローラは、それぞれの発光色ごとに別途に備えられ、それぞれ1つの発光色に対する面光源パネルの電圧または電流の印加を制御することができる。
前記のようなドライバおよび/またはコントローラを含む場合、前記照明器具に含まれた3つ以上の面光源パネルをそれぞれ発光または非発光となるように調整することができる。したがって、必要によって、発光する面光源パネルの個数を発光色ごとに調整することにより、前記照明器具の色温度を調整することができる。また、前記コントローラにより、各色の面光源パネルに印加する電流の量を調整することにより、前記照明器具の色温度を調整することができる。また、定められた色温度でそれぞれの面光源パネルに印加される電流を同時に増加または減少させることにより、前記照明器具の輝度を調整することができる。前記ドライバおよび/またはコントローラは、面光源パネルをそれぞれ制御することもでき、同じ色の発光をする面光源パネルのグループを共に制御することもできる。例えば、4つの白色光を発光する面光源パネルと、3つの青色光を発光する面光源パネルと、3つの黄色光を発光する面光源パネルとから構成された照明器具において、それぞれの発光色を駆動する3つのドライバを用いて、4つの白色光のみを発光させることができる。あるいは、冷たい感じの、色温度の高い白色発光のために、4つの白色光および3つの青色光を発光させることができる。あるいは、暖かい感じの、色温度の低い白色発光のために、4つの白色光および3つの黄色光を発光させることができる。また、3つの青色光および3つの黄色光を発光し、これらが壁面または底面に照射される時、光が混合されて白色光を実現することもできる。
さらに、本明細書の一実施態様によれば、それぞれの発光色を駆動する別のドライバを用いる場合、それぞれの発光色の強さを調整することで、前記照明器具の色温度および明るさの微細調整も可能である。
本発明の一実施態様にかかる照明器具が白色光以外の3つの色の光をそれぞれ発光する面光源パネルを1つ以上ずつ含む場合、前述したドライバおよび/またはコントローラを用いて、各面光源パネルの点灯および発光強度を調整できるため、CIE1931色座標で3つの色の色座標を結ぶ面積内のすべての色温度を実現することができる。
前記ドライバは、直列あるいは並列、または直列と並列を混合して連結された前記面光源パネルを電流駆動することができる。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルのうちの少なくとも2つは、前記面光源パネルの表面からランバート(lambertian)形態で光を放出する素子であるとよい。
図10は、理想的なランバート形態の発光源から発光される光を示したものである。具体的には、理想的なランバート形態で発光する場合、光は図10のような方向性を有する。すなわち、面光源形態となる光源から任意の点を選択する時、その点を中心として発光される光は、光源の面に垂直な方向で光の強さが最も高く、この時の発光強度はImaxとなる。また、発光面の垂線から角度が大きくなるほど、その光の強さはcosθに比例して小くなる。これを数式で表すと、発光強度(I)はI=Imaxcosθで表すことができる。
本明細書で言及する、前記ランバート形態で光を放出する素子の光の強さIは、下記の式2を満足する。
前記Imaxは発光面に垂直な方向の光の強さを意味し、前記θは発光面の垂線からの角度を意味し、xは定数であって0.6以上1.5以下の実数である。
前記式2を満足する場合、多様な色で構成される前記面光源パネルの組み合わせからなる照明器具を用いても、前記照明器具で発生する光が混合され、壁面や底面に白色光として現れる。このような関係は、図11で定義された指向角(beam angle)で説明することができる。指向角(beam angle)が大きければ、光源から発光される光が広く広がるのに対し、指向角が小さければ、狭い面積に集中する効果が現れる。すなわち、図12で例示されているように、2つの異なる色を発光する面光源パネルa、bを用いて照明器具を製作する場合、指向角(beam angle)が小さければ、2つの色の光が底面を照らす時、色の混合が困難になり、底面の位置に応じて色の差が大きい不均一性が現れる。反面、図13に例示されているように、指向角(beam angle)が大きくなれば、不均一性は大きく減少する。しかし、指向角(beam angle)が大きすぎる場合、照明源から垂直に離れる光の強度が相対的に弱くなり、不要な所まで光を照らすようになって非効率的な照明器具となり得る。そのため、本明細書の一実施態様によれば、前記面光源の発光形態は、ランバート形態に近いものが好ましい。
本明細書の一実施態様にかかる照明器具において、前記面光源パネルのうちの少なくとも1つは、OLEDであってもよい。あるいは、本明細書の一実施態様にかかる照明器具において、前記面光源パネルは、少なくとも1つのOLEDと、少なくとも1つのLEDとを含むことができる。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、ランバート(lambertian)形態で光を放出する素子として、前記面光源パネルのうちの少なくとも1つをOLEDで備えることができる。本実施形態によれば、すべての面光源パネルがOLEDであってもよく、一部の面光源パネルがOLEDであってもよい。
ここで、OLEDとは、発光物質として有機物を使用するものを意味する。必要によって、OLEDは、発光物質のほか、電荷輸送を効率的に行うための追加の有機物を使用することもできる。OLEDは、2つの電極の間に少なくとも1層の有機発光層を含む。例えば、OLEDは、前記有機発光層と電極との間に電荷注入または輸送層、例えば、電子輸送層、電子注入層、正孔輸送層、正孔注入層、正孔遮断層、電子遮断層などを含むことができる。また、必要によって、2つの電極の間に有機発光層を1層以上含む発光ユニットが2つ以上積層されてもよい。前記発光ユニットとは、有機発光層を含み、電圧の印加時に発光できる最小単位を意味する。前記発光ユニットの間には、中間導電層または電荷発生層が備えられるとよい。中間導電層は、電極材料として使用可能な導電性材料を用いて形成されるとよい。積層された2以上の発光ユニットは、同じ色を発光するように備えられてもよく、互いに異なる色を発光するように備えられてもよい。例えば、積層された構造のOLEDにおいて、2以上の発光ユニットで互いに異なる色を発光して白色を発光するように備えられるとよい。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルは、少なくとも1つのOLEDと、少なくとも1つのLEDとを含む。面光源パネルのうちの一部のみがOLEDの場合、残りはLEDから構成されるとよい。ここで、LEDは、OLEDでない発光素子を意味するものである。
OLEDパネルのみを用いる場合、OLEDの特性上、非常に薄い照明源を構成するのに有利である。反面、OLEDおよびLEDパネルを混合して用いる場合、色に応じて最も効率の高いパネルをそれぞれ採用することにより、高効率の照明器具を製作することができる。例えば、LED技術を利用して面光源を作る場合、青色と色温度の高い白色を効率高く製作することができる。反面、現在のLED技術では、高効率の緑色あるいは黄色パネルの製作が相対的に難しい。反面、現在のOLED技術では、高効率の緑色と黄色、そして、赤色パネルの製作が容易であるのに対し、青色あるいは色温度の低い白色の製作が難しい。そのため、このような利点および欠点を活用して効率の高い色のパネルを、LEDおよびOLED技術で選択して組み合わせる場合、最も効率の高い形態の照明器具を製作することができる。そのため、OLEDおよびLED光源を単に照明器具に混合して用いるのとは役割および特性が異なる。例えば、OLEDは面光源形態で構成し、LEDは点光源形態で構成することで、それぞれを別途あるいは同時に駆動する方式は、本明細書が追求する多様な色変換を実現するための構成と、さらに、多様な色を照明源で実現することにより、単に繰り返される形態および色から抜け出そうとする目的とは異なる。
より具体的には、LEDの場合、白色光を実現するために、460nm付近の青色チップ(blue chip)を基本として使用し、他のカラーを実現するために、パッケージング(packaging)物質の内部あるいは一部分に蛍光体を塗布して一部の青色を他の色に転換する技術を利用する。例えば、白色を実現するには、青色チップを基盤としてパッケージング物質に黄色蛍光体を塗布して、その蛍光体が青色を吸収した後黄色を再発光する原理を利用して、青色光と黄色光とが混合された白色光を出すチップを製作する方式である。黄色光を出すためには、多量の黄色蛍光体を塗布して青色光成分のない黄色光を発光するチップを製作することができる。しかし、このような蛍光体は効率が相対的に低いため、青色光成分を他の色に変換する過程で効率が多く減少する現象がある。反面、OLEDの場合、このような色変換を用いるのではなく、OLED発光素子に燐光方式を利用した黄色あるいは緑色あるいは赤色ドーパントを用いる場合、内部の光変換効率が100%に達することができる。そのため、本明細書にかかる照明器具を実現する時、青色のLEDパネルあるいは色温度の高い白色、すなわち、黄色蛍光体が相対的に少量入ったLEDチップを用いる面光源を部分的に使用し、黄色、あるいは緑色あるいは赤色を同時にあるいは部分的にあるいはそれぞれ使用する場合、これまで実現することができなかった最高効率の実現が可能である。
本明細書の一実施態様によれば、前記照明器具の演色性指数は、80以上であり得る。
前記演色性指数(Color Rendering Index)とは、自然光を100とした時、自然光にどれだけ類似の色波長を有しているかを示したものである。すなわち、演色性指数が高いほど、多様な波長の光を十分な強度で発生させることを意味することができる。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記面光源パネルの発光色は、2つ以上または3つ以上である。
前記実施態様によれば、面光源パネルの発光色は、2つ以上であるとよい。例えば、3つ以上の面光源パネルのうち、2つ以上の面光源パネルが互いに異なる色を発光するように設計されるとよい。具体例として、3つの面光源パネルが備えられて製造される照明器具の場合、2つの面光源パネルは白色光を発光し、残りの1つの面光源パネルは赤色光を発光するように備えられるとよい。もう一つの例として、4つの面光源パネルが備えられて製造される照明器具の場合、2つの面光源パネルは青色光を発光し、残りの2つの面光源パネルは黄色光を発光するように備えられるとよい。もう一つの例として、7つの面光源パネルが備えられて製造される照明器具の場合、4つの面光源パネルは白色光を、2つの面光源パネルは青色光を、1つの面光源パネルは黄色光を発光するように備えられるとよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記照明器具は、白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルを含む。
一例によれば、前記照明器具は、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;および黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルからなる群より選択される1種以上の面光源パネルと;白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含む。
より具体的には、前記照明器具は、白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むことができる。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記照明器具は、白色光を発光する面光源パネルを含まない。
一例によれば、前記照明器具は、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;および黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルからなる群より選択される2種以上の面光源パネルを含む。
もう一つの例によれば、前記照明器具は、互いに異なる色の光を発光する2種以上の面光源パネルを含み、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含む。
もう一つの例によれば、前記照明器具は、互いに異なる色の光を発光する3種以上の面光源パネルを含み、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含む。
本明細書の一実施態様によれば、前記照明器具は、補色関係の2種以上の色をそれぞれ発光する面光源パネルを少なくとも1つずつ含む。この時、前記照明器具は、白色光を発光する面光源パネルを含まない。
色の数は、本明細書で追求する色変換能力を左右する。例えば、図2のCIE1931の表上に示しているように、AとBの色座標を有する2つの色の光源を用いて照明器具を作る場合、それぞれ色の強さ(intensity)を相対的に調整して組み合わせて示すことができる色は、表上で2つの線を結ぶ線分上にある色座標で表示することができる。そのため、図2の場合、Aが表す青色およびBが表す黄色以外にも、その中間にある色を表現することができる。また、図示のように、これらが表現できる色の中では、黒体放射(black−body radiation)に相当する多様な白色光の表現も可能になる。すなわち、3,000Kから15,000Kの間に存在する多様な白色光を、必要によって、それぞれの強さを調整することによって容易に実現可能である。
あるいは、図3のように3つの色を用いることができる。3つの色を用いて色を混合する場合、表現可能な色は、3つの点を連結して形成される三角形内のすべての座標で表示されるため、非常に広い領域の色表現が可能である。図3の場合、A、B、C点の色およびそれら点のなす三角形内のすべての色座標の実現が可能である。あるいは、その三角形内に含まれる、2,200Kから15,000Kまでの多様な白色の実現が可能になる。
白色を含めて2つ以上の色を混合して照明器具を製作することができる。図4の場合、A座標に表示された、色温度5,500Kを有する白色を含み、B座標の赤色とC座標の青色で構成された照明器具の例である。白色のみを点灯した場合、5,500Kの白色光を照明として用いることができ、照明器具上に白色のみが点灯されるため、白色からなるパターンを浮き彫りにすることができる。白色とC座標で表示された青色とを混合して点灯させる場合、点Aと点Cとを結ぶ線分上のすべての色の実現が可能であり、特に、この場合には、5,500Kから15,000Kまでの多様な白色の実現が可能である。AとBを点灯する場合、白色の点灯なくても、3,000Kから5,500Kに達する多様な色が実現可能であり、さらに、3つの色をすべて点灯して色温度を調整することもできる。
可視光線領域を十分に含む多数の色を用いて照明器具を製作する場合、演色性(CRI)を最大に高めることができる。LEDの場合、一般的に青色光を発光するチップを用い、パッケージング物質中に黄色蛍光物質を含ませて一部の青色光を黄色光に転換させることにより、2つの色の混合によって白色光が放出されるようになる。そのため、発光される光は、可視光線領域のうち青色光と黄色光が強調されており、その間またはその外に位置する波長帯の光は相対的に欠乏している。OLEDの場合、白色光を出すための既存の方法は、正孔輸送層と電子輸送層との間に多数の発光層を順に蒸着して多様な色を発光させたり、スタック(stack)構造を用いてアノードとカソードとの間に素子を2度または3度連続的に積み重ね、アノードとカソードとの間に存在するそれぞれの素子で異なる色を発光させることにより、3つ以上の色を発光できるようにする。これにより、演色性指数が90を超えるOLED面光源を製作することができる。本明細書の一実施態様にかかる照明器具は、このような方法で実現する白色光のほか、青色光、緑色光、赤色光またはその間の中間色までも自由に使用可能になることにより、白熱電球に近いように製造することができる。すなわち、本明細書の一実施態様によれば、前記照明器具の演色性指数は、100以上であり得る。
本明細書の一実施態様によれば、必要によって、発光色の面積または形状を調整する必要がある。例えば、面光源パネルの発光色が白色光、黄色光および青色光からなる場合、それぞれの色を構成する面光源パネルの面積が異なり得る。あるいは、前記面光源パネルの形状を、正方形、長方形、三角形、五角形以上の多角形、円、楕円形などと多様に構成することができる。既存の照明器具が1つの色、一般的に白色のみからなるのに対し、本明細書の一実施態様にかかる照明器具は、2つ以上の色で構成され、さらに、2つ以上の色を発光する面光源パネルが前記照明器具内で適切な空間的配置によって色温度を変化させることができる照明源としての役割のほか、単調さを抜け出し、かつ装飾的な要素を付加することができる。
従来使用されているエッジ型または直下型のLED面光源で白色を実現する場合、本明細書のように色の変化は可能であるが、色が既に混合されて出る方式であるため、本明細書のように多様な色で構成されたパターンの実現が不可能になる。しかし、本明細書の一実施態様によれば、面光源形態で製作されたLEDパネルの場合も、前記例示された方法で多様な色温度と多様な色を発光する照明源として使用することができる。
本明細書にかかる照明器具を製作する場合、歩留まりを増加させる効果がある。照明器具は、使用される作業空間によって、照明の大きさまたは要求される光量がそれぞれ異なる。一般的に、事務室の天井に使用される照明は、1つの照明器具が1,000lumenから3,000lumen程度を必要とし、より多い光量を要求する場合もある。また、天井に設置する時、ペンダントタイプでない場合には、600mm×600mm、300mm×300mmあるいはこれらと類似の大きさを有する長方形形態のパネルとして製作される場合が多い。しかし、OLEDパネルは、特性上1つのショートをなす微細な欠陥(defect)がパネル全体を作動不能状態にする。そのため、照明器具を構成するそれぞれのパネルの面積が大きくなるほど、パネルにショートが存在する可能性が増加し、生産歩留まりの減少につながる。例えば、1,000mm×1,000mmのパネルに1つのショートチャネル(short channel)が存在すれば、これを1つのパネルとして製作する場合、その素子は不良(fail)が生じるが、100mm×100mmのパネル100個で製作すると、100個のパネルのうちの1つにのみ不良(fail)が生じるため、99%のパネルの歩留まりを有することができる。また、このように多数のパネルを用いて照明器具を製作し、それらパネルの構成が2つ以上の色からなる場合、先に述べたように色温度の変化が可能になるため、多様な利点を享受することができる。一実施態様によれば、本明細書にかかる照明器具は、面光源パネルの全部または一部を点灯し、2,000K以上15,000K以下の色温度の混合された白色光を放出することができる。
本明細書にかかる照明器具は、前記面光源パネルを前記支持体に固定する固定手段を追加的に含むことができる。
本明細書にかかる照明器具は、この照明器具を天井または壁面に固定するための固定手段を追加的に含むことができる。

Claims (28)

  1. 支持体と、前記支持体上に備えられた3つ以上の面光源パネルとを含み、
    少なくとも2つの前記面光源パネルは、互いに異なる色の光を発光することを特徴とする照明器具。
  2. 支持体と、前記支持体上に備えられた3つ以上の面光源パネルとを含み、発光色の組み合わせの色座標がCIE1931色座標(x,y)基準黒体放射カーブ(black−body radiation curve)を少なくとも一点通過することを特徴とする照明器具。
  3. 少なくとも2つの前記面光源パネルは、互いに異なる色の光を発光することを特徴とする請求項2に記載の照明器具。
  4. 前記照明器具は、前記面光源パネルそれぞれに電圧または電流を印加するか、または、同じ色を発光する前記面光源パネルに電圧または電流を印加するドライバを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  5. 前記面光源パネルそれぞれの電圧または電流の印加を制御するか、または、面光源パネルの色に応じて面光源パネルへの電圧または電流の印加を制御するコントローラを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  6. 前記面光源パネルは、それぞれ独立に、少なくとも1つの側面に備えられたベゼルを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  7. 前記ベゼルは、面光源パネルのすべての側面に備えられたことを特徴とする請求項6に記載の照明器具。
  8. 隣接した少なくとも2つの前記面光源パネルの間に隙間(gap)が設けられたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  9. 前記ベゼルを隠蔽するための遮蔽膜をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の照明器具。
  10. 前記遮蔽膜は、前記支持体と前記面光源パネルとの間、前記面光源パネルの、前記支持体と接する面の反対面、または両面に備えられたことを特徴とする請求項9に記載の照明器具。
  11. 前記隙間を隠蔽するための遮蔽膜をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の照明器具。
  12. 前記遮蔽膜は、前記支持体と前記面光源パネルとの間、前記面光源パネルの、前記支持体と接する面の反対面、または両面に備えられたことを特徴とする請求項11に記載の照明器具。
  13. 前記面光源パネルの間の隙間に対応する領域にパターン形態で備えられることを特徴とする請求項8に記載の照明器具。
  14. 前記面光源パネルのうちの少なくとも2つは、パネルの表面からランバート(lambertian)形態で光を放出する素子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  15. 前記ランバート形態で光を放出する素子の光の強さIは、下記の式1を満足することを特徴とする請求項14に記載の照明器具。
    (この式において、前記Imaxは発光面に垂直な方向の光の強さを意味し、前記θは発光面の垂線からの角度を意味し、xは定数であって0.6以上1.5以下の実数である。)
  16. 前記面光源パネルのうちの少なくとも1つは、OLEDであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  17. 前記面光源パネルは、少なくとも1つのOLEDと、少なくとも1つのLEDとを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  18. 前記面光源パネルの大きさは、5mm×5mm以上の面積を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  19. 前記面光源パネルの大きさは、600mm×600mm以下の面積を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  20. 前記照明器具は、面光源パネルの全部または一部を点灯し、2,000K以上15,000K以下の色温度の混合された白色光を放出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  21. 前記照明器具の演色性指数は、80以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  22. 前記照明器具は、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;および黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルからなる群より選択される1種以上の面光源パネルと;白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  23. 前記照明器具は、白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;白色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  24. 前記照明器具は、補色関係の2種以上の色をそれぞれ発光する面光源パネルを少なくとも1つずつ含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  25. 前記照明器具は、白色光を発光する面光源パネルを含まないことを特徴とする請求項24に記載の照明器具。
  26. 前記照明器具は、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネル;および黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルからなる群より選択される2種以上の面光源パネルを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  27. 前記照明器具は、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;または黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
  28. 前記照明器具は、赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;赤色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むか;または青色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、黄色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルと、緑色光を発光する少なくとも1つの面光源パネルとを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。
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