JP4742880B2 - 照明パネル及び照明器具 - Google Patents
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Description
本発明は、ＥＬ（Electro Luminescence）を用いたＥＬ照明パネルのように、電極層が透光性の発光層を挟持して成る照明パネルに関し、特に消灯時に照射面の見栄えが良い照明パネル、及びこれを用いた照明器具に関するものである。
従来、電極層が透光性の発光層を挟持して成なる表示パネルとして、ＥＬ発光体を透明電極と金属電極とで挟み、透明電極と金属電極との間に電圧を印加することにより、ＥＬ発光体を発光させ、その光を透明電極側から取り出すようにしたＥＬ発光パネルが知られている。しかし、このようなＥＬ発光パネルは、消灯時に外部から入射した光が透明電極とＥＬ発光体とを透過して金属電極で鏡面反射するため、消灯時に照射面の見栄えが悪いという不都合があった。特に、このようなＥＬ発光パネルを照明に用いた場合、発光面が大きく目立つ上に、部屋の天井などに取り付けると天井に鏡を取り付けたようになって、ユーザが違和感を生じるという不都合があった。
一方、上述のような電極層による鏡面反射を抑制することができるＥＬ発光パネルとして、特開平１１−１１１４６４号公報（特許文献１）に記載されているものが参考技術として知られている。これは、金属電極の上に絶縁反射層、ＥＬ発光体、透明電極が順に積層され、さらに透明電極が透明なオーバーコート層で覆われてなるＥＬ表示パネルであり、金属電極の上に絶縁反射層が積層されることで、絶縁反射層によって、ＥＬ発光体が発した光を透明電極側へ拡散反射するものである。かかるＥＬ表示パネルは、発光していない場合には外光が拡散反射されることにより、発光面の見栄えが良くなる。
また同様に、特開２０００−４０５９１号公報（特許文献２）に記載されている発光素子が参考技術として知られている。この発光素子は、第１の電極層と、この第１の電極層の一方の面に隣接して形成された有機電界発光層と、この有機電界発光層の他方の面に隣接して形成されると共に、可視光に対する光反射率が５０％以下である第２の電極層とを備えた有機電界発光素子であり、第２の電極層の光反射率を５０％以下とすることで、第２の電極層による光の反射を抑制し、発光した場合のコントラストを強めるようにされている。かかる発光素子は、発光していない場合には外光が吸収されることとなり、発光面の見栄えが良くなる。
特開平１１−１１１４６４号公報
特開２０００−４０５９１号公報
しかしながら、上述の特許文献１に記載のＥＬ表示パネルでは、ＥＬ発光体と金属電極との間に絶縁反射層が介在するため、金属電極から絶縁反射層を介してＥＬ発光体に発光用の電力が供給されることとなる。そうすると、絶縁反射層は光硬化性樹脂にチタン酸バリウムを分散させたものであって、電気抵抗が大きいため、絶縁反射層における電力損失が増大する結果、消費電力が増大するという不都合があった。また、ＥＬ発光体を発光させる際の絶縁反射層における電圧降下が大きいため、ＥＬ発光体を十分な発光輝度で発光させるためには、ＥＬ発光体と金属電極との間の印加電圧を増大する必要がある。しかし、印加電圧を増大させると、絶縁反射層やＥＬ発光体、あるいは配線パターン等、電圧が印加されるＥＬ表示パネルの各部において、絶縁劣化が生じ易くなり、故障が発生しやすくなるおそれがある。
また、上述の特許文献２に記載の発光素子では、第２の電極層の光反射率が低いので、消灯時には外光が吸収されることとなり、発光面の見栄えが良くなるものの、このようなパネルを照明に用いた場合、有機電界発光層の発光により得られた光も反射されずに吸収されてしまうので、エネルギー効率が低下し、消費電力が増大するという不都合があった。
本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、消費電力の増大や印加電圧の増大を招くことなく消灯時における照射面の見栄えを改善することができる照明パネル、及びこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明の第１の手段に係る照明パネルは、透光性の第１電極層と、透光性の発光層と、透光性の第２電極層と、前記第２電極層を透過して入射した光を拡散反射させる拡散反射層とがこの順に積層されて成り、前記拡散反射層における前記第２電極層に臨む面は、前記発光層の補色であることを特徴としている。
また、上述の照明パネルにおいて、前記拡散反射層における前記第２電極層に臨む面は、粗面であることを特徴としている。
また、上述の照明パネルにおいて、前記拡散反射層における前記第２電極層に臨む面は、白色であることを特徴としている。
また、上述の照明パネルにおいて、前記発光層は、ＥＬ発光体であることを特徴としている。
そして、本発明の第２の手段に係る照明器具は、上述のいずれかに記載の照明パネルと、前記第１電極層と前記第２電極層との間へ電力を供給することにより、前記発光層を発光させる電源部とを備えることを特徴としている。
このような構成の照明パネル及び照明器具は、消灯時に外部から入射した光が、第１電極層、発光層、及び第２電極層を透過して拡散反射層で拡散反射され、再び第２電極層、発光層、及び第１電極層を透過して拡散光として外部に出射するため、消灯時における照射面の見栄えを改善することができる。また、拡散反射層は、発光層を挟む第１及び第２電極層の外側に設けられているので、第１及び第２電極層間の印加電圧を増大する必要がなく、さらに拡散反射層により電力損失が生じることが無いので、消費電力の増大を抑制することができる。
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る照明パネルを用いた照明装置の構成の一例を示す図である。図１に示す照明装置１は、照明パネル２と、電源部３とを備えている。図１において、照明パネル２は、断面図で示している。
図１に示す照明パネル２は、発光層として例えば有機ＥＬ発光体を用いた有機ＥＬパネルである。照明パネル２は、基板１１と、基板１１上に積層された透光性の第１電極層１２と、第１電極層１２上に積層された透光性の発光層１３と、発光層１３上に積層された透光性の第２電極層１４と、第２電極層１４上に第２封止部材１７を挟んで積層された拡散反射層１５と、拡散反射層１５の外側に設けられた金属基板１８と、第１及び第２封止部材１６，１７とを備えて構成される。
基板１１は、透光性の一対の第１及び第２封止部材１６，１７によって発光層１３を挟んで成る有機ＥＬ層を支持するための平板状の部材であり、発光層１３で発光する光の波長に対して透明な材料、例えばガラス等から成る。金属基板１８は、反射鏡自体又は反射面の支持板であり、例えばアルミの金属板が用いられる。
第１及び第２電極層１２，１４は、発光層１３で発光する光の波長に対して透明な材料から成る導電性の薄膜であり、一方が陽極、他方が陰極となる。第１及び第２電極層１２，１４は、発光層１３が可視光を発光するので、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等で形成される。第１電極層１２は、その一部が基板１１の一方端側に第１封止部材１６から露出するように引き出されて端子部１２１を形成している。また、第２電極層１４は、その一部が基板１１の一方端側に対向する他方端側に第１封止部材１６から露出するように引き出されて端子部１４１を形成している。
発光層１３は、例えば、正孔注入層、蛍光物質の有機材料又は蛍光物質を含む有機材料から成る発光層、及び電子注入層の各層を備えて構成される有機ＥＬ発光体が用いられる。なお、発光層１３は、有機ＥＬ発光体に限られず、例えば無機ＥＬ発光体やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等、他の発光素子であってもよい。
拡散反射層１５は、第２電極層１４及び第２封止部材１７を透過して入射した光を第２封止部材１７に向けて拡散反射させる反射部材である。図２は、拡散反射層１５の構成の一例を示す断面図である。図２に示す拡散反射層１５は、白色の反射層で、例えば、以下のような工程で製造される。まず、金属基板１８の表面に、エポキシメラミンアクリル樹脂（久保考ペイント社製、品番ＫＭクリアー５９６−００３）をスプレー塗装した後、１６０℃で３０分加熱して、厚み８〜１５μｍのアンダーコート層１５１を形成する。次いで、アンダーコート層１５１の表面に、スパッタリング法により銀の金属層１５２を１５０ｎｍ形成する。
次に、熱硬化シリコン変性アクリル系樹脂（大日本インキ化学工業社製、品番ＨＣ６２２５／ＨＣ６２０２）に、光拡散粒子Ａとしてシリカ粒子（粒径１〜３μｍ）及びアエロジル粒子を含有し、金属不活性化剤としてトリルトリアゾールの誘導体（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製、商品名Ｉｒｇａｍｅｔ３９）を含有する樹脂組成物を、金属層の表面にスプレー塗装した後、１４０℃で３０分加熱して、厚み８〜１３μｍのオーバーコート層１５３を形成する。なお、オーバーコート層１５３を形成する樹脂組成物１００重量部中には、シリカ粒子を２重量部含有し、金属不活性化剤を０．５重量部含有するようにしてもよい。これにより、第２封止部材１７に臨む側の一方面１５４が白色の拡散反射層１５が構成される。
また、例えば、このようにして得られた白色の拡散反射層１５における一方面１５４を、例えばサンドブラストにより粗面にしてもよい。
また、拡散反射層１５は、第２封止部材１７に臨む側の一方面１５４が、フォトリソグラフィー法により粗面にされていてもよい。例えば金属基板１８の表面に感光性樹脂を塗布し、パターン形成されたマスクを介して感光性樹脂層に紫外線を照射し、樹脂層の露光部分又は未露光部分を現像液で除去して露出面を形成し、さらに再度同様の工程を繰り返して、一方面１５４に凹凸を形成し、すなわち粗面にされた拡散反射層１５を形成するフォトリソグラフィー法により、拡散反射層１５を作製してもよい。
あるいは、上述のようなフォトリソグラフィー法により作製したフィルム状の拡散反射層１５において、一方面１５４とは反対側の表面に、さらにスパッタによりＡｌ金属膜０．１μｍを成膜して拡散反射層１５を作製してもよい。また、粗面にされた一方面１５４の、凹凸段差は例えば２〜３μｍ程度、凹凸ピッチは例えば１０μｍ程度のものを用いることができる。
あるいは、拡散反射層１５として、ポリエステルフィルムを延伸することにより、フィルム内部に微細な気泡（大きさとしては１〜数十μｍ）が生じ、これによる拡散反射により白い外観を呈するもの、例えば東レ株式会社製のルミラー（登録商標）を用いてもよい。
上述のように、一方面１５４が白色にされ、あるいは粗面にされた拡散反射層１５は、一方面１５４から入射した光を拡散反射することができる。
第１及び第２封止部材１６，１７は、基板１１と協同して発光層１３を気密に封止するための絶縁性の部材である。そして、例えば、基板１１、第１電極層１２、発光層１３、及び第２電極層１４が積層され、その上に第２封止部材１７が載せられ、例えば接着性を有する樹脂製の第１封止部材１６が、端子部１２１を除く第１電極層１２、発光層１３、端子部１４１を除く第２電極層１４、及び拡散反射層１５を覆うように塗布され、第１封止部材１６を介して第２電極層１４上に載せられた第２封止部材１７に圧力が加えられことによって、第２封止部材１７が第１封止部材１６によって第２電極層１４に接着されると共に、第２封止部材１７の周縁部が第１封止部材１６によって基板１１に気密に接着して接合される。これによって第１及び第２封止部材１６，１７は、基板１１と協同して発光層１３を気密に封止する。
このような照明パネル２は、例えば、次の各工程によって製造される。まず、８ｃｍ□のガラス製の基板１１上における略中央部にＩＴＯの第１電極層１２を幅６ｃｍ、厚み１５００オングストローム、シート抵抗１０Ω/□で形成する。次に、この第１電極層１２のＩＴＯ薄膜を形成した基板１１を、アセトン、イソプロピルアルコール（共に（株）関東化学製）、セミコクリーン（フルウチ科学製）、超純水で、それぞれ１０分間超音波洗浄を行った後、イソプロピルアルコールの蒸気で洗浄し、乾燥させる。次に、大気圧プラズマ表面処理装置（松下電工（株）製）で、３分間、この第１電極層１２のＩＴＯ薄膜が形成された基板１１の表面処理を行う。
次に、６．４ｃｍ□の開口部を有する有機発光層用マスクを用い、４、４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を５００オングストローム、Ａｌｑ３にクマリンを１質量％ドープした層を厚み３００オングストロームで蒸着する。次に、Ａｌｑ３を厚み４００オングストローム、ＬｉＦを厚み５オングストロームで蒸着する。これによって正孔注入層、発光層及び電子注入層を備える発光層１３が形成される。
次に、ＩＴＯ薄膜の第１電極層１２と直交する向きに幅６ｃｍの開口部を有する第２電極用マスクを用いて、ＩＴＯの第２電極層１４を幅６ｃｍ、厚み１５００オングストローム、シート抵抗１０Ω/□で形成する。
次に、第２封止部材１７を、拡散反射層１５が第２電極層１４に接するように第１封止部材１６としてのエポキシ系接着剤で基板１１に貼付することによって気密に封止する。さらに、第２封止部材１７の上に、上述のようにして表面に拡散反射層１５が形成された金属基板１８が拡散反射層１５を内側にして接着され、照明パネル２が形成される。これによって図１に示す照明パネル２が作製される。
このような構成の照明パネル２は、電源部３によって、第１電極層１２の端子部１２１と第２電極層１４の端子部１４１との間に直流の電力を供給することによって、発光層１３が発光する。この発光層１３で発光した光は、一部が第１電極層１２と基板１１とを透過して照明パネル２の出力光として外部へ射出され、残りの一部が第２電極層１４、第２封止部材１７を透過して拡散反射層１５で拡散反射され、第２封止部材１７、第２電極層１４、発光層１３、第１電極層１２、基板１１を透過して照明パネル２の出力光として外部へ射出される。
図３は、電源部３の構成の一例を示す回路図である。図３に示す電源部３は、電源スイッチＳＷと、整流器ＲＥと、コンデンサＣ１、Ｃ２と、スイッチング素子Ｑと、ダイオードＤと、コイルＬと、出力制御回路３１とを備えて構成される。整流器ＲＥは、電源スイッチＳＷを介して交流電源ＡＣに接続される。コンデンサＣ１は、整流器ＲＥの出力陽極端子と出力陰極端子との間に並列に接続され、整流器ＲＥの出力電圧を平滑する。スイッチング素子Ｑの一方端子は、整流器ＲＥの出力陽極端子に接続され、スイッチング素子Ｑの他方端子は、出力制御回路３１のモニタ入力、ダイオードＤのカソード及びコイルＬの一方端に接続される。ダイオードＤのアノードは、整流器ＲＥの出力陰極端子に接続され、コイルＬの他方端は、コンデンサＣ２を介して整流器ＲＥの出力陰極端子に接続される。スイッチング素子Ｑにおけるオンオフの制御端子は、出力制御回路３１の制御出力に接続される。このような構成の電源部３では、電源スイッチＳＷがオンされると、交流電源ＡＣの交流は、整流器ＲＥで直流に変換され、その電圧がコンデンサＣ１で平滑される。コンデンサＣ１で電圧が平滑された直流は、スイッチング素子Ｑ、ダイオードＤ、コイルＬ、コンデンサＣ２及び出力制御回路３１から成るＤＣ−ＤＣコンバータにより降圧され、コンデンサＣ２の両端子から所定の電圧で出力され、発光層１３が発光する。
そして、電源スイッチＳＷがオフされると、電源部３の出力電圧がゼロとなり、発光層１３が消灯する。そうすると、照明パネル２の外部から基板１１に入射した光は、基板１１、第１電極層１２、発光層１３、第２電極層１４、及び第２封止部材１７を透過して拡散反射層１５で拡散反射され、再び第２封止部材１７、第２電極層１４、発光層１３、第１電極層１２、基板１１を透過して照明パネル２から外部へ拡散光として射出される。そうすると、照明パネル２の消灯時に、外部から照明パネル２に入射した光は、拡散反射層１５で拡散反射され、拡散光として出射されるので、照射面の見栄えを改善することができる。
また、拡散反射層１５は、発光層１３を挟持する第１及び第２電極層１２，１４の外側に設けられているので、背景技術に係る特許文献１に記載のＥＬ表示パネルのように、拡散反射層１５により電力損失が生じることが無く、消費電力の増大を抑制することができる。また、拡散反射層１５が、発光層１３を挟持する第１及び第２電極層１２，１４の外側に設けられていることにより、拡散反射層１５で電圧降下が生じることが無く、第１及び第２電極層１２，１４間の印加電圧の増大を抑制し、故障が発生するおそれの増大を抑制することができる。
また、拡散反射層１５は、例えば白色の拡散反射層であって、背景技術に係る特許文献２に記載の発光素子のように光反射率の低い材料ではないので、照明パネル２の点灯時には、発光層１３から出力された光のうち、第１電極層１２側へ出力された光は、第１電極層１２と基板１１とを透過して照明パネル２の出力光として外部へ射出され、第２電極層１４側へ出力された光は、第２電極層１４及び第２封止部材１７を透過して拡散反射層１５で拡散反射され、第２封止部材１７、第２電極層１４、発光層１３、第１電極層１２、基板１１を透過して照明パネル２の出力光として外部へ射出される。そうすると、発光層１３から第２電極層１４側へ出力された光も、照明パネル２の出力光として外部へ射出されるので、特許文献２に記載の発光素子のように、エネルギー効率が低下して消費電力が増大することが抑制される。
なお、拡散反射層１５は、白色に限られず、例えば、発光層１３の補色としてもよい。発光層１３を構成する有機ＥＬ発光体は、一般に、赤褐色から黄褐色であることが多い。そのため、拡散反射層１５が白色であると、照明パネル２の消灯時に外部から入射した光は、照明パネル２に入射する際と、拡散反射層１５で拡散反射されて出射する際に発光層１３を透過し、赤褐色から黄褐色の光となる。そうすると、照明パネル２の照射面が赤褐色から黄褐色に見えるため、ユーザに違和感を生じるおそれがある。
そこで、拡散反射層１５を、例えば発光層１３の色である赤褐色から黄褐色の補色、すなわち緑、青緑、あるいは紺といった色にすることにより、照明パネル２による反射光を無彩色にすることができるので、照射面の見栄えを改善することができる。
１ 照明装置
２ 照明パネル
３ 電源部
１１ 基板
１２ 第１電極層
１３ 発光層
１４ 第２電極層
１５ 拡散反射層
１６ 第１封止部材
１７ 第２封止部材
１８ 金属基板
１２１ 端子部
１４１ 端子部
１５１ アンダーコート層
１５２ 金属層
１５３ オーバーコート層
２ 照明パネル
３ 電源部
１１ 基板
１２ 第１電極層
１３ 発光層
１４ 第２電極層
１５ 拡散反射層
１６ 第１封止部材
１７ 第２封止部材
１８ 金属基板
１２１ 端子部
１４１ 端子部
１５１ アンダーコート層
１５２ 金属層
１５３ オーバーコート層
Claims (5)
- 透光性の第１電極層と、
透光性の発光層と、
透光性の第２電極層と、
前記第２電極層を透過して入射した光を拡散反射させる拡散反射層とがこの順に積層されて成り、
前記拡散反射層における前記第２電極層に臨む面は、前記発光層の補色であること
を特徴とする照明パネル。 - 前記拡散反射層における前記第２電極層に臨む面は、粗面であること
を特徴とする請求項１記載の照明パネル。 - 前記拡散反射層における前記第２電極層に臨む面は、白色であること
を特徴とする請求項１又は２記載の照明パネル。 - 前記発光層は、ＥＬ発光体であること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明パネル。 - 請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明パネルと、
前記第１電極層と前記第２電極層との間へ電力を供給することにより、前記発光層を発光させる電源部とを備えること
を特徴とする照明器具。
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-
2006
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