JP5575564B2 - 室内照明システム - Google Patents

Description

本発明は、住宅等の建造物の壁面や天井を用いた室内照明システムに関する。

エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、発光層を陽極及び陰極で挟持させた発光部が透明基板上に形成されたものであり、電極間に電圧印加されたとき、発光層にキャリアとして注入された電子及びホールの再結合により生成された励起子によって発光する。

ＥＬ素子は、発光層の蛍光物質に有機物を用いた有機ＥＬ素子と、無機物を用いた無機ＥＬ素子に大別される。特に、有機ＥＬ素子は、低電圧で高輝度の発光が可能であり、蛍光物質の種類によって様々な発光色が得られ、また、平面発光体としての製造が容易であるという特性がある。

この特性を活かして、有機ＥＬ素子から成るディスプレイ装置を、壁面や窓等に配置して、ディスプレイ装置に画像を再生させることにより、内装デザインを簡易に変更できるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２００７／０７５０３２パンフレット

しかしながら、このような有機ＥＬ素子から成るディスプレイ装置の使用は、壁面や窓に映像表示をすることによって、擬似的な仮想空間を演出するものであって、壁面等の全面に大型テレビ等の平面ディスプレイを設置することと実質的に変わらない。また、このものは、ディスプレイ特有のドット（画素）感やギラつき感を居住者に与える虞があり、また、ディスプレイ等の発光体自体の存在感が目立ってしまい、居住者に寛ぎや安らぎを与えるような空間演出をするのには適していない。

本発明は、上記課題を解決するものであって、発光体自体の存在感を無くし、居住者に寛ぎや安らぎを与えるような空間演出をすることができる室内照明システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、室内照明システムにおいて、複数のＥＬ素子が格子状に配置された発光パネルと、複数の前記発光パネルを室内面に沿って固定する枠体と、前記発光パネルの表面に配設される透光性を有する壁紙用化粧シートと、前記ＥＬ素子を個別に点灯制御する制御部と、を備え、前記壁紙用化粧シートは、前記枠体に固定された複数の前記発光パネルの表面に貼付されることを特徴とする。

また、上記室内照明システムにおいて、前記複数のＥＬ素子は、夫々一定の間隔が空くように前記発光パネルに配置されていることが好ましい。また、前記発光パネルは壁面に固定され、前記制御部は、前記複数のＥＬ素子のうち床面に近い低位置のＥＬ素子を選択的に点灯させるものであってもよい。更に、室内に設けられた人感センサを更に備え、前記制御部は、前記複数のＥＬ素子のうち前記人感センサにより検知された人が居る場所の近傍のＥＬ素子を選択的に点灯させるものであってもよい。

本発明の室内照明システムによれば、ＥＬ素子の点灯による光が、透光性仕上げ材を透過して、自然な光として室内に放射されるので、発光体自体の存在感を無くすことができ、また、居住者にギラつき等を感じさせ難いので、居住者に寛ぎや安らぎを与えるような空間演出をすることができる。

本発明の一実施形態に係る室内照明システムを用いた室内の概略構成を示す図。 同室内照明システムに用いられるＥＬ素子を格子状に配置した発光パネルの一部分解斜視図。 同ＥＬ素子、複数のＥＬ素子（発光セル）が格子状に配置されて構成される例を示す斜視図。 同ＥＬ素子の概略構成を示す側断面図。 同室内照明システムの設置手順を説明するための斜視図。 同室内照明システムの設置手順を説明するための斜視図。 同室内照明システムの設置手順を説明するための斜視図。 同室内照明システムの設置手順を説明するための斜視図。 同室内照明システムにおけるＥＬ素子の点灯パターンを例示する斜視図。 同室内照明システムにおけるＥＬ素子の点灯パターンを例示する斜視図。 同室内照明システムにおけるＥＬ素子の点灯パターンを例示する斜視図。 同室内照明システムにおけるＥＬ素子の点灯パターンを例示する斜視図。 同室内照明システムにおけるＥＬ素子の点灯パターンを例示する斜視図。 同室内照明システムに用いられるＥＬ素子を格子状に配置した発光パネルの変形性を示す一部分解斜視図。

本発明の第１の実施形態に係る室内照明システムについて、図面を参照して説明する。本実施形態の室内照明システム１は、図１に示すように、壁面Ｗに沿って設置されるＥＬ素子２と、このＥＬ素子２の表面に配設される透光性仕上げ材３と、ＥＬ素子２を点灯制御する制御部４と、を備える。なお、本実施形態は、上述のように壁面Ｗへの設置例に基づいて説明するが、室内照明システム１は、天井Ｃ又は床面Ｆに設置されてもよい。また、壁面Ｗの全面に限らず、部分的に設けられてもよい。

ＥＬ素子２は、直接的に壁面Ｗに設置されてもよいが、本実施形態においては、複数個のＥＬ素子２が格子状に配列されて、発光パネル５が構成され、この発光パネル５が壁面Ｗに沿って設置される例に基づいて説明する。また、制御部４は、この発光パネル５の一端部に設けられている。なお、図例のハッチング箇所が点灯しているものとする。

壁面Ｗには、発光パネル５の寸法に対応するように、予めマトリックス状に配線６が設けられており、配線６（図１では破線で示す）は、発光パネル５の一端部に設けられた制御部４の受信部（不図示）と電気的に接続されている。配線６は、給電線及び信号線の双方を含んでおり、制御装置７に接続されている。制御装置７は、給電部ＡＣに接続され、所定電力を室内照明システム１の制御部４に供給すると共に、それらの点灯制御信号を出力する。なお、図１では、制御装置７を、壁付けリモコン型のものとして示している。

制御部４は、発光パネル５の各ＥＬ素子２を点灯駆動させる駆動回路や、所定のアドレスが設定されたＥＬ素子２を所定の点灯パターンに基づいて点灯させるための出力値を決定し、それを駆動回路に実行させる演算部等を備える。

制御装置７は、ユーザの操作によるＥＬ素子２の点灯制御内容を入力するための操作部や、複数の発光パネル５の各ＥＬ素子２に個別のアドレスを割り宛て、そのアドレスを記憶すると共に、ＥＬ素子２の点灯パターン等を記憶する記憶部や、記憶部に記憶された点灯パターンに基づいて所定のＥＬ素子２を点灯させる制御信号を出力する演算部等を備える。なお、上述した制御部４の演算部は、制御装置７の記憶部及び演算部に共用化されていてもよい。

発光パネル５は、図２に示すように、複数個のＥＬ素子２が格子状に配置されており、対向する２枚の透明板１０，１１に挟持された構成となっている。なお、図例では、一方の透明板１０の一部を切り欠いて表現している。各ＥＬ素子２は、個別に点灯制御されるように、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ：インジウムチンオキサイド）等の透明な配線１２によって制御部４に接続されている。各ＥＬ素子２間の間隔は、絶縁性を確保できる範囲において、なるべく狭く形成されることが望ましい。なお、この間隔に、例えば、光拡散材を含有した絶縁性樹脂膜が設けられてもよい。

ＥＬ素子２は、無機ＥＬ素子であってもよいが、素子の平面化に適した有機ＥＬ素子が好ましい。また、その形状は、５〜６００ｍｍ角、好ましくは５０〜１００ｍｍの略正方形形状の平面発光体である。一つのＥＬ素子２が、単体の発光パネルを構成されていてもよいし、例えば、図３に示すように、１０ｍｍ角のＥＬ素子（発光セル２ｃ）を格子状に１００個設けることによって一つの発光パネルを構成してもよい。後者の場合、セル単位で点灯制御されるように透明な配線のパターンニングが施されることが望ましい。また、その場合の駆動方式は、アクティブ型、パッシブ型のいずれであってもよいが、本実施形態におけるＥＬ素子２は迅速な点灯レスポンスを要しないので、生産性の観点からはアクティブ型が好適である。

また、ＥＬ素子２は、図４に示すように、透光性を有する基板２２上に、発光部２３を形成し、その外側を封止材２４で被覆したものである。なお、ここでは、ＥＬ素子２が単体の発光パネルとして構成されている例を示すが、上述した図３のような複数の発光セル２ｃにおいても、発光部のサイズや配線のパターンニング等の相違点を除き、基本的な構成は同じである。発光部２３は、透明導電膜から成る陽極２３ａ、発光機能を有する発光層２３ｂ、透光性を有する陰極２３ｃを、順に基板２２上に積層形成したものである。封止材２４は、各電極の一部が露出するように被覆され、これら電極の露出部は、直接又はリード線等を介して電極端子（不図示）に電気的に接続される。

基板２２は、ソーダライムガラスや無アルカリガラス等の透光性ガラスや、透光性樹脂材料等から成り、矩形板状に形成される。なお、室内照明システム１を構成する透明板１１（図３参照）上に発光部２３等を形成してもよく、この場合、この透明板１１が実質的な基板２２ということになる。

陽極２３ａは、発光層２３ｂにホールを注入するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、導電性化合物又はこれらの混合物から成る電極材料が用いられ、好ましくは、仕事関数が４ｅＶ以上のものが用いられる。特に、ＩＴＯ、ＳｎＯ_２（酸化スズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等の透光性の導電材料が好ましい。陽極２３ａは、これらの電極材料を、基板２２の表面に、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により成膜及びパターニングすることによって形成される。

発光層２３ｂは、所望の白色光を発光させ得る有機蛍光材料が用いられ、例えば、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、トリス（５−フェニル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチルベンゼン誘導体、ジスチルアリーレン誘導体、及びこれらの発光性化合物から成る基を分子構造の一部に有する化合物、高分子材料、各種蛍光色素の混合材料等が用いられる。なお、図３に示したような複数の発光セル２ｃによってＥＬ素子２が構成される場合、各発光セル２ｃがＲＧＢの異なる発光色となるように、適宜に蛍光体が選択されることが望ましい。

発光層２３ｂは、陽極２３ａの表面に上述した化合物を、例えば、真空蒸着法により成膜及びパターニングすることによって形成される。なお、発光層２３ｂは、複数の異なる材料が積層されたものであってもよく、これら複数層の間に電位を調整するためのバッファ層を介在させてもよい。

陰極２３ｃは、発光層２３ｂに電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、導電性化合物又はこれらの混合物から成る電極材料が用いられ、好ましくは、仕事関数が５ｅＶ以下のものが用いられる。特に、リチウム、アルミニウム、アルミニウム−リチウム合金、マグネシウム−銀混合物、Ａｌ／Ａｌ_２Ｏ_３混合物、Ａｌ／ＬｉＦ混合物等の反射性の導電材料が好ましい。また、陽極２３ａと同じく、透明な電極材料が用いられてもよい。陰極２３ｃも陽極２３ａと同様の方法により形成される。

なお、陽極２３ａ及び発光層２３ｂの間には、陽極２３ａから発光層２３ｂへのホール注入効果を促進するホール注入・輸送層（図示せず）が設けられてもよい。また、発光層２３ｂ及び陰極２３ｃの間には、好ましくは、陰極２３ｃから発光層２３ｂへの電子注入効果を促進する電子注入・輸送層（図示せず）が設けられる。

このように構成されたＥＬ素子２においては、電極端子に介して所定の電力が供給されることにより、発光層２３ｂが発光する。発光した光は、陽極２３ａを透過して、又は陰極２３ｃによって反射されて、基板２２側からＥＬ素子２外へ取り出され、発光パネル５から出射し、透光性仕上げ材３を透過して、壁面から放射される。なお、ＥＬ素子２の発光面には、基板２２を傷や汚れ等から保護するため、アクリル樹脂等から成る保護層や、基板２２からの光取り出し効率を高めるための拡散層等が設けられてもよい（図示せず）。

透光性仕上げ材３は、透光性を有するものであれば特に限定されず、汎用の壁紙用化粧シートが用いられる。例えば、粗面化処理が施されているものや、拡散材が添加されているもの、又は凹凸のパターンが形成されているもの等が挙げられ、光拡散性を有するものが好ましい。また、和紙や薄い木質材等が用いられてもよく、これらを用いることにより、壁面に自然なテクスチャーを表現することができる。また、図示したようなシート材に限られず、所定の透光性を有していれば、樹脂製の塗料等であってもよい。

室内照明システム１は、以下の手順により壁面Ｗに設置される。まず、図５に示すように、室内照明システム１を設置しようとする壁面Ｗに、発光パネル５を固定すると共に、配線６を保持するための枠体８を固定する。そして、図６に示すように、この枠体８に沿って発光パネル５が、発光面を表側になるように配置される。このとき、個々の発光パネル５の制御部４（図１参照）が、配線６に接続される。なお、発光パネル５に、他の発光パネル５と通信及び給電が可能な接続端子等が設けられていてもよい。発光パネル５の配置が完了した後、図７及び図８に示すように、この発光パネル５の表面に透光性仕上げ材３が貼付される。

次に、室内照明システム１の作動例を説明する。室内照明システム１に用いられる全てのＥＬ素子２を消灯させた状態において、ＥＬ素子２は、透光性仕上げ材３によって覆われているため、室内において全く存在感がない。室内照明システム１の作動時、各発光パネル５の制御部４は、制御装置７（図１参照）からの制御信号を受けて、格子状に配置された複数のＥＬ素子２を個別に点灯制御する。例えば、図９に示すように、室内照明システム１に用いられる全てのＥＬ素子２を点灯させる。そうすると、ＥＬ素子２が発光した光が室内全体に亘って放射される。

この光は、透光性仕上げ材３を透過して、室内に放射されるため、居住者にギラギラした眩しさを感じさせ難い自然な光となり、ディスプレイ装置のようなドット感やギラつき感も与え難い。しかも、ＥＬ素子２自体は透光性仕上げ材３で覆われているので、室内において照明装置やディスプレイ装置のような発光体自体の存在感が無い。そのため、室内照明システム１は、居住者に対して、自然で居心地の良い照明環境を与えることができる。また、発光面積を広くすれば、単位面積あたりの輝度が低くなっても、部屋全体を明るくすることができる。

また、例えば、居住者がリビングで寛ぎの時間を過ごそうとするときは、図１０に示すように、床面に近い低位置のＥＬ素子２を点灯させる。こうすれば、足元がほんのり明るくなり、ムード溢れる空間を演出することができる。また、居住者が部屋隅に置かれたソファーで読書をしようとするときは、図１１に示すように、その箇所のみを点灯させる。このとき、透光性仕上げ材３を介して放射された光は、ギラつきが少ないので、目に負担をかけ難く、居住者は、快適に読書を楽しむことができる。また、部屋全体を明るくする必要もないので、省エネにも役立つ。なお、このような点灯制御は、室内に人感センサ（不図示）を設けて、人が居る場所の近傍のＥＬ素子２を、制御装置７（図１参照）が自動的に点灯するようにしてもよい。

また、透光性仕上げ材３に、絵や模様、又は幾何学的な図形等の柄が描かれた化粧シートが用いられてもよい。このとき、ＥＬ素子２を点灯させると、化粧シートに描かれた柄が、浮かび上がるように強調され、室内側からの照明では実現できない斬新な空間演出が可能となる。なお、図１２には、大理石調の化粧シートを用いた例を示すが、これに限られないことは言うまでもない。

また、上述した複数の発光セル２ｃ（図３参照）でＥＬ素子２を構成し、それらを個別に点灯制御すれば、より細かな演出が可能となり、壁面Ｗの表面に、様々な文字や図形等を表示することができる。また、図１３に示すように、時計を表示することもできる。

なお、上述した発光パネル５においては、複数のＥＬ素子２が殆ど隙間無く配置された例を示したが、図１４に示すように、複数のＥＬ素子２を、それらの間に一定の間隔が空くように配置してもよい。この場合、室内照明システム１を全面発光させることはできないが、室内照明システム１の半分程度の面積に各ＥＬ素子２が設けられていれば、室内を十分な明るさに補光することができる。また、ＩＴＯや蛍光体といった高コスト材料の使用量を低減できるので、生産コストを低減することができる。

なお、本発明は、壁紙等の壁面用仕上げ材の裏側にＥＬ素子から成る平面発光体を設け、壁面用仕上げ材を介して室内に光が放射されるようになしたものであれば、上述の実施形態に限られることなく種々の変形が可能である。また、例えば、上述した本実施形態では、格子状に配置された複数のＥＬ素子２を個別にオンオフ制御して、室内照明システム１全体における発光面積を変化させる例を示したが、制御部４が複数のＥＬ素子２の夫々の調光出力を制御するようにしてもよい。また、赤色、青色、黄色の３色を発光可能なＥＬ素子２を用い、制御部４が、これらの発光色を組み合わせて点灯制御することにより、例えば、様々なシチュエーションに応じて室内空間の演色性を変化させるようにしてもよい。

１ 室内照明システム
２ ＥＬ素子
３ 透光性仕上げ材
４ 制御部
Ｗ 壁面（室内面）

Claims (4)

1. 複数のＥＬ素子が格子状に配置された発光パネルと、複数の前記発光パネルを室内面に沿って固定する枠体と、前記発光パネルの表面に配設される透光性を有する壁紙用化粧シートと、前記ＥＬ素子を個別に点灯制御する制御部と、を備え、
   前記壁紙用化粧シートは、前記枠体に固定された複数の前記発光パネルの表面に貼付されることを特徴とする室内照明システム。
2. 前記複数のＥＬ素子は、夫々一定の間隔が空くように前記発光パネルに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の室内照明システム。
3. 前記発光パネルは、壁面に固定され、
   前記制御部は、前記複数のＥＬ素子のうち床面に近い低位置のＥＬ素子を選択的に点灯させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の室内照明システム。
4. 室内に設けられた人感センサを更に備え、
   前記制御部は、前記複数のＥＬ素子のうち前記人感センサにより検知された人が居る場所の近傍のＥＬ素子を選択的に点灯させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の室内照明システム。