JP5789757B2

JP5789757B2 - 照明装置

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Publication number: JP5789757B2
Application number: JP2011048098A
Authority: JP
Inventors: 秀治河地; 宮川　昇; 昇宮川; 小西　洋史; 洋史小西; 理棚橋
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2031-03-04
Also published as: EP2495491A2; JP2012186006A; EP2495491A3; EP2495491B1

Description

本発明は、光源にＥＬ素子を用いた照明装置に関する。

エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、正電極及び負電極間に発光層を配置して構成された発光部が透明基板上に形成されたものである。ＥＬ素子は、上記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、発光層を有機化合物で形成した有機ＥＬ素子と、無機化合物で形成した無機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、有機化合物の種類によって様々な発光色が得られ、また、平面状の発光パネルとしての製造が容易であることから、近年、照明器具の光源に用いることが注目されている。

この種のＥＬ素子を用いた発光装置においては、ＥＬ素子を用いた発光パネルを点灯制御する回路基板が発光パネルの横に配置されて、モジュール化されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１８９２３９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の発光装置においては、回路基板が発光パネルの横に配置されているので、この回路基板の位置に発光パネルを設けることができず、非発光領域（発光しない領域）が生じてしまう。そのため、例えば、複数のモジュールを並べて配置した場合、隣合うモジュールの発光領域の距離が長くなり、大きな発光面積を有する照明装置を組むことができない。一方、発光パネルの非発光面側に回路基板を載置すると、モジュール及びこれを用いた照明装置の厚みが増えてしまい、平面状の発光パネルとしての利点を損ねる虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、発光面側における発光領域を大きくすることができ、且つ厚みを薄くすることができる照明装置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、発光パネル及びこの発光パネルの非発光面側に載置された配線基板を収容するケースを有する光源部と、前記発光パネルを点灯制御するための回路基板を収容するハウジングを有し、前記光源部の背面と着脱自在に構成された装着部と、を備えた照明装置であって、前記ケースは、前記装着部側に凸状に形成されてその裏面側に前記配線基板を収容する凹状の配線基板収容部を構成し、前記ハウジングは、前記光源部側に凸状に形成されてその裏面側に前記回路基板を収容する凹状の回路基板収容部を構成し、前記配線基板収容部及び前記回路基板収容部は、前記光源部及び前記装着部の装着状態において、前記配線基板と前記回路基板とが互いに重なり合わないように配置され、前記光源部のケースと前記装着部のハウジングとが互いに嵌り合うように構成されていることを特徴とする。

上記照明装置において、前記ケースにおける前記配線基板収容部以外で構成される凹部と、前記ハウジングにおいて前記光源部側に凸状となった前記回路基板収容部とが、夫々対応する位置に形成され、凹凸関係で嵌り合っていることが好ましい。

上記照明装置において、前記配線基板が、枠形状に形成され、前記回路基板が、前記枠形状の配線基板の中央開口部に対応するように、前記装着部の中央に配置されていることが好ましい。

本発明によれば、配線基板及び回路基板がいずれも発光パネルの非発光面側に配置されるので、発光面側における発光領域を大きくすることができる。また、配線基板と回路基板とが重なり合わなように収容されるので、これらを重ね合わせて収容する場合に比べて照明装置の厚みを薄くすることができる。

本発明の一実施形態に係る照明装置の分解斜視図。同照明装置の光源部を装着部側から見た分解斜視図。同照明装置の光源部に用いられる発光パネル及び配線基板の正面図。同照明装置の装着部を光源部とは反対側から見た分解斜視図。同照明装置の装着部を光源側から見た斜視図。（ａ）同照明装置の光源部と装着部とを分離した状態を示す側面図、（ｂ）は光源部を装着部に装着した状態を示す側面図。

本発明の一実施形態に係る照明装置について、図１乃至図６を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の照明装置１は、有機ＥＬ素子を用いた平面状の発光パネルを収容するケース２０を有する光源部２と、発光パネルを点灯制御するための回路基板を収容するハウジング３０を有する装着部３と、を備える。光源部２のケース２０には、発光パネルと共に、後述する配線基板が収容されている。また、光源部２は、装着部３と対向する面（背面）に、装着部３と係合するための複数の爪部２１と、配線基板と装着部３の回路基板とを電気的に接続する端子部４と、を備える。端子部４は、光源部２の回路基板に突設され、ケース２０に形成された溝部２３を通して、装着部３側に露出している。また、装着部３は、光源部２の爪部２１と係合する保持部３１を備え、この保持部３１によって光源部２を着脱自在とすることができる。

図２に示すように、光源部２は、上述したケース２０に加え、発光パネル５と、この発光パネル５の非発光面側（図中上方向）に載置された配線基板６と、を備える。発光パネル５と配線基板６とは、耐熱性、耐湿性及び応力緩和性に優れる芯材入りのアクリル系両面接着テープ等によって接着固定され、導電性ワイヤ７が超音波溶着等されることによって電気的に接続される。

ケース２０は、発光パネル５の発光面側（図中下方向）を覆う表ケース２０ａと、非発光面側を覆う裏ケース２０ｂとから構成される。表ケース２０ａは、透明な矩形平板状部材で構成されている。表ケース２０ａは、この他に、発光パネル５と対向する面が開口した矩形枠状部材、又は少なくとも発光パネル５と対向する面が透明な矩形平板状部材であってもよい。なお、表ケース２０ａが前者である場合は、開口した箇所に透明な保護カバー等が配置されることが好ましい。表ケース２０ａの周縁部には、裏ケース２０ｂと係合するための複数の係合爪２２が突設されている。

裏ケース２０ｂは、表ケース２０ａと対向する面が開口した有底の缶形状部材であり、その表面側の周部が装着部３と対向する方向に凸状に形成されてその裏面側に配線基板６を収容する凹状の配線基板収容部２４を構成する。また、裏ケース２０ｂは、配線基板収容部２４以外で構成される凹部２５を備える。言い換えると、配線基板収容部２４は、その中央に凹部２５を配した枠形状に形成されている。

配線基板収容部２４の装着部３側の面には、上述した爪部２１が、裏ケース２０ｂと一体的に形成されている。本例において、爪部２１は、４箇所に設けられ、裏ケース２０ｂの長手方向に設けれた対となる爪部２１の先端が、互いに外向きとなるように形成される。また、裏ケース２０ｂの周側面には、表ケース２０ａの係合爪２２と係合する係合溝２６が設けられる。係合溝２６が設けられていない周側面と配線基板収容部２４とを接続する角部は、図例のように、面取りされていることが好ましい。こうすれば、光源部２の外観をスリム化することができる。なお、ケース２０を構成する表ケース２０ａ及び裏ケース２０ｂの形状は、照明装置１の用途に応じた任意の形状が用いられ、発光パネル５の形状に対応した形状に形成されるが、本例では、図示したような長尺矩形状のものとする。また、ケース２０の構成材料としては、例えば、ＡＢＳ樹脂やアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等のプラスチック材料、又は表面に絶縁処理が施されたアルミニウム等の金属材料が用いられる。

発光パネル５は、透光性を有する矩形の基板上に、透明導電膜から成る正電極、発光機能を有する発光層、光反射性を有する負電極を、順に積層した発光部（不図示）が形成され、発光部の外側が封止材で被覆されたものである。これら基板、正電極、発光層、負電極、封止材には、有機ＥＬ素子として汎用される材料が適宜に用いられる。また、封止材上には、銅板等から構成される均熱板５０が設けられる。なお、正電極として汎用されるＩＴＯ等の透明電極材料は、導電性材料としては比較的電気伝導度が低いため、特に、発光部の面積を大きくすること望まれる発光パネル５においては、給電点から遠ざかるにつれて電圧降下が生じ、発光部に輝度のバラツキが生じることがある。そこで、ＩＴＯの電圧降下を防止するための金属のパターン、すなわち補助電極が形成される。

補助電極は、基板側への光の出射を妨げないよう、発光層が形成される箇所に対応する部分が開口するように、スパッタリング等の方法により成膜される。ここで、補助電極は、その開口箇所の周縁部がＩＴＯ等から成る正電極と接すると共に、その一部が延出され、図３に示すように、正極取り出し用の給電電極５１が形成される。また、負極層の一部が延設されるようにパターニングされ、負極取り出し用の給電電極５２が形成される。これら給電電極５１，５２は、図３に示したように、同じ極性が互いに隣り合わないように配置されていることが好ましい。つまり、同じ極性の給電電極５１，５２が夫々離れた位置に設けられることにより、給電点が分散し、発光部に対する印加電圧が均一化するので、輝度バラツキを生じ難くすることができる。

配線基板６は、ガラス繊維布にエポキシ樹脂等を含侵させて硬化させたガラス繊維板、例えば、ＦＲ−４等の、難燃性及び低導電率を両立した基材を用い、配線基板収容部２４に収容されるように、その中央が開口した枠形状に形成されている。端子部４は、配線基板６に接合される接合片４１及びこの接合片４１から立設された端子片４２から構成される。本例においては、一対の端子部４が、配線基板６の一方の周縁部に設けられる。また、配線基板６上には、端子部４の接合片４１と電気的に接続された正電極線及び負電極線（不図示）が形成される。これら電極線は、絶縁材料によって被覆されると共に、発光パネル５と対向する面とは反対側の面において、それらの一部が露出することによってランド部６１，６２が形成される。これらランド部６１，６２は、発光パネル５の正電極及び負電極に夫々電気的に接続された給電電極５１，５２と夫々導電性ワイヤ７によって結線される。

発光パネル５における同じ極性の給電電極５１，５２は、給電電極５１同士が導電性ワイヤ７によって接続されるのではなく、導電性ワイヤ７及び配線基板６を介して電気的に接続されることが好ましい。発光パネル５の周縁部に配された給電電極５１同士を接続する場合、結線される導電性ワイヤ７がアーチ状になるため、この導電性ワイヤ７の頂点部が裏ケース２０ｂに接触しないように、裏ケース２０ｂに所定のスペースを設ける必要がある。これに対して、本例のように、同じ極性の給電電極５１，５２を、導電性ワイヤ７及び配線基板６を介して接続すれば、周縁部に導電性ワイヤ７を配する必要がなくなる。こうすれば、上述したように、裏ケース２０ｂの角部を面取りすることができ、光源部２をスリム化することができる。

図４及び図５に示すように、装着部３は、上述したハウジング３０に加え、発光パネル５を点灯制御するための回路基板８と、端子部４と回路基板８とを電気的に接続する一対の端子受け部８１と、を備える。ハウジング３０は、光源部２側に凸状に形成されてその裏面側に回路基板８を収容する凹状の回路基板収容部３２を構成する。また、ハウジング３０には、端子部４を挿通させる貫通溝３３が設けられている。

回路基板８には、配線基板６と同様の基材が用いられ、この矩形状に形成された基材の光源部２側の面に、発光パネル５を点灯駆動するための駆動ドライバ等の各種素子８２が実装される。また、回路基板８には、上記端子受け部８１との接合部及び外部給電用端子（不図示）が設けられ、これら接合部、外部給電用端子及び駆動ドライバ等が回路基板８に設けられた配線パターンによって電気的に接続される。端子受け部８１は、Ｌ字形状に屈曲した一対の金属片であり、一方の端部が回路基板８と接続され、他方の端部が光源部２側へ立設されると共に、この立設された片が板バネ状に形成されて、貫通溝３３を挿通した端子部４（図１参照）を押圧する。これにより、端子受け部８１と端子部４との電気的接続を確実なものとすることができる。なお、端子受け部８１は、端子部４と接続されたときに、クリック感を与えるように構成されていてもよい。回路基板８及び端子受け部８１は、光源部２と対向する面とは反対側から絶縁板３４によって覆われ、外部からの物理的及び電気的な影響から保護される。

回路基板収容部３２は、裏ケース２０ｂの凹部２５に嵌り合うように、装着部３の中央に位置するように形成されている。回路基板収容部３２内には、ネジ止部３５が設けられている。回路基板収容部３２の周縁には、保持枠３６が設けられている。この保持枠３６は、ネジ止部３５と共に、回路基板８上に実装された駆動ドライバ等の各種素子８２が、回路基板収容部３２の底面に接触しないように、回路基板８を中浮き状態で保持する。回路基板８には、回路基板収容部３２のネジ止部３５と対応する位置に、ネジ孔８３が形成され、また、絶縁板３４にも切欠部３７が形成されている。これら切欠部３７、ネジ孔８３及びネジ止部３５にネジ（不図示）が挿通されることにより、ハウジング３０に回路基板８及び絶縁板３４が固定される。ここで、ネジ止部３５及び保持枠３６は、回路基板８の各種素子８２が実装されていない面（裏面）が、回路基板収容部３２の周縁部３８よりも、絶縁板３４の厚み分、低くなる位置で回路基板８を保持する。そのため、絶縁板３４がハウジング３０に固定された状態で、絶縁板３４と周縁部３８とは段差の無い平滑な面を構成する（図１参照）。従って、装着部３を壁面等の取付面に取り付ける際に、がたつくことがなく、安定して施工を行なうことができる。なお、周縁部３８には、装着部３を壁面等の取付面に固定するための固定部材（不図示）を挿通させるための固定孔３９が設けられている。

図５に示すように、ハウジング３０の光源部２と対向する面は、保持部３１が設けられている。保持部３１は、光源部２の爪部２１（図１参照）と対応する位置に設けられ、少なくとも２箇所の爪部２１に対応する保持部３１は、スライド可能なように構成されると共に、バネ等の付勢機構９によって内側に付勢されている。スライドする保持部３１は、図例のように、スライド片９１によって連結されていることが好ましい。こうすれば、一方の保持部３１をスライドさせれば、スライド片９１によって連結された他方の保持部３１も共にスライドするので、光源部２を装着部３から取り外す作業を容易にすることができる。

次に、照明装置１の光源部２の交換作業手順について、図６（ａ）（ｂ）を参照して説明する。なお、照明装置１の施工は、装着部３を壁面や天井、あるいは照明器具本体を構成するハウジングの取付面（不図示）に固定しておく。まず、光源部２を、図６（ａ）に示すように、端子部４と端子受け部８１が同じ方向に位置するように、装着部３に対向させる。そして、図６（ｂ）に示すように、光源部２を装着部３に装着させる。このとき、付勢機構９が設けられた保持部３１に対応する爪部２１を、先に当該保持部３１に係止させて、保持部３１を外側へスライドさせる。その後、他方の爪部２１を、付勢機構９が設けられていない方の保持部３１に係止させる。こうすれば、先に係止させた保持部３１は、付勢機構９によって内側に戻り、全ての爪部２１が保持部３１に係止され、光源部２を装着部３に容易に装着させることができる。また、このとき、端子部４が端子受け部８１に接続されるので、光源部２と装着部３との物理的な装着と、電気的な接続とを同時に行なうことができる。

一方、光源部２を装着部３から取り外すときは、光源部２０を握持すると共に、付勢機構９が設けられている方の保持部３１を押し込むことによりスライドさせる。そうすると、付勢機構９が設けられていない方の爪部２１と保持部３１の係合が解除されるので、この解除された光源部２の端部を持ち上げれば、光源部２を装着部３から容易に取り外すことができる。また、複数の照明装置１が列状に配置されている場合は指で、複数の照明装置１が格子状に配置されている場合は、その隙間に棒状の部材を差し込むこんで、付勢機構９が設けられている方の保持部３をスライドさせる。こうすれば、上記と同様に、光源部２を装着部３から取り外すことができる。

本実施形態の照明装置１においては、配線基板収容部２４及び回路基板収容部３２が、配線基板６と回路基板８とが互いに重なり合わないように配置され、光源部２のケース２０と装着部３のハウジング３０とが互いに嵌り合うように構成されている。この構成によれば、光源部２及び装着部３の装着状態において、配線基板６及び回路基板８は、いずれも発光パネル５の非発光面側に配置されるので、発光面側における発光領域を大きくすることができる。従って、複数の照明装置１を並べて配置した場合においても、発光パネル５同士を近接して配置することができ、大きな発光面積を有する照明装置を組むことができる。また、配線基板６と回路基板８とが重なり合わなように収容されるので、これらを重ね合わせて収容する場合に比べて照明装置１の厚みを薄くすることができる。

また、ケース２０の凹部２５と、ハウジング３０において光源部２側に凸状となった回路基板収容部３２とが、夫々対応する位置に形成され、凹凸関係で嵌り合うように構成されている。つまり、光源部２のケース２０側が凹形状であり、装着部３のハウジング３０側が凸形状である。装着部３の回路基板収容部３２は、回路基板８上に実装される各種素子８２等の収容スペースが必要なので、その突出量が、光源部２の配線基板収容部２４の突出量（凹部２５の深さ）よりも大きくなる。そのため、回路基板収容部３２の周縁部３８と配線基板収容部２４との間には、図６（ｂ）に示したように、若干の隙間が形成される。この隙間には、装着部３を取付面等に固定するためのネジのネジ頭や、回路基板８へ給電するための外部給電配線等を格納することができる。

また、配線基板６が枠形状に形成され、回路基板８が、枠形状の配線基板６の中央開口部に対応するように、装着部３の中央に配置されている。この構成によれば、枠形状の配線基板６において、ランド部６１，６２を、発光パネル５の給電電極５１，５２と近接した位置に設けることができる。そのため、導電性ワイヤ７による結線距離が短くなるので、導電性ワイヤ７の頂点部の高さを低く抑えることができ、ケース２０を薄型化することができる、また、導電性ワイヤ７の消費量を低減することができる。また、回路基板８に矩形状の基板を用いることができるので、この回路基板８上に実装される駆動ドライバ等の各種素子８２を分散させずに集中して配置することができる。

更に、照明装置１は、発光パネル５を有する光源部２と、回路基板８を有する装着部３とを別体としているので、例えば、発光パネル５の故障や素子寿命等により点灯切れを起こした際には、ユーザは光源部２のみを取り替えればよい。また、光源部２は、回路基板８等を有していないので、これらを内蔵するモジュールに比べて、安価に製造することができる。

なお、本発明は、配線基板収容部２４及び回路基板収容部３２が、配線基板６と回路基板８とが互いに重なり合わないように配置され、ケース２０とハウジング３０とが互いに嵌り合うように構成されていれば、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。例えば、上述の実施形態においては、回路基板収容部３２が、ケース２０の凹部２５に嵌り合う構成を示したが、配線基板収容部２４及び回路基板収容部３２が互いに矩形状であり、所定のスペースを分け合うように互い違いに配置されていてもよい。また、回路基板収容部３２が枠状に形成され、この回路基板収容部３２の間に配線基板収容部２４が嵌り合うように構成されてもよい。

１照明装置
２光源部
２０ケース
２４配線基板収容部
２５凹部
３装着部
３０ハウジング
３２回路基板収容部
５発光パネル
６配線基板
８回路基板

Claims

平面状の発光パネル及びこの発光パネルの非発光面側に載置された配線基板を収容するケースを有する光源部と、前記発光パネルを点灯制御するための回路基板を収容するハウジングを有し、前記光源部の背面と着脱自在に構成された装着部と、を備えた照明装置であって、
前記ケースは、前記装着部側に凸状に形成されてその裏面側に前記配線基板を収容する凹状の配線基板収容部を構成し、
前記ハウジングは、前記光源部側に凸状に形成されてその裏面側に前記回路基板を収容する凹状の回路基板収容部を構成し、
前記配線基板収容部及び前記回路基板収容部は、前記光源部及び前記装着部の装着状態において、前記配線基板と前記回路基板とが互いに重なり合わないように配置され、前記光源部のケースと前記装着部のハウジングとが互いに嵌り合うように構成されていることを特徴とする照明装置。
前記ケースにおける前記配線基板収容部以外で構成される凹部と、前記ハウジングにおいて前記光源部側に凸状となった前記回路基板収容部とが、夫々対応する位置に形成され、凹凸関係で嵌り合っていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記配線基板が、枠形状に形成され、前記回路基板が、前記枠形状の配線基板の中央開口部に対応するように、前記装着部の中央に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。