JP5807951B2 - 有機el照明ユニットおよび有機el照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、有機EL照明ユニットおよび有機EL照明装置に関する。
有機ELはガラス基板上もしくは透明基板上に作製した自発光型の表示装置もしくは照明装置と知られている。このことから、有機ELは、壁、テーブルの天板などを照明にするといった今までに無い大面積の空間の演出に期待が寄せられている。しかし、有機ELは輝度にムラなく均一に発光する大面積の有機EL照明装置を作製することは、困難であることが知られている。困難にしている要因として、大面積蒸着時の膜厚均一性を保つことが難しいことや、大面積化による欠陥発生頻度の上昇、透明電極の抵抗による電圧降下等が挙げられる。
そこで、有機EL照明パネルを大面積になるように並置配列した場合を考える。有機ELは大気に非常に弱く封止領域が必要であるため、有機EL基板と封止基板とを張り合わせる際の接着部が必要であり、接着部と電力を供給する給電部が非発光部分となる。有機EL照明パネルを単に並置配列しても、発光部1に対して非発光部分の割合が大きく、輝度にムラなく均一に発光する大面積の有機EL照明装置を作製することは難しい。
この問題を解決するものとして、特許文献1に、導光板の端面に有機EL素子を貼り付けて導光板に光を導光させ光を正面から光を取り出すことを特徴とする面発光照明機器が記載されている。特許文献1の技術では、有機EL素子を透明または半透明導光板の端部に配置してモジュールを作製し、そのモジュールをタイリングすることにより表示装置とすることで有機EL表示装置の大型化、フルカラー化、高精細化を低コストで提供することができる。
特許文献2には、直平行六面体の一面を放射開口部とし、その他の面をLED素子で構成した直平行六面体チャンバが記載されている。また、LED素子に限らず、あらゆるエレクトロルミネッセント素子が利用できることとされている。
特許文献3には、長くて薄い回路板上に複数の照明素子(発光ダイオード)を取り付けた後、照明素子を内側に向け、環状ライトの中心軸に対して実質的に垂直となるように、一対の対向する真っ直ぐな横縁を有する長くて薄い回路板を円筒形に曲げた照明素子環状ライトが記載されている。
特許文献4には、小型化及び高輝度化を実現できる発光装置と、これを用いた表示装置及び照明装置が記載されている。特許文献4の発光装置は、基台と、前記基台上に配置された光反射部と、前記光反射部を囲う筒状体と、前記筒状体の内面に配置された複数の発光素子とを含む。
特開2009−110775号公報 特表2008−509516号公報 特表2001−525978号公報 特表2010−506348号公報
しかしながら、特許文献1の技術では、導光板を使用することによって、余分な部材を使用することによるコスト・廃棄物の増加、導光板素材の透過率に依存したサイズの制限などといった問題が出てくる。
特許文献2の技術の目的は、高い輝度を持つLEDランプシステムを提供することにあり、大面積の有機EL照明装置の作製に関する記載はなされていない。また、特許文献2に記載のチャンバは、直平行六面体の一面を開口部とし、その他の面を発光素子で構成しているので、光を射出する開口部の輝度を均一に保つものではない。
特許文献3および特許文献4の技術は、有機ELを用いたものではない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、有機EL照明パネルを用いて、暗部を減少し、輝度のムラがより少なく均一に発光する大面積の有機EL照明装置およびこれを構成する有機EL照明ユニットを簡便な構成かつ低コストで提供することを目的とする。
本発明の第1の観点にかかる有機EL照明ユニットは、
中空の多角柱と、
前記多角柱の側面に配置される、それぞれが前記多角柱の内側に2以上の色のいずれかの光を発光する複数の有機EL照明パネルとを備え、
前記多角柱の底面のうち一方の底面は光を透過し、他方の底面は光を透過するか、または、前記有機EL照明パネルの光を前記多角柱の内側に反射する反射板を備え
前記2以上の色のうち寿命が短い色の前記有機EL照明パネルの数が、前記2以上の色のうち寿命が長い色の前記有機EL照明パネルの数よりも多いことを特徴とする。
本発明の第2の観点にかかる有機EL照明装置は、
本発明の第1の観点にかかる有機EL照明ユニットを2つ以上備え、
前記有機EL照明ユニットは、前記光を透過する底面の向きを揃えて並置配列されることを特徴とする。
本発明によれば、有機EL照明パネルを用いて、暗部を減少し、輝度のムラがより少なく均一に発光する大面積の有機EL照明装置およびこれを構成する有機EL照明ユニットを簡便な構成かつ低コストで実現できる。
有機EL照明パネルを並置配列した図である。 実施の形態に係る四角柱の有機EL照明ユニットの例を示す斜視図である。 実施の形態に係る六角柱の有機EL照明ユニットの例を示す正面図である。 実施の形態に係る四角柱の有機EL照明ユニットの例を示す斜視図である。 実施の形態に係る四角柱の有機EL照明ユニットを縦横に並置配列した例を示す図である。 実施の形態に係る六角柱の有機EL照明ユニットを縦横に並置配列した例を示す図である。 実施の形態に係る有機EL照明パネルの概略断面図である。 複数色の有機EL照明パネルを用いる四角柱の有機EL照明ユニットの例を示す図である。 実施の形態に係る四角柱の有機EL照明ユニットを市松模様状に並置配列した図である。 実施の形態に係る四角柱の有機EL照明ユニットを用いたスタンド型の有機EL照明装置の例を示す図である。
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。
図1は、有機EL照明パネルを並置配列した図である。有機ELは大気に非常に弱く封止領域が必要であるため、有機EL照明パネル4には、有機EL基板と封止基板とを張り合わせる際の接着部2が必要である。また、有機EL照明パネル4は、有機EL基板に電力を供給する給電部3を備える。接着部2と給電部3は非発光部分であるので、発光部1に対して非発光部分の割合が大きく、図1のように有機EL照明パネル4を並置配列しても、輝度にムラなく均一に発光する大面積の有機EL照明装置を作製することは難しい。
図2は、実施の形態に係る四角柱の有機EL照明ユニットの例を示す斜視図である。図2のように、4枚の有機EL照明パネル4を中空の四角柱になるように張り合わせて有機EL照明ユニットを作製する。有機EL照明ユニットは、1つまたは2つの光を透過する底面を有する。有機EL照明パネル4は発光部が内側に向くように配置し、光を透過する底面から光が射出するようにする。このとき、光を透過する底面の輝度が均一になるように、有機EL照明パネル4を発光させる。図2の例では、1つの光を透過する底面(開口部)から光が射出するようにしており、対向する底面には反射板5を配置している。これにより、開口部から射出する光の輝度はより高くなる。
本実施の形態の有機EL照明ユニットは、光を透過する底面(正面)から見ると、非発光部は、有機EL照明パネル4の厚みの部分のみである。したがって図1に示す有機EL照明パネルを単に並置配列した場合よりも暗部が減少する。
有機EL照明ユニットの形状は四角柱に限らず、光を透過する底面を同じ向きに揃えて並置配列して大面積を構成できる多角柱であればよい。多角柱には、三角柱を含む。多角柱は、並置配列して大面積を構成できれば、正多角柱でなくてもよい。また、多角柱を構成するパネルは、すべてが有機EL照明パネル4でなくてもよい。少なくとも1枚の有機EL照明パネル4を含み、残りのパネルは反射板で構成してもよい。使用する反射板は、光を透過する底面の輝度の均一性を保つため、反射率がより高いものが好ましい。
図3は、実施の形態に係る六角柱の有機EL照明ユニットの例を示す正面図である。図3(a)の例では、2枚の有機EL照明パネル4と4枚の反射板5を中空の六角柱になるように張り合わせて有機EL照明ユニットを作製する。2枚の有機EL照明パネル4は、向かい合う面になるように配置する。図3(b)の例では、3枚の有機EL照明パネル4と3枚の反射板5を六角柱になるように張り合わせて有機EL照明ユニットを作製する。3枚の有機EL照明パネル4は、1枚おきに配置する。反射板5は、開口部の輝度の均一性を保つため、反射率がより高いものが好ましい。これによれば、六角柱の全側面に有機EL照明パネル4を配置する場合よりもコストを軽減することができる。
これらの有機EL照明ユニットは、1つまたは2つの光を透過する底面を有する。有機EL照明パネル4は発光部が内側に向くように配置し、反射板5は内側に反射するように配置し、光を透過する底面から光が射出するようにする。このとき、光を透過する底面の輝度が均一になるように、有機EL照明パネル4を発光させる。図3の例では、2つの光を透過する底面(開口部)から光が射出するようにしている。
有機EL照明ユニットは、有機EL照明パネル4を多角柱の側面の全面に配置する構成に限られない。有機EL照明パネル4は、多角柱の側面において、多角柱の光を透過する底面の輝度を均一にすることが可能な光量を発光できる程度の範囲を占めていればよい。
図4は、実施の形態に係る四角柱の有機EL照明ユニットの例を示す正面図である。図4(a)の例では、四角柱の側面よりも小さい有機EL照明パネル4を配置したパネル4枚を中空の四角柱になるように張り合わせて有機EL照明ユニットを作製する。張り合わせるパネルの有機EL照明パネル4以外の部分は、反射板5で構成する。反射板5は、開口部の輝度の均一性を保つため、反射率がより高いものが好ましい。有機EL照明パネル4は発光部が内側に向くように配置し、光を透過する底面から光が射出するようにする。このとき、光を透過する底面の輝度が均一になるように、有機EL照明パネル4を発光させる。図4(a)の例では、1つの光を透過する底面(開口部)から光が射出するようにしており、対向する底面には反射板5を配置している。
図4(b)の例では、有機EL照明パネル4を4枚配置したパネル4枚を中空の四角柱になるように張り合わせて有機EL照明ユニットを作製する。また、張り合わせるパネルの有機EL照明パネル4以外の部分は、反射板5で構成する。反射板5は、開口部の輝度の均一性を保つため、反射率がより高いものが好ましい。有機EL照明パネル4は発光部が内側に向くように配置し、光を透過する底面から光が射出するようにする。このとき、光を透過する底面の輝度が均一になるように、有機EL照明パネル4を発光させる。図4(b)の例では、1つの光を透過する底面(開口部)から光が射出するようにしており、対向する底面には反射板5を配置している。
図4の有機EL照明ユニットによれば、四角柱の1側面の全面に有機EL照明パネル4を配置する場合よりも大きい有機EL照明ユニットを作製することができ、有機EL照明ユニットの光を透過する底面(開口部)の面積を大きくすることができる。
このように、有機EL照明ユニットは様々な構成が可能であるが、多角柱の1側面に対し、有機EL照明パネル4を1枚配置する場合も、複数枚配置する場合も、側面の全面に配置することが好ましい。また、多角柱の全側面に有機EL照明パネル4を配置することが好ましい。多角柱の1側面に対し、有機EL照明パネル4を全面に配置し、さらに全側面に有機EL照明パネル4を配置することにより、輝度が高くなり、光を透過する面の輝度がより均一になる。
このような多角柱の有機EL照明ユニットを複数個並置配列することによって、輝度にムラなく均一に発光する大面積の有機EL照明装置を作製する。
図5は、実施の形態に係る四角柱の有機EL照明ユニットを縦横に並置配列した例を示す図である。四角柱の有機EL照明ユニットを縦横に配列することで、有機EL照明ユニットの開口部の面積×有機EL照明ユニットの数の面積の発光面を持つ有機EL照明装置を作製することができる。図5では、有機EL照明ユニットの開口部の面積×15の面積の発光面を持つ有機EL照明装置の例を示している。
図6は、実施の形態に係る六角柱の有機EL照明ユニットを縦横に並置配列した例を示す図である。六角柱の有機EL照明ユニットを縦横に配列することで、有機EL照明ユニットの開口部の面積×有機EL照明ユニットの数の面積の発光面を持つ有機EL照明装置を作製することができる。図6では、有機EL照明ユニットの開口部の面積×13の面積の発光面を持つ有機EL照明装置の例を示している。
同じ有機EL照明パネル4を用いた場合、三角柱や四角柱の有機EL照明ユニットの開口部よりも、六角柱の有機EL照明ユニットの開口部のほうが面積が大きい。したがって、六角柱の有機EL照明ユニットを並置配列し、ハニカム構造の有機EL照明装置を作製することにより、強度を損なわずに、三角柱や四角柱の有機EL照明ユニットを配列する場合よりも有機EL照明ユニットの数を減らすことができる。これにより、コストを軽減することができる。
以下に、有機EL照明ユニットを構成する有機EL照明パネル4について説明する。
図7は、実施の形態に係る有機EL照明パネルの概略断面図である。図6を用いて、有機EL照明パネル4の製造プロセスの一例を説明する。基板9には、ITO(Indium Tin Oxide)付きガラス基板を用いる。基板9の厚さは0.4〜0.7mmが一般的であるが、この範囲に限定されるものではない。またプラスチック基板を用いてもよい。
まず、基板9には、陽極(透明導電膜)として、ITOがパターニングされている。陽極上に有機EL層8を蒸着により順次積層する。有機EL層8の材料、膜厚としては、たとえば正孔輸送層(α−NPD:40nm)/発光層、電子輸送層(Alq3:80nm)/LiF(0.5nm)という構成があるが、これに限定されるものではない。有機EL層8を積層した後に、陰極としてアルミニウム7を積層する。アルミニウム7の膜厚は100〜200nmが一般的である。
次に有機EL層8を外気から遮断するために封止を行う。図7では封止ガラス6を被せている。封止ガラス6の厚さは0.5〜1.0mmである。いずれにせよ、外気と遮断することができれば、これらの方法に限られたものではない。
基板9の厚さ+有機EL層8の厚さ+アルミニウム7の厚さ+封止ガラス6の厚さ=0.4〜0.7mm+(40nm+80nm+0.5nm)+100〜200nm+0.5〜1.0mm=約0.9〜1.7mmとなり、有機EL照明パネル4の厚さは2mm以下となる。この有機EL照明パネル4を用いて構成した有機EL照明ユニットの開口部(正面)から見た非発光部(暗部)は、四方の有機EL照明パネルの厚さの部分であるので、幅2mm以下の四角い枠となる。この有機EL照明パネル4を図5のように縦横に並置配列した場合、開口部(正面)から見た非発光部(暗部)は、幅4mm以下の格子状となる。
有機EL照明パネル4の厚みを薄くすればするほど、非発光部(暗部)が減少し、より輝度のムラが少なく均一に発光する大面積の有機EL照明装置を作製することができる。
なお、有機EL照明ユニットに用いる有機EL照明パネル4は1色に限られない。
図8には、複数色の有機EL照明パネルを用いる四角柱の有機EL照明ユニットの例を示す図である。図8は、赤、緑、青の3色の有機EL照明パネル4を用いて白色の光を開口部より射出する有機EL照明ユニットである。図8の例では、青色の有機EL照明パネルの寿命が短いとする。そこで、図8に示すように、赤色、緑色の有機EL照明パネル4を1枚ずつ、青色の有機EL照明パネル4を2枚用いて有機EL照明ユニットを作製することにより、青色パネルの投入電力を下げることができるので、輝度低下時の色ずれ抑制につながる。
また、有機EL照明ユニットに用いる有機EL照明パネル4は片面発光型に限られない。
図9は、実施の形態に係る四角柱の有機EL照明ユニットを市松模様状に並置配列した図である。両面発光型の有機EL照明パネル4を使用する場合は、図9のように同じ大きさの四角柱の有機EL照明ユニットを、有機EL照明ユニットを配置しない空間を空けて、市松模様状に並置配列させることにより、同じ個数の有機EL照明ユニットの数を用いた場合、図5のように並置配列する場合よりも、大面積の有機EL照明装置を作製することができる。
図7を参照して、両面発光型の有機EL照明パネル4の製造プロセスの一例を説明する。両面発光型の有機EL照明パネル4は、基板9に有機EL層8を積層し、中間電極としてアルミニウム7を積層する。そして、有機EL層8を積層した基板9を用いて封止する。この場合、有機EL層8は2層になるが、有機EL層8の厚みは、有機EL照明パネル4の厚みに寄与しない程薄いので、片面発光型の有機EL照明パネル4と両面発光型の有機EL照明パネル4の厚みはあまり変わらない。図9の有機EL照明装置の開口部(正面)から見た非発光部(暗部)は、幅約2mmの格子状となり、より輝度のムラが少なく均一に発光する大面積の有機EL照明装置を作製することができる。
図10は、実施の形態に係る四角柱の有機EL照明ユニットを用いたスタンド型の有機EL照明装置の例である。四角柱の有機EL照明ユニットを縦に重ねることにより図10のようなスタンド型の有機EL照明装置としてもよい。このように、実施の形態の有機EL照明ユニットを用いれば、さまざまな形状の照明装置を作製することが可能である。
本実施の形態の有機EL照明ユニットは、光が射出する開口部を開放している。しかし、これに限らず、光を透過する底面に光を透過するアクリル板などのパネルを設置し、有機EL照明ユニットの光をバックライトとして用いてもよい。あるいは、光を透過する底面に輝度を均一化するパネルを設置し、発光面の輝度をより均一にしてもよい。
上記の実施の形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
中空の多角柱と、
前記多角柱の側面の少なくとも1面に配置される、前記多角柱の内側に発光する有機EL照明パネルとを備え、
前記多角柱の底面のうち一方の底面は光を透過し、他方の底面は光を透過するか、または、前記有機EL照明パネルの光を前記多角柱の内側に反射する反射板を備える、
ことを特徴とする有機EL照明ユニット。
(付記2)
前記多角柱の内側に発光する前記有機EL照明パネルを、前記多角柱の側面の少なくとも互いに向き合う2面に備えることを特徴とする付記1に記載の有機EL照明ユニット。
(付記3)
前記多角柱の内側に発光する前記有機EL照明パネルを、前記多角柱のすべての側面に備えることを特徴とする付記1または2に記載の有機EL照明ユニット。
(付記4)
それぞれが2以上の色のいずれかの光を発光する複数の前記有機EL照明パネルを備え、前記2以上の色のうち寿命が短い色の前記有機EL照明パネルの数が、前記2以上の色のうち寿命が長い色の前記有機EL照明パネルの数よりも多いことを特徴とする付記3に記載の有機EL照明ユニット。
(付記5)
前記有機EL照明パネルは、前記有機EL照明パネルを備える側面の全面に配置されることを特徴とする付記1ないし4のいずれかに記載の有機EL照明ユニット。
(付記6)
前記有機EL照明パネルは、前記有機EL照明パネルを備える側面の一部に配置されることを特徴とする付記1ないし4のいずれかに記載の有機EL照明ユニット。
(付記7)
前記多角柱の側面のうち、前記有機ELパネルを備える側面以外の側面に、前記有機EL照明パネルの光を前記多角柱の内側に反射する反射板を備えることを特徴とする付記1ないし6のいずれかに記載の有機EL照明ユニット。
(付記8)
前記多角柱の光を透過する底面に対向する前記他方の底面に、前記有機EL照明パネルの光を前記多角柱の内側に反射する反射板を備えることを特徴とする付記1ないし7のいずれかに記載の有機EL照明ユニット。
(付記9)
前記有機EL照明パネルは両面発光型であって、前記多角柱の内側と外側の両方に発光することを特徴とする付記1ないし8のいずれかに記載の有機EL照明ユニット。
(付記10)
付記1ないし9のいずれかに記載の有機EL照明ユニットを2つ以上備え、
前記有機EL照明ユニットは、前記光を透過する底面の向きを揃えて並置配列されることを特徴とする有機EL照明装置。
(付記11)
前記有機EL照明パネルは両面発光型であって、四角柱の内側と外側の両方に発光し、前記四角柱の側面のうち、前記有機ELパネルを備える側面以外の側面に、前記有機EL照明パネルの光を前記四角柱の内側と外側の両方に反射する反射板を備える、同じ大きさの前記有機EL照明ユニットを4つ以上備え、
前記有機EL照明ユニットは、前記光を透過する底面の向きを揃えて市松模様状に並置配列されることを特徴とする付記10に記載の有機EL照明装置。
1 発光部
2 接着部
3 給電部
4 有機EL照明パネル
5 反射板
6 封止ガラス
7 アルミニウム
8 有機EL層
9 基板

Claims (10)

  1. 中空の多角柱と、
    前記多角柱の側面に配置される、それぞれが前記多角柱の内側に2以上の色のいずれかの光を発光する複数の有機EL照明パネルとを備え、
    前記多角柱の底面のうち一方の底面は光を透過し、他方の底面は光を透過するか、または、前記有機EL照明パネルの光を前記多角柱の内側に反射する反射板を備え
    前記2以上の色のうち寿命が短い色の前記有機EL照明パネルの数が、前記2以上の色のうち寿命が長い色の前記有機EL照明パネルの数よりも多いことを特徴とする有機EL照明ユニット。
  2. 前記多角柱の内側に発光する前記有機EL照明パネルを、前記多角柱の側面の少なくとも互いに向き合う2面に備えることを特徴とする請求項1に記載の有機EL照明ユニット。
  3. 前記多角柱の内側に発光する前記有機EL照明パネルを、前記多角柱のすべての側面に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の有機EL照明ユニット。
  4. 前記有機EL照明パネルは、前記有機EL照明パネルを備える側面の全面に配置されることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の有機EL照明ユニット。
  5. 前記有機EL照明パネルは、前記有機EL照明パネルを備える側面の一部に配置されることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の有機EL照明ユニット。
  6. 中空の多角柱と、
    前記多角柱の側面の少なくとも1面に配置される、前記多角柱の内側に発光する有機EL照明パネルとを備え、
    前記多角柱の底面のうち一方の底面は光を透過し、他方の底面は光を透過するか、または、前記有機EL照明パネルの光を前記多角柱の内側に反射する反射板を備え、
    前記多角柱の側面のうち、前記有機EL照明パネルを備える側面以外の側面に、前記有機EL照明パネルの光を前記多角柱の内側に反射する反射板を備えることを特徴とする有機EL照明ユニット。
  7. 前記多角柱の光を透過する底面に対向する前記他方の底面に、前記有機EL照明パネルの光を前記多角柱の内側に反射する反射板を備えることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の有機EL照明ユニット。
  8. 前記有機EL照明パネルは両面発光型であって、前記多角柱の内側と外側の両方に発光することを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の有機EL照明ユニット。
  9. 請求項1ないしのいずれか1項に記載の有機EL照明ユニットを2つ以上備え、
    前記有機EL照明ユニットは、前記光を透過する底面の向きを揃えて並置配列されることを特徴とする有機EL照明装置。
  10. 中空の多角柱と、
    前記多角柱の側面の少なくとも1面に配置される、前記多角柱の内側に発光する有機EL照明パネルとを備え、
    前記多角柱の底面のうち一方の底面は光を透過し、他方の底面は光を透過するか、または、前記有機EL照明パネルの光を前記多角柱の内側に反射する反射板を備え、
    前記有機EL照明パネルは両面発光型であって、四角柱の内側と外側の両方に発光し、前記四角柱の側面のうち、前記有機EL照明パネルを備える側面以外の側面に、前記有機EL照明パネルの光を前記四角柱の内側と外側の両方に反射する反射板を備える、同じ大きさの有機EL照明ユニットを4つ以上備え、
    前記有機EL照明ユニットは、前記光を透過する底面の向きを揃えて市松模様状に並置配列されることを特徴とする有機EL照明装置。
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