JP6013040B2

JP6013040B2 - 有機ｅｌモジュール

Info

Publication number: JP6013040B2
Application number: JP2012143346A
Authority: JP
Inventors: 正隆近藤
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2016-10-25
Anticipated expiration: 2032-06-26
Also published as: JP2014007109A

Description

本発明は有機ＥＬモジュールに関する。本発明の有機ＥＬモジュールは、天井面等に敷き詰めて使用する照明装置として有用なものである。

白熱灯や蛍光灯に代わる照明装置として、有機ＥＬモジュールを利用した照明装置が注目されている。一般に、有機ＥＬモジュールは、面状に広がりを持った有機ＥＬパネルと、当該有機ＥＬパネルの周囲を保持するフレームから構成されている。

有機ＥＬパネルは、ガラス基板や透明樹脂フィルム等の基材に、有機ＥＬ素子を積層したものである。また有機ＥＬ素子は、陰極及び陽極からなる一対の電極の間に有機化合物を含む発光層を備えている。有機ＥＬ素子は、電気的に励起された電子と正孔との再結合のエネルギーによって発光する。有機ＥＬパネルは自発光デバイスであり、また、発光層の材料を適宜選択することにより、種々の波長の光を発光することができる。また有機ＥＬパネルは、白熱灯や蛍光灯に比べて厚さが極めて薄く、かつ面状に発光するので、設置場所の制約が少ないという利点も有している。

ところで、有機ＥＬパネルは面状に発光するので、有機ＥＬパネルを天井面や壁面に敷き詰めることにより、天井等の全面を発光させることができる。しかし、有機ＥＬパネルはガラス基板等に有機ＥＬ素子が積層されたものであり、前述したように非常に薄く、且つある程度の面積を有するので、剛性が低い。またガラス基板は耐せん断力が皆無であり、天井面に直接ネジ止めすることは困難である。

そこで、剛性の確保や天井への取り付けしろの確保を目的として、有機ＥＬパネルを額縁状の部材（フレーム）に装着する必要がある。ところが、有機ＥＬパネルをフレームに装着すると、フレームの部分は有機ＥＬパネルが露出しないので発光しない。すなわち、有機ＥＬパネルをフレームに装着してなる有機ＥＬモジュールにおいては、フレーム部分が発光しない。そのため、当該有機ＥＬモジュールを天井面等に敷き詰めた場合に、発光しない部分が生じてしまい、天井等の全面を発光させることが困難となる。

なお、有機ＥＬ素子を備えた照明装置において、有機ＥＬ素子による発光を補う目的で、別の光源をさらに備えた照明装置が知られている（特許文献１〜５）。しかし、これらの照明装置は、有機ＥＬパネルをフレームに装着したものではない。

特開２００９−１４６７４１号公報特開２００５−１５８３７０号公報特開２００９−１４６７４１号公報特開平１１−１３６４５１号公報特開２００７−１７３４２４号公報

上記現状に鑑み、本発明は、天井面等に敷きつめて使用でき、且つ天井面等の全面を発光できる有機ＥＬモジュールを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、多角形又は円形の基材に少なくとも２層の電極層と前記電極層に挟まれた有機発光層が積層された有機ＥＬパネルと、当該有機ＥＬパネルの辺又は周の一部又は全部を保持する周囲保持部材とを有する有機ＥＬモジュールにおいて、前記周囲保持部材の露出面側を発光させる周辺発光部材を備え、前記周辺発光部材は複数のＬＥＤからなり、前記周囲保持部材の露出面に当該複数のＬＥＤが取り付けられていることを特徴とする有機ＥＬモジュールである。

本発明の有機ＥＬモジュールは、有機ＥＬパネルと周囲保持部材とを有するものである。本発明の有機ＥＬモジュールは、周囲保持部材の露出面側を発光させる周辺発光部材を備えている。そのため、有機ＥＬパネルによる発光が及ばない周囲保持部材の露出面を、周辺発光部材によって発光させることができる。本発明の有機ＥＬモジュールによれば、有機ＥＬモジュール自体の剛性を保持しつつ、周囲保持部材を含めた全面を発光させることができるので、天井面等に敷きつめた場合に、天井面の全体を発光させることができる。

また本発明によれば、周辺発光部材の点灯様式や色調等を調節することにより、多様な意匠の照明が可能となる。例えば、周辺発光部材を消灯することにより、天井面等に敷き詰められた有機ＥＬモジュールが格子状の影をもたらすことができる。その他、周辺発光部材と有機ＥＬモジュールの発光の色調を変更したり、周辺発光部材のみを点灯させることにより、多様な意匠の照明が可能となる。

請求項２に記載の発明は、前記周囲保持部材の露出面及び前記有機ＥＬパネルの発光面の全面又は一部の面を覆う導光部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬモジュールである。

請求項３に記載の発明は、前記導光部材は板状であり、前記周囲保持部材の露出面から一定の距離をあけて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬモジュールである。

関連の発明は、多角形又は円形の基材に少なくとも２層の電極層と前記電極層に挟まれた有機発光層が積層された有機ＥＬパネルと、当該有機ＥＬパネルの辺又は周の一部又は全部を保持する周囲保持部材とを有する有機ＥＬモジュールにおいて、前記周囲保持部材の露出面側を発光させる周辺発光部材を備え、前記周辺発光部材は導光部材を有し、当該導光部材は入光部と発光部を有すると共に入光部から光を導入して発光させるものであり、前記周辺発光部材が前記周囲保持部材の露出面側に取り付けられ、周囲保持部材の一部又は他の部位に取り付けられた発光部材の光が前記入光部に導入され、周囲保持部材の露出面を発光させることを特徴とする有機ＥＬモジュールである。

この有機ＥＬモジュールでは、周辺発光部材が導光部材を有している。当該導光部材は入光部と発光部を有しており、入光部から光を導入して発光させるものである。また、当該周辺発光部材が、周囲保持部材の露出面側に取り付けられている。そして、この発明の有機ＥＬモジュールでは、周囲保持部材の一部又は他の部位に取り付けられた「発光部材」の光が、導光部材の入光部に導入され、周囲保持部材の露出面を発光させる。すなわちこの発明の有機ＥＬモジュールは、導光部材によって周囲保持部材の露出面を発光させる態様に係るものである。

発光部材は、周囲保持部材の一部に取り付けられたものでもよいし、他の部位に取り付けられたものでもよい。また発光部材は、有機ＥＬパネル自体でもよいし、別途設けた部材でもよい。すなわち、導光部材の入光部に入光される光は、有機ＥＬパネルから発せられる光でもよいし、別の光源から発せられる光でもよい。

この有機ＥＬモジュールにおいて、前記導光部材は、板状であってもよい。

この有機ＥＬモジュールにおいて、前記導光部材は、光ファイバーであってもよい。

この有機ＥＬモジュールにおいて、前記導光部材は、プリズムであってもよい。

本発明の有機ＥＬモジュールによれば、有機ＥＬモジュール自体の剛性を保持しつつ、周囲保持部材を含めた全面を発光させることができるので、天井面等に敷きつめた場合に、天井面の全体を発光させることができる。また、周辺発光部材の点灯様式や色調を調節することにより、多様な意匠の照明が可能となる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る有機ＥＬモジュールを表す斜視図、（ｂ）は（ａ）において光拡散板を省略した斜視図である。図１（ａ）の有機ＥＬモジュールの分解斜視図である。有機ＥＬパネルの積層構造を表す断面図である。本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬモジュールを表す斜視図である。図４の有機ＥＬモジュールの要部を拡大して表す説明図である。本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬモジュールの要部を拡大して表す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の理解を容易にするために、各図面において、各部材の大きさや厚み等については一部誇張して描かれており、実際の大きさや比率等とは必ずしも一致しないことがある。さらに、本発明が以下の実施形態に限定されないことは当然である。また、有機ＥＬモジュールを見る方向については、有機ＥＬモジュールの発光面（露出面）がある面を正面とする。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬモジュール１は、図１，２に示すように、有機ＥＬパネル２がフレーム（周囲保持部材）３に装着されてなるものである。

有機ＥＬパネル２は、正面視が長方形状の薄い板体である。有機ＥＬパネル２は、いわゆるボトムエミッション方式のものである。有機ＥＬパネル２の積層構造は、図３に示すとおりであり、透光性を有するガラス基板（基材）１０の上に、透明電極層である陽極（電極層）１１、有機発光層１５、及び陰極（電極層）１２がこの順番に積層され、これらが封止部（図示せず）で封止された構造を有している。つまり、有機発光層１５は、陽極１１と陰極１２に挟まれている。有機ＥＬパネル２においては、ガラス基板１０における陽極１１と反対側の面が発光面１７となる（ボトムエミッション方式）。なお、陽極１１、有機発光層１５、及び陰極１２によって、有機ＥＬ素子１６が構成されている。

有機ＥＬパネル２は、フレーム（周囲保持部材）３に装着されている。フレーム３は板状かつ額縁状の部材であり、正面視において外形が長方形状で、かつ中央に長方形状の開口５を有している。フレーム３の外形のサイズは、有機ＥＬパネル２のサイズより一回り大きい。開口５のサイズは、有機ＥＬパネル２の外形より一回り小さい。フレーム３は有機ＥＬパネル２を周囲から保持する部材である。

有機ＥＬモジュール１において、有機ＥＬパネル２は、その発光面１７を開口５に向けた姿勢で、フレーム３の背面側に装着されている。このとき、有機ＥＬパネル２とフレーム３とが、各々の中心（長方形の対角線の交点）を揃えて重ね合わせられている。そのため、有機ＥＬパネル２の発光面１７が開口５全体を裏側から覆っており、発光面１７が開口５から露出している。すなわち、有機ＥＬモジュール１の正面視において、発光面１７の周りをフレーム３の片面（露出面６）が囲んでいる。

フレーム３の露出面６には、複数の発光素子（周辺発光部材）８が取り付けられている。発光素子８はＬＥＤであり、各々が点状の光源を構成している。発光素子８は露出面６の全面にわたって一様に配置されている。なお、発光素子８の配置方法については特に限定はなく、目的に応じて適宜設定すればよい。例えば、図１，２のように露出面６の全面に一様に配置してもよいし、偏りをもって配置してもよい。一様に配置する場合の密度も任意である。また、一定の規則性をもって配置してもよいし、ランダムに配置してもよい。さらに、発光素子８の種類（色）についても特に限定はなく、単一種のみを用いてもよいし、複数種を組み合わせてもよい。

有機ＥＬモジュール１は、さらに光拡散板（導光部材）１８を備えている。光拡散板１８は、フレーム３の露出面６及び発光面１７の両方を覆うように、これらの前面に設けられている。光拡散板１８は、露出面６から一定の距離をあけて設けられている。そのため、光拡散板１８は露出面６と接触しておらず、露出面６と光拡散板１８との間には隙間がある。
正面視において、光拡散板１８の外形はフレーム３の外形と略同じである。
光拡散板１８は、露出面６上の発光素子８から発せられる光と、有機ＥＬパネル２の発光面１７から発せられる光の両方に対して共通に機能し、有機ＥＬモジュール１の全面が一様に光るようになる。

有機ＥＬモジュール１を動作させる際には、有機ＥＬパネル２の陽極１１と陰極１２との間に電圧を印加すると共に、発光素子（周辺発光部材）８に電圧を印加する。これにより、有機ＥＬパネル２の発光面１７が発光すると共に、フレーム３の露出面６上の複数の発光素子８が発光する。そのため、フレーム３の露出面６の部分も発光させることができる。例えば、複数の有機ＥＬモジュール１を天井面等に敷き詰めた場合に、天井面等の全面を発光させることが可能となる。

なお有機ＥＬパネル２はフレーム３の背面側に装着されているが、例えば、フレーム３を断面コ字状の枠体とし、コ字を形成している溝に有機ＥＬパネル２を嵌め込む構成としてもよい。

本実施形態では、光拡散板１８を露出面６及び発光面１７の両方を覆うように、有機ＥＬモジュール１の全面に設けているが、一部の面のみに設けてもよい。例えば、露出面６のみに設けてもよい。
さらに、光拡散板１８の設置は任意であり、省略してもよい。この場合には、必要に応じて、開口５の部分、あるいは開口５と露出面６を含む全面を、透明の保護カバーで覆い、有機ＥＬモジュール１の表面全体を面一にしてもよい。

上記した実施形態では、フレーム３は額縁状であり、有機ＥＬパネル２の４辺を保持するものであるが、フレーム３は有機ＥＬパネル２の一部の辺を保持するものでもよい。例えば、対向する２辺のみを保持するものでもよい。

図１，２に示す有機ＥＬモジュール１では、フレーム３の露出面６に複数の発光素子８が取り付けられており、複数の発光素子８が周辺発光部材として機能している。一方、以下に説明する実施形態では、導光部材が周辺発光部材の主要な構成を成している。

図４に示す有機ＥＬモジュール２１は、図１，２に示す有機ＥＬモジュール１と基本構成が共通しているが、露出面６には発光素子等を有していない。有機ＥＬモジュール２１は、有機ＥＬパネル２と、フレーム（周囲保持部材）３と、板状の導光部材２２を有している。

導光部材２２は、例えばアクリル製の導光板であり、その側面（入光部）２５から入光した光を散乱させ、表面（発光部）２６から発光させるものである。導光部材２２のサイズは、フレーム３のサイズと略同じである。
導光部材２２は、正面側から開口５全体を覆うと共に、露出面６の大半を覆っている。

本実施形態では、図示しない発光部材から発せられた光が導光部材２２の側面２５に入光する構成を採用している。当該発光部材は、例えば、導光部材２２の周囲に適宜の光源を設置することにより構成することができる。その他、有機ＥＬパネル２から発せられる光を側面２５に入光させる構成としてもよい。

有機ＥＬモジュール２１を動作させる際には、有機ＥＬパネル２の陽極１１と陰極１２との間に電圧を印加すると共に、前記発光部材を発光させる。このときの様子は図５に示すとおりであり、有機ＥＬパネル２の発光面１７が発光すると共に、発光部材から発せられた光が側面２５から導光部材２２に入光される（図５の矢印参照）。導光部材２２に入光された光は、導光部材２２内で散乱し、表面（発光部）２６から出射される。これにより、導光部材２２の表面２６が面状に発光する。
本実施形態によれば、フレーム３の露出面６の部分を、導光部材２２によって発光させることができる。その結果、複数の有機ＥＬモジュール１を天井面等に敷き詰めた場合に、天井面等の全面を発光させることが可能となる。

導光部材２２への入光は、全ての側面２５から行ってもよいし、一部の側面２５から行ってもよい。例えば、対向する２個の側面２５から入光する構成としてもよい。

さらに他の実施形態について説明する。図６に示す有機ＥＬモジュール３１では、導光部材としてプリズムを採用している。
有機ＥＬモジュール３１は、上記した実施形態と同様に、有機ＥＬパネル２にフレーム３が装着されたものである。そして本実施形態では、フレーム３の開口５の外周部分に、プリズム３２が設けられている。さらに、プリズム３２の外側に、鏡面３８を有する反射部材３７が設けられている。

プリズム３２は直角プリズムであり、入射光を９０度曲げることができる。プリズム３２における直交する２面がそれぞれ入射面３３と出射面３６として機能し、斜面が反射面３５として機能する。プリズム３２は、開口５を覆う透明カバー４０の上に置かれている。

反射部材３７は、フレーム３の露出面６の全面に設けられている。反射部材３７は、露出面６の全面を覆う鏡面３８を有する。鏡面３８は露出面６と平行ではなく、一定の角度を成した斜面を形成している。詳細には、正面視において、鏡面３８は、有機ＥＬモジュール３１の内側（開口５側）から外側に向かうにつれて、鏡面３８が手前側に近づく斜面を形成している。また、鏡面３８の内側の端部はプリズム３２の出射面３６と接している。一方、露出面６を基準として、鏡面３８の外側の端部（外郭部分）の高さは、プリズム３２の入射面３３の高さと略同じである。

有機ＥＬモジュール３１を動作させる際には、有機ＥＬパネル２の陽極１１と陰極１２との間に電圧を印加する。このときの様子は、図６に示すとおりである。すなわち、有機ＥＬモジュール３１を動作させると、有機ＥＬパネル２の発光面１７が発光すると共に、発光面１７の光の一部がプリズム３２の入射面３３から直角に入光する（図６の矢印参照）。入光した光は、反射面３５で内面全反射して９０度曲げられ、出射面３６から出射される。
出射面３６から出射された光は、反射部材３７に向かう。そして鏡面３８で反射され、鏡面３８が面状に発光する。これにより、フレーム３の露出面６の部分を鏡面３８によって発光させることができる。
本実施形態では、有機ＥＬパネル２の光がプリズム３２に入光されるので、有機ＥＬパネル２が発光部材を兼ねている。また、鏡面３８とプリズム３２との組み合わせによって、周辺発光部材が構成されている。

本実施形態においては、プリズム３２と反射部材３７は、開口５の４辺全てに設けてもよいし、一部の辺に設けてもよい。例えば、対向する２辺にのみ設けてもよい。

さらに他の実施形態としては、導光部材として光ファイバーを採用することができる。例えば、光ファイバーの束によって周辺発光部材を構成することができる。例えば、フレーム３の露出面６を光ファイバーの束で覆うと共に、光ファイバーの末端面（発光面）を手前側に向けて、露出面６の部分を発光させることができる。光ファイバーに入光する光は、有機ＥＬパネル２の光でもよいし、別途設けた発光部材からの光でもよい。

上記した実施形態では、有機ＥＬパネル２が長方形状であるが、他の形状でもよい。例えば、三角形や五角形等の多角形でもよい。また、菱形や台形でもよい。さらに、円形（楕円を含む）でもよい。なお、この場合において、フレーム３は有機ＥＬパネル２の全周を保持するものでもよいし、辺又は周の一部を保持するものでもよい。またフレーム３の形状と開口５の形状は、有機ＥＬパネル２の形状に合わせて適宜選択すればよい。

上記した実施形態では、ボトムエミッション方式の有機ＥＬパネル２を採用しているが、トップエミッション方式の有機ＥＬパネルを採用してもよい。

１有機ＥＬモジュール
２有機ＥＬパネル
３フレーム（周囲保持部材）
６露出面
８発光素子（周辺発光部材）
１０ガラス基板（基材）
１１陽極（電極層）
１２陰極（電極層）
１５有機発光層
１８光拡散板（導光部材）
２１有機ＥＬモジュール
２２導光部材
２５側面（入光部）
２６表面（発光部）
３１有機ＥＬモジュール
３２プリズム（導光部材）
３８鏡面

Claims

多角形又は円形の基材に少なくとも２層の電極層と前記電極層に挟まれた有機発光層が積層された有機ＥＬパネルと、当該有機ＥＬパネルの辺又は周の一部又は全部を保持する周囲保持部材とを有する有機ＥＬモジュールにおいて、
前記周囲保持部材の露出面側を発光させる周辺発光部材を備え、
前記周辺発光部材は複数のＬＥＤからなり、前記周囲保持部材の露出面に当該複数のＬＥＤが取り付けられていることを特徴とする有機ＥＬモジュール。
前記周囲保持部材の露出面及び前記有機ＥＬパネルの発光面の全面又は一部の面を覆う導光部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬモジュール。
前記導光部材は板状であり、前記周囲保持部材の露出面から一定の距離をあけて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬモジュール。