JP6081497B2 - 照明器具用素子 - Google Patents

Description

本発明は、照明器具向けの照明器具用素子、照明器具用素子フレーム、及び照明器具に関する。

有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ:organic light-emitting diode）等半導体ベースの発光デバイスの製造が商業化されてきており、こうした発光デバイスは、大量生産の技術を使用して容易に製造され得る。ＯＬＥＤは、例えば、携帯電話の表示装置、カメラの表示装置、テレビの表示装置等、表示装置に広く使用されている。しかしながら、家庭用又は商業用の照明等、照明用途でＯＬＥＤを使用することは、実現に様々な障害があることから広く普及されてはいない。例えば、ＯＬＥＤの使用が今や実現可能な選択肢であるとしても、それらを照明用途に組み込むのは困難であることが分かっている。照明においてＯＬＥＤを実際に採用するのは、簡単なことではない。これは部分的には、ＯＬＥＤの実質的に平面の形状に起因するものであり、この平面の形状のために、平坦又は平面の照明器具を必要とし、このことは実用的とも魅力的とも考えられ得ない。

また、ＯＬＥＤに使用される材料の導電性は一般に比較的低く、導電率（従ってまた、活性層全体での光の均一性）を改善する技術は、デバイスの厚さを増すこと、又は光がそれを通して放射されるべき層の透明度を低下させることに関連していることが多い。更に、「大きい」ＯＬＥＤは通常、３つ以上の電極接点領域を必要とする。例えば、ＯＬＥＤは、活性層全体の電圧分布を改善するために、幾つかのアノード接点領域及び幾つかのカソード接点領域を有しても良い。知られている手法では、電極用の全ての接点領域は、電極の導電特性を改善するための外部回路を使用して互いに電気的に接続されている。これは、高価な追加回路、及び追加製造ステップを必要とする。

脆弱な基板を保護するために、及び、活性層及び各電極が、湿気及び腐食の影響から確実に保護される様に、照明器具に組み込まれる何れのＯＬＥＤも格納されなければならない。照明器具用のこの様な専用のフレーム又はカバーによって総費用が増大する。更に、両側から光を放射する照明器具を有することが望まれる場合がある。しかしながら、両側で放射するＯＬＥＤ、例えば透明ＯＬＥＤ即ちＴＯＬＥＤは、製造レベルにおいてより多くの投資、例えば専用の製造ラインを必要とし、その結果、この様なＯＬＥＤを使用する照明器具は極めて高価になるはずである。

従って、半導体発光デバイスを使用して、より簡略で経済的な照明器具を提供することが本発明の一目的である。

本発明の目的は、第１の発光デバイスと、第２の発光デバイスと、第１の発光デバイス及び第２の発光デバイスを収容する様に実現されたフレームであって、照明器具の更なる照明器具用素子に物理的且つ電気的に接続する様に実現された接続インターフェースを備えるフレームとを備え、第１の発光デバイス及び第２の発光デバイスがフレーム内に配置されて、第１の発光デバイスが照明器具用素子の第１の側部に放射し、第２の発光デバイスが照明器具用素子の第２の側部に放射する、照明器具向けの照明器具用素子によって達成される。例えば、第１の発光デバイスは、照明器具用素子から外部へ第１の方向に光を放射しても良く、一方、第２の発光デバイスは、第１の方向とは実質的に逆の第２の方向に外部へ放射する。換言すると、光は、照明器具用素子の両側から外部へ放射される。

本発明による照明器具用素子の利点は、発光デバイスが、単にフレーム即ち「収納フレーム」に配置されることができ、その結果、一方の発光デバイスが一方の側に放射し、他方の発光デバイスが他方の側に放射することである。この様にして、両面照明器具、即ち、両面で放射する照明器具が、高価なトップ／ボトムエミッション型デバイスの経済的代替案として容易に得られ得る。更に、本発明による照明器具用素子は、隣接する照明器具用素子の発光デバイスの各電極を接続するための追加の外部回路を必要としないが、その理由は、これらの接続が、フレーム内に一体化して、即ちフレーム自体の一部として実現されるためである。

本発明の目的はまた、照明器具用素子のフレームによって実現され、このフレームは、第１の発光デバイス及び第２の発光デバイスを収容する様に実現され、また照明器具の更なる照明器具用素子に物理的且つ電気的に接続する様に実現される少なくとも１つの接続インターフェースを備える。

本発明によるフレームの利点は、発光デバイスの各電極を電気的に接続するための高価な追加外部回路を設ける必要がなくなることである。更に、本発明によるフレームは、複数の照明器具用素子の特に単純で簡略な接続を可能にし、その結果、実用的且つ多目的の照明器具が好ましくは低コストで得られ得る。

本発明の目的はまた、複数のこうした照明器具用素子を備える照明器具によって実現され、各照明器具用素子はこの様なフレームを備え、各照明器具用素子は、フレームの接続インターフェースによって物理的に接続されており、フレーム内に含まれる発光デバイスの電極接点が、フレームの電極接点拡張領域によって電気的に接続される。

本発明による照明器具の利点は、任意の数の照明器具用素子が、照明器具のフレーム構造内でモジュール式に互いに接続されることができ、その結果、電圧源の各電極が、複数の照明器具用素子のうち１つ又は２つの素子の電極接点拡張領域の両端に接続されるだけで良いにも関わらず、各照明器具用素子の各発光デバイスが光を放射することである。

本発明の目的はまた、複数の接続インターフェースを備える組立体要素によって実現され、この組立体要素の接続インターフェースは、この様な照明器具用素子のフレームの接続インターフェースに接続する様に実現される。

本発明の目的はまた、複数のこうした照明器具用素子を備える照明器具キットによって実現され、各照明器具用素子はこの様なフレームを備え、各照明器具用素子は、フレームの接続インターフェースによって物理的且つ電気的に接続可能であり、フレーム内に含まれる発光デバイスの電極接点が、フレームの電極接点拡張領域によって電気的に接続され、照明器具キットは、照明器具用素子を接続するための複数のこの様な組立体要素を任意選択的に含む。

本発明による照明器具キットの利点は、消費者が独自の照明器具を組み立てるための非常に容易な方式を提供できることであるが、その理由は、特に、この様な組立体要素を使用して照明器具用素子が組み立てられるとき、広範囲の形態が実現可能になるからである。

従属クレーム及び以下の説明は、本発明の特に有利な実施形態及び特徴を開示する。各実施形態の特徴は適宜組み合わされても良い。あるクレーム・カテゴリとの関連で説明される特徴は、別のクレーム・カテゴリに等しく適用することができる。

本発明による照明器具用素子は、任意の適切な発光デバイスを使用して実現され得る。しかしながら、本発明による照明器具用素子は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）を含むことが好ましい。ＯＬＥＤは一般に、形は平面であり、この様な平面デバイスはフレームに良好に保持され得る。従って以下では、決して本発明を限定することなく、照明器具用素子の発光デバイスはＯＬＥＤであると仮定されても良い。また、用語「フレーム」及び「収容フレーム」は交換可能に使用されても良い。

発光デバイスは、標準ＯＬＥＤ等のカプセル化ＯＬＥＤを含むことが好ましい。この様なデバイスは一般に基板を備え、この基板上にアノード、活性層即ち放射層、及びカソードが積層化され、各層がカバー内に密閉される様に封止される。標準ＯＬＥＤデバイスは、容易に入手可能であり、確立された製造技術及び製造装置を使用して、他と比べて経済的に大量生産され得る。

第１及び第２のＯＬＥＤは、任意の適切な方式で、収容フレーム内に配置され得る。例えば、２つのＯＬＥＤが積み重ねられ、収容フレームによって、この積み重ねられた構成において保持又は支持され得る。しかしながら、標準ＯＬＥＤは一般に、透明なアノードが設けられる透明基板を通して光を放射するだけであり、不透明なカソードが、活性層とカプセル化カバーとの間に設けられる。従って、この様なＯＬＥＤが、カバーを通して光を放射することはない。従って、本発明の好ましい一実施形態では、第１及び第２のＯＬＥＤが背中合わせの構成で配置され、その結果例えば、第１のＯＬＥＤのカバーが、第２のＯＬＥＤのカバーと向かい合わせに配置される。勿論、デバイスの層構造が、ＯＬＥＤが透明なカバーを通して放射する様なものである場合、第１及び第２のＯＬＥＤは、その基板を背中合わせになる様配置され得る。基本的に、望まれる光学効果、及び標準ＯＬＥＤとして利用可能なＯＬＥＤかどうかに応じて、任意のタイプのＯＬＥＤ、即ちボトムエミッション型ＯＬＥＤ、トップエミッション型ＯＬＥＤ、透明ＯＬＥＤ、逆構造ＯＬＥＤ等が使用され得る。しかしながら、以下では、ボトムエミッション型ＯＬＥＤが使用されて、透明ガラス又は透明プラスチック等の透明基板に透明アノードが設けられ、活性層がアノード層の上に設けられ、また、カソードが活性層の上に設けられると仮定されても良い。アノードは、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）を含んでも良く、カソードは、アルミニウム又はアルミニウムのキャッピング層で覆われたバリウム等適切な金属を含んでも良い。この様な構成の２つのＯＬＥＤを使用すると、照明器具用素子を良好に薄くすることができるが、その理由は、照明器具用素子の厚さが、組み合わせたデバイスの厚さを、それ程超えなくても良いからである。

電圧源への接続を可能にするために、カプセル化ＯＬＥＤのアノード及びカソードにおける接点領域は、一般にカバーを越えて延在する。本発明の特に好ましい実施形態では、発光デバイスは、少なくとも１つのアノード接点領域、及び少なくとも１つのカソード接点領域を含み、接点領域は発光デバイスの縁部に沿って配置される。例えば、この様な露出した接点領域は、ＯＬＥＤの片側の縁部全体に沿って延在又は整列することができる。好ましくは、活性層全体への電圧分布を改善し、従って光放射特性を良好に均一にするために、ＯＬＥＤは、２つのアノード接点領域及び２つのカソード接点領域を含み、同じ極性の接点領域がＯＬＥＤの両側に配置されることが好ましい。

照明器具用素子は、任意の形状を有し得る。例えば、照明器具用素子は、円形又は円盤形を示すこともできる。照明器具用素子はまた、必ずしも平面でも平坦でもなく、湾曲形状を示すこともできる。照明器具用素子は、実装されているＯＬＥＤの形状に従うことが好ましい。例えば、ＯＬＥＤの形状が実質的に多角形を有する場合、収容フレーム、従って照明器具用素子も同じ多角形を有する。標準ＯＬＥＤの形状は、長方形、略正方形又は実質的に正方形を有し、従って、本発明による照明器具用素子に標準ＯＬＥＤが使用されるとき、収容フレーム、従って照明器具用素子も、実質的に同じ長方形又は正方形の形状を有することになる。形状が長方形（これが略正方形の場合でも）のＯＬＥＤでは、ＯＬＥＤの２つの両縁部に沿ったアノード接点領域の配置、及び、ＯＬＥＤのその他２つの縁部に沿ったカソード接点領域の対応する配置により、収容フレーム内でのＯＬＥＤのエラーフリーの組立てが可能になるが、その理由は、ＯＬＥＤは常に、収容フレーム内で正しい電気的な向きに取り付けられるからである。

基板に設けられるアノード層は、一般に非常に薄く、例えばガラス基板上にスパッタリングされたＩＴＯの薄い層である。電気接点がこの薄いアノード層に直接作製される場合には、比較的容易に損傷される可能性がある。上記及びその他の理由により、本発明の好ましい一実施形態では、モリブデン／アルミニウム／モリブデン（ＭＡＭ:molybdenum-aluminium-molybdenum）層がアノード接点領域上に設けられる。このＭＡＭ層は、アノード層よりもかなり厚くすることができ、アノード接点領域の電気抵抗を下げる働きをする。ＭＡＭ層は不透明であるが、ＯＬＥＤの光学特性を劣化させることにはならない。その理由は、ＭＡＭ層は、光が全く放射されない領域にのみ設けられるからである。以下で明らかになる様に、このＭＡＭ層の表面領域と外部電圧源につながる接点の表面領域との間で、電気的に接続することができる。事実上、ＭＡＭ層は、ＭＡＭ層が設けられる電極接点領域と「一体化」し、その結果、ＭＡＭ層の外面も電極接点領域とみなされ得る。

前述の通り、ある極性の各電極に同じ電圧を印加し、その結果、ＯＬＥＤ全体で良好に均一な電圧分布が実現され得ることが好ましい。しかしながら、ある極性における電極接点領域がＯＬＥＤの互いに異なる側部、例えば両側に配置されると、デバイスのサイズを良好に小さく保ちながら、別々の領域が同じ電圧に確実に接続されることが、更に複雑な問題になる可能性がある。細いワイヤが使用されて、同じ極性の様々な電極接点領域を接続することもでき、これらのワイヤは絶縁体で覆われることも、互いに若しくはその他の極性の接点領域に接触しない様配置されることもできる。しかしながら、この様な対策は通常、デバイスのサイズ又は厚さを増大させることを伴う。本発明の具体的な好ましい一実施形態では、照明器具用素子は、発光デバイスの空間的に分離されたアノード接点領域を電気的に接続するための導電性アノード結合領域、及び／又は、発光デバイスの空間的に分離されたカソード接点領域を電気的に接続するための導電性カソード結合領域を有する層要素を含む。例えば、層要素は、収容フレーム及びＯＬＥＤの形状に対応する形状を有するプリント配線板（ＰＣＢ:printed circuite board）として実現され得る。ＰＣＢは、プラスチックの薄層から作製されることができ、カソード結合領域及びアノード結合領域をプラスチック上に印刷する。例えば、アノード結合領域とカソード結合領域が互いに逆側に配置された長方形のＯＬＥＤでは、ＰＣＢは、２つのカソードの領域に形状が対応する２つの領域を含む印刷導電層によって形成され、細い導電ストリップによって接続されたカソード結合領域と、２つのアノードの領域に形状が対応する２つの領域を含む印刷導電層によって形成され、やはり細い導電ストリップによって接続されたアノード結合領域とを含むことができる。同じ極性の２つの領域を接続する細い導電ストリップは、ＰＣＢ上で他の極性の領域から空間的に分離されることができ、その結果、これらは互いに電気的に絶縁される。即ち、カソード結合領域は、アノード結合領域から電気的に絶縁されている。この様なＰＣＢ層要素を使用して、同じ極性の全ての電極に同じ電圧を最適に印加すると、ＯＬＥＤの寿命を延ばすことができ、同時に、活性層での光放射がより一様になることが確実になる。この様な層は、ＯＬＥＤの電極接点領域の導電面及びフレームの導電性の電極接点拡張領域と電気的に接触するための貫通コネクタを含むことが好ましい。この様な貫通コネクタにより、層の何れの側の電位も、そのポイントで同じになることが事実上確実になる。

層要素は、ＯＬＥＤと実質的に同じサイズになる様に、またサンドイッチ状に第１のＯＬＥＤと第２のＯＬＥＤとの間に収まる様に作製され得る。しかしながら、これによってデバイスの全体の厚さが増すことになり、中心の放射領域にわたって延在するＰＣＢの領域が事実上無駄にされるが、その理由は、電極接点領域がＯＬＥＤの縁部に沿ってのみ延在するからである。従って、好ましくは、層要素は、ＯＬＥＤと収容フレームの本体部分との間に収容される様に実現され、その結果、層要素によって照明器具用素子の全高が増すことはない。層要素は、例えば、ＯＬＥＤのカプセル化カバーを収容するための開口を有する「額縁」の形状で実現され得る。また、ＭＡＭ層とＰＣＢ層要素の合算した厚さは、例えば、カプセル化カバーの高さを超えない様に選択され得る。勿論、ＭＡＭ層が使用されず、ＰＣＢ層要素が電極接点領域に直接接触している場合、ＰＣＢ層要素の厚さは、実質的にカプセル化カバーの高さに対応することがある。

ＯＬＥＤの各層を通して最適で一様な電流分布を得るためには、電極の役割を果たす任意の領域の表面全体にわたって頑強で均一な電気接点が好ましい。一手法では、例えば、電極接点領域を接着するための導電性接着剤を使用して、電極接点領域に層要素が接着され得る。ここで、逆極性の領域間を接着剤が確実に延在しない様にしなければならない。或いは、適切なハンダ付け技術を使用して、各構成部品が互いに接着即ちハンダ付けされ得る。ここでまた、ハンダは導電性を有しているので、互いに絶縁状態を保たなければならない領域間で、溶けたハンダが電気接続を形成しない様注意しなければならない。従って、本発明の特に好ましい一実施形態では、導電性領域（通常は金属）は、収容フレームの適切な領域に接着される。例えば、異方導電性フィルム（ＡＣＦ:anisotropic conductive film）接着技術が適用され得る。この様な技術を用いると、結果として、良好な導電特性を有する頑強な物理的接続が得られる。

収容フレームはまた、接続インターフェースによって接合された隣接する照明器具用素子間での電気的接続を可能にすることが好ましい。従って、本発明の特に好ましい一実施形態では、収容フレームは、収容フレーム内に配置又は収納された発光デバイスの電極接点を、接続インターフェースの露出した外面まで延ばすための電極接点拡張領域を含む。例えば、収容フレームの内壁には、金属等の導体材料の薄層が設けられて、ＭＡＭ層又はＰＣＢ層と同一領域を占めることができ、また収容フレームの外面まで延在することができ、その結果、この電極接点拡張領域は、隣接する接続された収容フレームの対応する電極接点拡張領域に電気的に接続することができる。

収容フレームは単に、このフレームが含むＯＬＥＤの周りに合う様に形成された「壁」を備えることができ、１つ又は複数の接続インターフェースが、壁の外部に沿って配置される。ＯＬＥＤは、使用される場合にはＭＡＭ及び／又はＰＣＢの層とともに、何らかの方式で内壁表面に接着され得る。しかしながら、こうして実現したものが容易に損傷を受けることもあるが、その理由は、ＯＬＥＤに加えた圧力が、収容フレームの壁を介してこれらを押圧することもあるからである。従って、本発明の好ましい一実施形態では、収容フレームは、背中合わせに配置されたときの第１の発光デバイスの電極接点と、第２の発光デバイスの電極接点との間の空洞又は空間内に延在する様に実現されたフランジ部分を備える。このフランジは、収容フレームの内部の周り全体に延在することができる。フランジは、ＯＬＥＤの基板の外縁部からカプセル化カバーの外側まで延在する様に形成されることが好ましい。例えば、フランジとＭＡＭ層及び／又はＰＣＢ層とを合算した厚さは、カプセル化カバーの高さを超えない様選択され得る。この様にして、良好に薄いデバイス厚さが得られ得る。

電極接点拡張領域は、任意の適切な寸法を有することができ、収容フレーム接続インターフェース表面の任意の適切な領域を覆うことができる。例えば、電極接点拡張領域の幅は、ＯＬＥＤデバイスの側部と同じにすることもできる。しかしながら、電極接点拡張領域は、例えばストリップ状又はバンド状のものとして、接続インターフェースのフレーム本体部分にわたって、ほんの部分的に延在することが好ましい。バンドの厚さ及び幅は、電極接点拡張領域の最小導電率要求を満足させる様選択されることができるが、その理由は、電極接点拡張領域の導電率は良好な高さでなければならないが、これはバンドの厚さ及び幅によって決められるからである。フレームの相互接続部品は、非常にきつく嵌合することがあるので、特にこれがフレームの表面に設けられる場合は、バンドを非常に薄くし、それに応じて幅が選択され得ることが好ましい場合がある。勿論、電極接点拡張領域は、適切に形成されたくぼみ又は溝で収容フレームの本体内にセットされることもでき、この場合には、より細く、より厚くして実現することも可能である。

収容フレームの電極接点拡張領域は、収容フレーム上に電極接点拡張領域を実現したものに応じて、及び組み立てられた照明器具において各照明器具用素子が接続される方式に応じて、あるＯＬＥＤの電極を別のＯＬＥＤの電極に接続する働きをすることができる。例えば、電極接点拡張領域は、第１の照明器具用素子内の１つだけのＯＬＥＤの電極、例えば第１のＯＬＥＤのアノードに接触する様に、収容フレームに設けられ得る。第２の照明器具用素子が第１の照明器具用素子にどの様に接続されるかに応じて、その電極接点拡張領域は、第２の照明器具用素子内のＯＬＥＤのアノード又はカソードに電気的に接続されても良い。電極接点拡張領域が第２の照明器具用素子内のＯＬＥＤのアノードに接触している場合、各ＯＬＥＤは、事実上回路全体で並列に接続され得る。その一方で、電極接点拡張領域が第２の照明器具用素子内のＯＬＥＤのカソードに接触している場合、２つのＯＬＥＤは、事実上回路全体で直列に接続され得る。

本発明による照明器具用素子は、第１のＯＬＥＤ及び第２のＯＬＥＤを背中合わせの構成で備えることが好ましく、ＯＬＥＤは電極接点と同じ空間構成を有することが好ましいので、その結果、収容フレームを横から見ると、例えば１つは「上に」、１つは「下に」といった具合に、第１のＯＬＥＤの電極接点用の電極接点拡張領域は収容フレームのフランジの一方の面に配置されることができ、第２のＯＬＥＤの電極接点用の電極接点拡張領域は収容フレームのフランジの他方の側に配置され得る。勿論、同様のことは、ＯＬＥＤの残りの電極接点にも設けられる。２つのＯＬＥＤの空間的に重ね合わされた電極接点における電極接点拡張領域が互いに電気的に絶縁されている場合、結果として、これらは同じ極性の電極接点に割り当てられなくても良い。一方の電極接点拡張領域が、一方のＯＬＥＤのアノードに接触することができ、他方の電極接点拡張領域が、他方のＯＬＥＤのカソードに接触することができる。この様な構成には、２つ以上の対称軸の周りでＯＬＥＤの形状が実質的に対称であることが必要なことがあり、例えば、ＯＬＥＤの形状は正方形又は円形となることもある。

別の実現形態では、電極接点拡張領域が収容フレームのフランジを「包み込み」、よって、照明器具用素子における第１及び第２のＯＬＥＤの同じ電極、例えば両方のＯＬＥＤの空間的に重ね合わされたアノードに接触する様、収容フレームに電極接点拡張領域が設けられることができる。重ね合わされたカソードが、別の収容フレーム縁部において同じタイプの電極接点拡張領域によって同様に接続される場合、照明器具用素子の第１及び第２のＯＬＥＤは、実質的に常に並列に接続されている。この場合も、第２のこうした照明器具用素子が第１のこうした照明器具用素子にどの様に接続されるかに応じて、第１の照明器具用素子の並列接続されたＯＬＥＤ対は、第２の照明器具用素子の並列のＯＬＥＤ対に対して直列又は並列に接続され得る。

接続インターフェースは、幾つかの方式、例えばねじ接続又はスナップ嵌め接続で実現され得る。しかしながら、実質的にどんな顧客でも照明器具をうまく組み立てることができる照明器具の簡略なモジュラ組立てを可能にする実現形態、特にどんなツールも特別な知識も必要としない実現形態が好ましいことがある。従って、本発明の特に好ましい一実施形態では、接続インターフェースは、照明器具の更なる接続インターフェースの溝に接続する様に実現された舌状物、及び／又は、照明器具の更なる接続インターフェースの舌状物に接続する様に実現された溝を備える。この実現形態により、例えば、ある収容フレームの舌状物が、別の収容フレームの溝に簡単に挿入されることができ、それにより、２つの照明器具用素子を単純で簡略な方式で接続できる様になる。

収容フレーム縁部の一部分、例えば中央部分に沿って、接続インターフェースが実現され得る。しかしながら、組み立てられた照明器具の安定性を良好に保つために、接続インターフェースは、収容フレームの側縁部に沿って延在することが好ましく、実質的に収容フレーム縁部の長さ方向全体にわたって延在することが好ましい。例えば、舌状物／溝は、収容フレームの側縁部の長さ方向全体に沿って延在することができる。舌状物／溝の各要素は、外形にぴったり合う様に形成されることが好ましい。とはいえ、電極接点拡張領域は、接続インターフェースの長さ方向の一部分、例えば中央部分を占めるだけで良い。この様な接続インターフェースを使用して幾つかの照明器具用素子が接続されるとき、特に頑強で安定な構造又は枠組みが得られる。この様な照明器具は、例えば重力の影響の下でも、その形状を維持することができる。接続インターフェースに作用する任意の力は、接続インターフェースの長さ方向全体に沿って分散されることが好ましく、従って、この様な接合部又は接続部は、例えば点状の接続インターフェース、又はフレームの側縁部の短い部分のみに制限された接続インターフェースよりも頑強である。

フレーム側縁部に沿った舌状物／溝コネクタを有する収容フレームを使用して、単に、ある収容フレームの舌状物を別の収容フレームの溝に滑り込ませ、所望の面積の平面照明器具が得られるまでこれを繰り返すことによって、実質的に平面の照明器具が実現され得る。しかしながら、更に「３次元の」照明器具を組み立てることが望ましい場合もある。従って、本発明の好ましい一実施形態では、照明器具は、複数の接続インターフェースを有する組立体要素を備え、この組立体要素は、隣接する２つの発光照明器具用素子間を接続するために実現される。組立体要素は、収容フレームと同じ材料、例えば適切なプラスチック材料から作製されることができ、収容フレームの側縁部と同じ長さにすることができる。所望の３次元形状の性質に応じて、組立体要素は、断面を三角形若しくは正方形とすることも、任意の適切な多角形の断面を有することもできる。勿論、湾曲ＯＬＥＤに湾曲フレームが使用される場合、組立体要素も、実質的に湾曲した形状を有することができる。組立体要素は、必要な場合は勿論、円形の断面を有することもできる。

好ましくは、組立体要素は、隣接する照明器具用素子の電気相互接続に寄与しなければならない。従って、本発明の好ましい一実施形態では、組立体要素はまた、隣接する発光照明器具用素子の収容フレームの電極接点拡張領域を電気的に接続するための電極導電領域を含む。例えば、収容フレームの電極接点拡張領域の配置と一致する様に配置された導電材料の薄いバンドを使用して、収容フレームの電極接点拡張領域と同じ方式で、これらが形成され得る。この様にして、例えば、隣接する２つの照明器具用素子の第１のＯＬＥＤのアノードは電気的に接続されることができ、これら照明器具用素子の第２のＯＬＥＤのアノードも電気的に接続される。同様に、この様な組立体要素により、照明器具用素子の交差「平面」を含む照明器具構造を可能にすることができるが、その理由は、組立体要素上の電気的に分離している電極導電領域は、互いに電気的に絶縁された状態を保ちながら、３次元的に互いに包み込む様に構成され得るからである。このことは、以下の図面で明らかになろう。

本発明による照明器具は、キットの形で提供されることができ、複数の照明器具用素子、及び組み立てられた照明器具を電圧源に接続する手段を備える。この組立体は、説明するまでもなく分かりやすく、例えば、照明器具用素子の外面に形成された「＋」及び「−」といったはっきり目に見える浮出しシンボルによって、照明器具用素子がどの様に相互接続され得るのかを示すことができる。この様なキットはまた、複数の追加組立体要素を含んでも含まなくても良く、従って、消費者は「３次元の」照明器具用を組み立てることができる。この様なキットはまた、未使用の外部収容フレーム部分を覆って、露出した任意の電極接点拡張領域を損傷又は腐食から保護しながら、また満足のいく光学仕上げを実現するためのフレーム・カバー要素を含んでも良い。組み立てられた照明器具を電圧源に接続するための手段は、電池等のＤＣ電圧源、又は照明器具をＡＣ電圧源、例えば２３０Ｖ若しくは１１０Ｖの家庭用電力網に接続するためのプラグ付きトランスを備えることができる。照明器具の照明器具用素子のアノード及びカソード用にそれぞれ１つずつ、適切な電極コネクタを使用して、電圧源の各電極が接続され得る。例えば、フレーム・カバー要素を使用して、電極コネクタが形成され得る。電圧源からのワイヤ又はケーブルは、フレーム・カバー要素内に埋め込まれることができ、このフレーム・カバー要素が収容フレームに取り付けられているとき、照明器具用素子の収容フレームの電極接点拡張領域に電気的に接続する様構成することができる。

本発明の他の目的及び特徴は、添付図面とともに考慮された以下の詳細な説明から明らかになろう。しかしながら、各図面は、専ら例示するために描かれたものであり、本発明を限定するための説明として描かれたものではないことを理解されたい。

本発明の第１の実施形態による照明器具用素子を示す。 図１の照明器具用素子の断面を示す。 図１の照明器具用素子の発光デバイス及び層要素を示す。 本発明の第２の実施形態による照明器具用素子を示す。 本発明の第１の実施形態による照明器具を示す。 図５Ａの照明器具の等価回路を示す。 本発明の第２の実施形態による照明器具を示す。 図６Ａの照明器具の等価回路を示す。 本発明の第３の実施形態による照明器具を示す。 図７Ａの照明器具の等価回路を示す。 本発明による照明器具用の組立体要素の第１の実施形態を示す。 本発明による照明器具用の組立体要素の第２の実施形態を示す。 本発明による照明器具用の組立体要素の第３の実施形態を示す。

各図面において、同様の番号は、全体を通して同様の対象物を指す。各図面での対象物は、必ずしも縮尺通りに描かれてはいない。

図１は、本発明の第１の実施形態による照明器具用素子１０を示す。ここで、長方形又は正方形の収容フレーム２は、その４つの側部に接続手段２２を配置して実現される。図には、収容フレーム２の４つの側部のそれぞれに舌状コネクタ２２が示してある。図には、舌状物２２が収容フレーム２から突出しているポイントで、電極接点拡張領域２０１、２０２が終了している様子が示してある。この実施形態では、各電極接点拡張領域２０１、２０２の極性は、照明器具用素子１０上の視覚標識即ちシンボル５１、５２によって明確に示される。この図には、収容フレーム２内でぴったり合っている第１の標準ＯＬＥＤ１１が示してあり、従って、収容フレーム２自体の領域全体への寄与はほんのわずかである。平面は、第１のＯＬＥＤ１１の基板１００を含む。照明器具用素子１０の下には第２の標準ＯＬＥＤ１２があり、従って、図では見ることができない。

図２には、図１の照明器具用素子１０の断面Ｘ−Ｘ’を示す。ここで、標準ＯＬＥＤ１１、１２の層構造が明瞭に示されている。各ＯＬＥＤ１１、１２は基板１００を備え、この基板上に、ＩＴＯアノード１０１、活性層がアノード層１０３、及びカソード１０２が連続して設けられる。各ＯＬＥＤ１１、１２は、密閉カバー１１０内に密閉されている。図には、収容フレーム２内で背中合わせに配置されたＯＬＥＤ１１、１２が示してある。収容フレーム２は、何らかの形でフレーム内部に延在するがカバー１１０の側壁を越えることはないフランジ２０を備える。フランジ２０は、ＯＬＥＤ１１、１２の密閉カバー１１０を収容するための開口２４を残している。この断面Ｘ−Ｘ’には、ＯＬＥＤ１１、１２におけるアノード接点領域１０１Ａ、１０１Ｂが示してある。これと直角に見た断面は、ＯＬＥＤ１１、１２におけるカソード接点領域の同様の構成が示してあるはずである。それぞれの場合で、ＭＡＭ層１４が、両方のＯＬＥＤ１１、１２の電極接点領域に設けられて、電極１０１、１０２の導電率を改善し、接触表面を改善する。デバイス１１、１２の両側でアノード接点領域１０１Ａ、１０１Ｂを電気的に接続するために、各デバイス１１、１２のフレーム・フランジ２０とＭＡＭ層１４との間にＰＣＢ層３が配置される。ＰＣＢ層３は、ＭＡＭ層の導電表面、及びフレーム２の金属電極接点拡張領域２０１と電気的に接触するための貫通コネクタ３５を備える。ＰＣＢ層３はまた、接着手段の役割を果たすことができるが、その理由は、前述のＡＣＦ接着技術を使用して、ＭＡＭ層１４とフレームの金属電極接点拡張領域２０１との両方に比較的容易に接着され得るからである。ＡＣＦ接着は、実質的にＯＬＥＤデバイス１１、１２の周り全体を接着する様に施されることができ、ここでＭＡＭ層がＰＣＢ層と接触する。ここに示す様な４つの側部と４つの接続手段を有する収容フレームでは、「額縁」ＰＣＢ層３が使用されて、収容フレーム２の各側部に１つずつの４つのＡＣＦ接着を施すことができ、ここでＰＣＢ層３は、収容フレーム２の電極接点拡張領域と接触する。図１と同様に、この図では、フレーム２の２つのアノード接点拡張領域２０１が示してあるだけだが、これと直角に見た断面では、２つのカソード接点拡張領域が見えるはずである。

ＭＡＭ層１４、ＰＣＢ層３、及びフランジ２０の厚さは、ＭＡＭ層１４と、ＰＣＢ層３と、フランジの半分とを合算した厚さが、カバー１１０の高さを超えない様に選択される。この様にして、ＯＬＥＤデバイス１１、１２は、その間にギャップが殆ど又は全くない状態で背中合わせに配置されることができ、結果として、良好に細く又は薄い照明器具用素子１０が得られる。現在、ＯＬＥＤデバイス１１、１２の典型的な厚さ即ち「高さ」は、ほぼ１．８〜２．０ｍｍである。従って、本発明の照明器具用素子１０全体は良好に薄く、厚さ即ち高さは約３．８〜４．２ｍｍに過ぎない。現在のこうしたＯＬＥＤデバイス１１、１２の放射領域の幅と長さは、約５０〜１４０ｍｍとすることができ、技術が進歩すれば、更に広い表面積が実現できることになり、従って、この様な照明器具用素子１０が使用されて、実用的で興味深い照明用途向けの照明器具を組み立てることができると予想される。

この図は、フレーム・フランジ２０の縁部で終了する電極接点拡張領域２０１を示し、従って、第１及び第２のＯＬＥＤ１１、１２の各アノード１１１は、互いに電気的に分離される。勿論、電極接点拡張領域２０１は、フレーム・フランジ２０の縁部を包み込むこともでき（この実現可能性は、この説明に示されている）、その結果、第１及び第２のＯＬＥＤ１１、１２のアノード１０１が電気的に接続される。カソード接点拡張領域もフレーム・フランジ２０の縁部を包み込む場合、この照明器具用素子１０の第１及び第２のＯＬＥＤ１１、１２は、常に並列に接続されることになる。

図３は、図１の照明器具用素子１０の発光デバイス１１及び層要素３を示し、これらが互いにどの様に接続されるかを示している。ＯＬＥＤ１１は、アノード接点１０１Ａ、１０１Ｂ、及びカソード接点１０２Ａ、１０２Ｂを有し、これらはＭＡＭ層の外面によって与えられる。ＯＬＥＤの電極１０１、１０２全体の最適な電圧分布のためには、各電極１０１、１０２には同じ電位が印加されなければならない。ＰＣＢ層３でこれが実現され、このＰＣＢ層３は、ＯＬＥＤ１１のカプセル化カバー１１０を収容するための開口３４を有する「額縁」を実現したものを備える。ＰＣＢ層３は、アノード接点１０１Ａ、１０１Ｂの表面のほぼ全体を覆う様に形状づけられたアノード領域３１、及びカソード接点１０２Ａ、１０２Ｂの表面のほぼ全体を覆う様に形状づけられたカソード領域３２を有する。これらの領域３１、３２は、接点領域３１、３２が印刷されているＰＣＢの材料によって互いに電気的に絶縁されている。組み立てられると、デバイス１１の両側に配置された電極接点間の電位が著しく降下することなく、これらの領域３１、３２に印加される任意の電圧がＯＬＥＤ１１の電極１０１、１０２全体にも印加されることになる。

図４には、本発明の第２の実施形態による照明器具用素子１０が示してある。ここで、収容フレーム２は、その４つの側部に、互いに異なる接続手段２２、２３を有する様に実現される。この図には、収容フレーム２の右側と上側に舌状コネクタ２２が示してあり、収容フレーム２の左側と下側に舌状コネクタ２３が示してある。この図には、舌状物２２が収容フレーム２から突出しているポイントで電極接点拡張領域２０１が終了しており、電極接点拡張領域２０２が溝２３の壁部品を「包み込む」様子が示してある。ここでまた、各電極接点拡張領域２０１、２０２の極性は、照明器具用素子１０上のシンボル５１、５２によって明確に示される。

図５Ａには、本発明の第１の実施形態による照明器具１が示してある。ここで、収容フレーム２の接続手段２２、２３によって、６つの照明器具用素子１０が互いに接続されている。説明するために、この図は、各照明器具用素子１０の第１のＯＬＥＤ１１を示しており、第２のＯＬＥＤ１２はこれらの下にあり、従って図では見えないと仮定されても良い。ここで、図の左側上部で、ＤＣ電圧源６の正極が照明器具用素子１０の第１のＯＬＥＤのアノードに接続されており、図の左側下部で、ＤＣ電圧源６の負極が照明器具用素子１０の第１のＯＬＥＤのカソードに接続されている。

上部照明器具用素子１０と下部照明器具用素子１０との間の（水平な）接続手段の電極接点拡張領域２０１、２０２によって、図の左側上部の照明器具用素子１０の第１のＯＬＥＤ１１が、図の左側下部の照明器具用素子１０の第１のＯＬＥＤ１１と直列に接続されている。

同様に、図の中央上部の照明器具用素子１０の第１のＯＬＥＤ１１が、図の中央下部の照明器具用素子１０の第１のＯＬＥＤ１１と直列に接続されている。

同様に、図の右側上部の照明器具用素子１０の第１のＯＬＥＤ１１が、図の右側下部の照明器具用素子１０の第１のＯＬＥＤ１１と直列に接続されている。

直列接続されたＯＬＥＤ１１は全て、左側の照明器具用素子１０と中央の照明器具用素子１０との間、中央の照明器具用素子１０と右側の照明器具用素子１０との間の（垂直な）接続手段２２、２３の電極接点拡張領域２０１、２０２によって並列に接続される。

この照明器具を実現したものの等価回路が図５Ｂに示されており、ここで、各発光ダイオードのシンボルが、照明器具１の照明器具用素子１０での第１のＯＬＥＤ１１に対応する。ノードのシンボルは、適宜、アノード接点拡張領域２０１のペア間の電気的接続、カソード接点拡張領域２０２のペア間の電気的接続、又はアノード接点拡張領域２０１とカソード接点拡張領域２０２との間の接続を示す。

図６Ａには、本発明の第２の実施形態による照明器具１が示してある。ここで、照明器具用素子１０は、収容フレーム２上に舌状接続インターフェース２２のみを有し、３つの照明器具用素子１０が、追加の組立体要素４Ｃを使用して接続されて、「３次元」照明器具１を実現する。組立体要素４Ｃは、収容フレーム２の舌状物２２にマッチする溝４３を有し、これは、組立体要素４Ｃの本体の周りに直角に配置される。図６Ｂのこの照明器具の等価回路に示す様に、この様な「３次元」構成は、直列接続と並列接続の組合せを必要とする。直列接続の第１の３つのＯＬＥＤ１１（上部の３つのＯＬＥＤ）が、直列接続の３つの第２のＯＬＥＤ（下部の３つのＯＬＥＤ）と並列に接続される。電源（ここでは概略的に示してある）の「プラス」の極に接続された上部ＯＬＥＤのシンボルが、図の右側下部の照明器具用素子の第１のＯＬＥＤデバイスに対応し、第２のＯＬＥＤのシンボルが、図の右側上部の照明器具用素子の第１のＯＬＥＤデバイスに対応し、電源の「マイナス」の極に接続された第３のＯＬＥＤのシンボルが、図の左側の照明器具用素子の第１のＯＬＥＤデバイスに対応する。やはり、ノードのシンボルは、適宜、アノード接点拡張領域２０１のペア間の電気的接続、カソード接点拡張領域２０２のペア間の電気的接続、又はアノード接点拡張領域２０１とカソード接点拡張領域２０２との間の接続を示す。

図７Ａには、本発明の第３の実施形態による照明器具１が示してあり、組立体要素４Ｂ、４Ｃが、様々な方向に拡張される照明器具を得るのに適する様設置されており、照明器具用素子１０がその前後（又は上下）の表面から光を放射する様子が示してある。ここで、照明器具１は、６つの独立した「平面」を備えており、それにより、平面は照明器具用素子の平面構成の第１のＯＬＥＤ又は第２のＯＬＥＤの何れかを含んでいる。例えば、ある平面は、ここでは第１のＯＬＥＤ１１＿Ａ、１１＿Ｂ、１１＿Ｃ、１１＿Ｄによって示されている。上記と同様に、電源の「プラス」極及び「マイナス」極は、この平面において概略的に示されている。図７Ｂには、上記図５Ｂ、６Ｂで使用したのと同じシンボル表記を使用して、この平面のみについての等価回路が示してある。その他５つの平面についての等価回路は同様である。

図８には、電気接続面がない状態での、基本的な組立体要素４Ａが示してある。この図には、４つまでの照明器具用素子の舌状物と「結合する」ための４つの溝４３の構成が示してある。図９には、組立体要素４Ｂが示してあり、これは、第１の照明器具用素子の第１のＯＬＥＤを、第２の照明器具用素子の第１のＯＬＥＤに接続し、第１の照明器具用素子の第２のＯＬＥＤを、第２の照明器具用素子の第２のＯＬＥＤに接続する様に構成された接続面４１を有する。図１０には、図７Ａの交差平面構造を可能にする組立体要素４Ｃが示してある。ここで、接続面４１の第１のセットは、図９の接続面と同じ様に働く。接続面４２の追加セットは、第３の照明器具用素子の第１のＯＬＥＤを、第４の照明器具用素子の第１のＯＬＥＤに接続し、第３の照明器具用素子の第２のＯＬＥＤを、第４の照明器具用素子の第２のＯＬＥＤに接続する様に構成される。

勿論、照明器具の外縁部を対象とした照明器具用素子においては、例えば、２つの側部のみに接続インターフェースを有する収容フレームが設けられ得る。その他の２つの側部は、平坦とすることができる。この様にして、良好な光学的結果が得られることができる。或いは、必要に応じ、未使用の接続インターフェースに嵌合するカバー・ピースが設けられて、「洗練された」概観を照明器具に与えることができる。

好ましい実施形態及びその変形形態の形で本発明が開示されてきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、数多くの追加の修正形態及び変形形態が実施され得ることも理解されよう。収容フレームは、標準ＯＬＥＤのアレイ、例えば、第２のＯＬＥＤの２×２のアレイ上に第１のＯＬＥＤの２×２のアレイを格納するのに十分大きく作製されても良く、収容フレームフランジは、個々のＯＬＥＤを保持するのに対応した形状を有することができる。この様にして、相対的に少ないフレーム接続で、相対的に広い平面部分を有する照明器具が得られる。

明確にするために、この明細書全体を通して「ａ」又は「ａｎ」を使用することで、複数のものを排除しないこと、及び、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は他のステップ又は要素を排除しないことを理解されたい。

Claims (12)

1. 第１の発光デバイスと、第２の発光デバイスと、前記第１の発光デバイス及び前記第２の発光デバイスを収容するフレームであって、照明器具の更なる照明器具用素子に物理的且つ電気的に接続する少なくとも１つの接続インターフェースを備えるフレームとを備え、前記第１の発光デバイス及び前記第２の発光デバイスが前記フレーム内に配置されて、前記第１の発光デバイスが前記照明器具用素子の第１の側部に放射し、前記第２の発光デバイスが前記照明器具用素子の第２の側部に放射する、照明器具向けの照明器具用素子であって、第１の極性の空間的に分離した電極接点領域を結合するための第１の導電性接点結合領域、及び第２の極性の電極接点領域を結合するための第２の導電性接点結合領域を有する層要素を更に備え、前記第１の接点結合領域が前記第２の接点結合領域から電気的に絶縁され、前記層要素が、前記発光デバイスと前記フレームのフランジ部分との間に収容される、照明器具用素子。
2. 前記発光デバイスが有機発光デバイスを備える、請求項１に記載の照明器具用素子。
3. 前記第１の発光デバイス及び前記第２の発光デバイスが、前記フレーム内で背中合わせの構成で配置される、請求項１又は２に記載の照明器具用素子。
4. 前記発光デバイスが、少なくとも１つのアノード接点領域、及び少なくとも１つのカソード接点領域を含み、接点領域が前記発光デバイスの縁部に沿って配置される、請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明器具用素子。
5. 前記フレームが、前記フレーム内に配置された発光デバイスの電極接点領域を、前記フレームの外面にまで電気的に拡張するための電極接点拡張領域を含む、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明器具用素子。
6. 前記フレームが、前記第１の発光デバイスと前記第２の発光デバイスとの間の空洞に延在するフランジ部分を備える、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明器具用素子。
7. 前記接続インターフェースが、照明器具内の更なるフレームの溝に接続する舌状物、又は、前記照明器具内の更なるフレームの舌状物に接続する溝を備える、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明器具用素子。
8. 前記照明器具用素子が、前記フレームの接続インターフェースによって物理的且つ電気的に接続され、前記フレーム内に含まれる前記発光デバイスの電極接点が、前記フレームの電極接点拡張領域によって電気的に接続される、請求項１乃至７の何れか一項に記載の複数の照明器具用素子を備える照明器具。
9. 複数の接続インターフェースを有する組立体要素を備え、前記組立体要素の接続インターフェースが、前記照明器具用素子の前記フレームの前記接続インターフェースに接続する、請求項８に記載の照明器具。
10. 複数の接続インターフェースを備える組立体要素であって、前記組立体要素の接続インターフェースが、請求項１乃至７の何れか一項に記載の照明器具用素子の前記フレームの前記接続インターフェースに接続する、組立体要素。
11. 少なくとも１つの電極導電領域を備え、前記電極導電領域が、前記組立体要素によって物理的に接続された、隣接する発光照明器具用素子の前記フレームの電極接点拡張領域を電気的に接続する、請求項１０に記載の組立体要素。
12. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の複数の照明器具用素子を備える照明器具キットであって、前記照明器具用素子が、前記フレームの接続インターフェースによって物理的且つ電気的に接続可能であり、前記フレーム内に含まれる前記発光デバイスの電極接点が、前記フレームの電極接点拡張領域、及び任意選択的に、照明器具用素子を接続するための請求項１０又は１１に記載の複数の組立体要素によって電気的に接続される、照明器具キット。

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