JP6800005B2 - 曲面発光建材部材、及びこれを含む建材 - Google Patents

Description

本発明は、曲面発光建材部材、及びこれを含む建材に関し、特に、可撓性のシート状発光パネルを含む曲面発光建材部材、及びこれを含む建材に関する。

近年、白熱灯や蛍光灯に代わる光源として、有機ＥＬパネルに代表される面発光パネルが注目され、多くの研究がなされている。

このような有機ＥＬパネルに代表され、この他、ＬＥＤを面状に並たり、ＬＥＤ及び拡散板を組み合わせたりして作製されたＬＥＤパネルの如き、面発光パネルを光源として用いる際には、これに含まれる発光素子への電力供給の経路を確保する必要がある。

このような面発光パネルについて、近年、フレキシブル又はベンダブルなパネルが実用化できるのではと考えられ、従来灯具で実現できなかった様々な応用が検討されている。

例えば、特許文献１は、シート状の照明パネルにおいて所望の配光特性を実現する為の照明器具として、可撓性を有し電力が供給されることによって発光する発光面が表面に設けられたシート状の照明パネルと、照明パネルを載置する載置面を含む本体と、本体に取り付けられ照明パネルの発光面を本体の載置面に対して押し付ける押圧領域を有する取付カバーと、を備える照明器具を開示する。

また、特許文献２は、固定部材の凸状に湾曲した被取付面上に面発光モジュールを固定する場合であっても、長期間にわたって耐候性を得ることが可能な固定構造として、表面シートと、被取付面に対向するように配置される裏面シートと、発光素子とを含む面発光モジュールを固定部材に固定するための固定構造であって、裏面シートの一部と被取付面との間に設けられ、裏面シートの一部を被取付面に接着する接着層と、面発光モジュールに対して被取付面の反対側に設けられ、当該反対側から面発光モジュールに接触することで、被取付面の形状に沿うように湾曲した面発光モジュールの形状を保持する形状保持部材とを備える固定構造を開示する。

国際公開ＷＯ２０１２／１１４８８７パンフレット 特開２０１６−１３４３４０号公報

前述の特許文献１の可撓性シート状照明パネルを備える照明器具は、載置面の曲面と同じ曲面を有する照明器具を、可撓性シート状照明パネルを用い実現する方法として優れている。しかし、その００１５の記載「照明パネル３０が本体１０に取り付けられた際、照明パネル３０の電気接点４２（図６参照）と本体１０の電気接点４１との良好な電気的接続が得られる。電気接点４１は、本体１０を貫通して所定の電源装置（図示せず）に接続される（図３参照）。」のように、可撓性シート状照明パネルは載置面上電気接点に物理的接触する電気接点を有する為、接触導通なので電気接続は不安定なものとなり、また、載置面上電気接点を備える為、本体は照明パネル専用の部材となり、さらに、接触導通部発光領域は厚み方向に常に圧縮応力を受ける為、発光の長期信頼性に欠け、またさらに、取付カバーが必要な為、高価かつ厚い照明器具となり、さらなる改善が望まれる。

また前述の特許文献２の被取付面の形状に沿うように湾曲した面発光モジュールの形状を保持する固定構造は、固定部材の凸状に湾曲した被取付面上に面発光モジュールを固定する方法として優れている。しかし、その００２０の記載「具体的には、面発光モジュール２０は、発光素子１０と、発光素子１０を上下から挟み込む一対の表面シート２２および裏面シート２４と、発光素子１０に給電するために発光素子１０に電気接続された図示しない配線部材とを備える。」のように、この固定構造において、面発光モジュールは発光素子に電気接続された図示しない配線部材を備えるものの、該配線部材がモジュール裏主面に備えられているか等定かでなく、外観に表れない方法で当該発光素子に給電するには、更なる工夫が必要であり、また、このようなモジュールは、表面シート、裏面シートを含み、これに起因し、この固定構造は、接着層、形状保持部材を備える為、高価かつ厚くなり、さらなる改善が望まれる。

本発明は、このような従来技術の課題を解決すべく為されたものであり、また、光る曲面壁面の新たな価値認知には、設置コストを含めても安価な、曲面非発光建材部材と高互換性の曲面発光建材部材の提供が有効であるとの認識の下為されたものであり、高信頼性の電気接続及び発光領域が確保され、簡単な構成の安価な、非発光建材部材とする場合、非発光パネルに対し完全互換な曲面構成部材とできる、シート状発光パネル、及び曲面構成部材から構成され、かつ、曲面構成部材が発光パネルへの電力供給機構を含まない曲面発光建材部材を提供するものである。

本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定のシート状発光パネルと、特定の曲面構成部材とを、組み合わせで構成することにより、前述の課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、電力供給により発光する発光領域を含む発光主面、及びその反対側の裏主面を両主面とし、かつ、可撓性の、該裏主面に該電力供給の経路である給電線を備えるシート状発光パネルと、
該発光パネルが載置される曲面載置面を構成する曲面構成部材と、
を含む曲面発光建材部材であって、
該曲面載置面が、該給電線を通す給電線開口を有することを特徴とする曲面発光建材部材に関する。本発明において、前記面発光パネルは、好ましくは、ベンダブル有機ＥＬパネルであり、その薄さ軽さの特徴が活かされる。

このような本発明の曲面発光建材部材は、基本的に曲面構成部材が発光パネルへの電力供給機構を含まないので、非発光建材部材とする場合、非発光パネルに対し完全互換な曲面構成部材とでき、また、簡単な構成であり、かつ、安価な建材部材とすることができる。

また、前記曲面構成部材は、前記シート状発光パネルの対向する端部を、各々把持可能な２以上の把持部を備えることが好ましく、シンプルな構成で発光パネルを曲面載置面に固定でき、薄さ軽さの特徴が最大限に活かされ、しかも安価、かつ、該固定に係る脱着を容易なものにすることができる。

また、前記曲面構成部材は、前記曲面載置面と交差する交差平面を構成する交差平面構成部を含むことが好ましく、壁面、又は他建材部材に、この交差平面構成部を好ましくは接するように配置することで、これらと平面対向配置が可能な曲面発光建材部材とすることができる
また、前記交差平面は、前記電力供給経路である給電部材を通す給電部材開口を含むが好ましく、天井裏や床下から給電経路を外部露出せず保護状態で接続可能な曲面発光建材部材とすることができる。

また、前記曲面構成部材は、前記曲面載置面と対向する内面であって、平面、円柱面、及び円錐面からなる群からなる少なくとも１以上からなる内面を構成する内面構成部を含むことが好ましく、柱等の建材の取付面にこの内面を、好ましくは接するように、配置することで、このような内面に対応する取付面含む建材本体と共に、建材を構成可能な曲面発光建材部材とすることができる。

さらに、本発明は、このような本発明の曲面発光建材部材、及び建材本体を含む建材であって、該建材本体が、前記内面に対応する取付面を含む、建材に関する。

また、少なくとも１枚以上の前記シート状発光パネル、及び少なくとも１枚以上のシート状非発光パネルを含む、建材とすることが好ましく、外観に優れる建材となる。

本発明の曲面発光建材部材は、簡単な構成の安価な曲面発光建材部材であり、かつ、曲面非発光建材部材とする場合には、非発光のシート状パネルに対し完全互換な曲面構成部材が使用可能である。

本発明の曲面発光建材部材の一実施形態の斜視図である。 図１の曲面発光建材部材１００を説明する分解図であり、（a）は本発明に係る曲面構成部材２０、（b）は本発明に係るシート状発光パネル１０、の各々、一実施形態の斜視図である。 本発明の建材Ａの一実施形態の概念図であり、（a）は上面から見た概念図、（b）は側面から見た概念図である。

以下、本発明の実施態様について図を参照しながら説明する。

（曲面発光建材部材１００）
図１は、本発明の曲面発光建材部材１００の一実施形態の斜視図である。

図２は、図１の曲面発光建材部材１００を説明する分解図であり、（a）は本発明に係る曲面構成部材２０、（b）は本発明に係るシート状発光パネル１０、の各々、一実施形態の斜視図である。

本発明の曲面発光建材部材１００は、シート状発光パネル１０、及びこれを取り付ける曲面構成部材２０を含み、シート状発光パネル１０の発光主面に含まれる発光領域１１が電力供給により発光することで、この部材１００が配置される外界から発光する部材として認識されると共に、当該外界に光を放射する部材である。

本発明の曲面発光建材部材１００は、曲面構成部材２０が、可撓性のシート状発光パネル１０が撓んで載置されることで曲面の発光主面となる、曲面載置面２１を構成するよう形成されていることを一つの特徴とする。ここで前述したように発光主面は外界に光を放射するよう外界に向いているので、当該曲面載置面２１には、シート状発光パネル１０の、前記発光主面の反対側の面である、裏主面が、これと接するよう前記載置されることとなる。

また、本発明の曲面発光建材部材１００は、シート状発光パネル１０が、当該裏主面に前記電力供給の経路である給電線１２を備え、かつ、曲面構成部材２０が、当該給電線１２を通す給電線開口２１１２を有することを一つの特徴とする。即ち、基本的に曲面構成部材２０は、前記発光領域１１に対応する発光素子１への電力供給機構を含まない。

（建材Ａ）
図３は、本発明の建材Ａの一実施形態の概念図であり、（a）は上面から見た概念図、（b）は側面から見た概念図である。

本発明の建材Ａは、上述したような本発明の曲面発光建材部材１００、及びこれを取り付ける建材本体Ａ１を含み、例えば図３においては、円柱状の物品であり、天井と床との間に配され、構造材Ｂ（図示せず）と連結部ＡＢにて結合することで天井や床を支持し、建物の一部となる物品であり、その外表面の一領域となる発光領域１１が発光する物品である。ここで建材Ａは、必ずしも他の建材等を機械的に支持する必要は無く、即ち、単なる装飾部材であっても良い。

本発明の建材Ａは、建材本体Ａ１が、曲面発光建材部材１００が取り付けられる取付面Ａ２３を含むことを一つの特徴とし、当該取付面Ａ２３に対応し、曲面発光建材部材１００は、後述する内面２３を含む。

このような本発明の建材Ａは、少なくとも１枚以上のシート状発光パネル１０を含み、好ましくは、少なくとも１枚以上のシート状非発光パネル９０を含み、このようなシート状非発光パネル９０は、発光領域１１やこれに対応する発光素子１を含まないことの他、好ましくは、シート状非発光パネル９０と外形が同じで、かつ、同様に可撓性を有する。

なお、図３において、建材Ａは、２つの円柱状の曲面発光建材部材１００をその建材本体Ａ１の上下に含むが、１つでも良く、当該曲面発光建材部材１００は、図１、及び図２に示す半円柱状の曲面発光建材部材１００を２つ組み合わせたもの、又は、当該半円柱状曲面発光建材部材１００、及びこれと同形状かつ非発光の曲面非発光建材部材を組み合わせて円柱状としたものであっても良く、また、取付面Ａ２３と連結部ＡＢとは、好ましい実施形態として、連続する平面となっているが、不連続とすることも、曲面を含む面とすることもできる。

（曲面構成部材２０）
本発明に係る曲面構成部材２０は、シート状発光パネル１０が載置される曲面載置面２１を構成する部材であり、当該曲面載置面２１は、曲面構成部材２０において曲面構成部を構成する点や線、面であって、当該シート状発光パネル１０と直接接触する複数の部分である。曲面構成部材２０は、当該曲面載置面２１に、給電線１２を通す給電線開口２１１２を有することを一つの特徴とし、好ましくは、建材本体Ａ１と共に、本発明の建材Ａを構成する。

このような曲面構成部材２０は、金属や、樹脂、木材、竹材等の材料により形成することができ、好ましくは、図３に示すように、丸棒や平板等の細長部材を組み合わせ形成され、本発明に係る、給電線開口２１１２や後述する給電部材開口２２１３を有するよう構成できるのであれば、このような細長部材だけでなく、これに面部材を組み合わせて形成することもできる。

本発明に係る曲面構成部材２０は、前述したように曲面載置面２１を有するが、この他に、いずれも後述する、交差平面２２又は内面２３を有することが好ましく、より好ましくは、これら交差平面２２及び内面２３を有する。即ち、本発明に係る曲面構成部材２０は、好ましくは、交差平面２２を構成する交差平面構成部を含み、又は、内面２３を構成する内面構成部を含み、より好ましくは、このような交差平面構成部及び内面構成部を含む。このような曲面構成部、交差平面構成部、内面構成部は、相互に点や線、面を共有していても良く、即ち、共通する構成部として、前記細長部材や面部材の全部又は一部を共有することができることは言うまでもない。

また、本発明に係る曲面構成部材２０は、シート状発光パネル１０を載置せしめる為、好ましくは、当該シート状発光パネル１０を、好ましくはその端部において、その両主面側から挟持することで保持する把持部２４を備え、この様な把持部２４は２箇所以上であることがより好ましく、さらに好ましくは、シート状発光パネル１０の対向する端部を各々把持可能な一対の把持部２４を含むことである。

前記交差平面２２は、曲面載置面２１と交差し、例えば図２においては曲面載置面２１と直交しており、好ましくは、電力供給経路である給電部材１３を通す開口である給電部材開口２２１３を含む。ここで、給電部材１３は、例えば図１に示すように、シート状発光パネル１０の裏主面から連続する給電線１２であっても良く、給電線１２と接続部やコネクタを介して電気接続された、給電線１２とは別部材であっても良く、更には、このような別部材の給電部材１３である場合には、給電線１２との間に、前記コネクタ等の他、スイッチや定電流回路、定電圧回路、ＤＣ−ＤＣ変換回路、ＡＣ−ＤＣ変換回路、ブレーカー等を、含んでいても良い。

前記内面２３は、曲面載置面２１と対向し、例えば図２においては概ね曲面載置面２１と平行な面であり、好ましくは、平面、円柱面、及び円錐面からなる群からなる少なくとも１以上からなる面であり、より好ましくは、複数の平面からなる面、又は円柱面であり、このような内面２３を有する曲面構成部材２０を用いることで、本発明の曲面発光建材部材１００は、建材本体Ａ１への適用性が向上する。

（シート状発光パネル１０）
本発明に係るシート状発光パネル１０は、可撓性を有し、言い換えれば、ベンダブルあるいはフレキシブルであり、発光主面、及び裏主面を両主面とし、発光素子１、好ましくは有機ＥＬ素子１、を含み、曲面構成部材２０に前記裏主面側を向け載置され本発明の曲面発光建材部材１００を構成し、前記発光主面に含まれ、かつ、前記発光素子１に対応する発光領域１１から光を放射する。

このような本発明に係るシート状発光パネル１０は、ＬＥＤパネルとしても良いが、高連続性の本発明に係る曲面を形成可能とし、軽く薄い従って安価な曲面発光建材部材１００とし、かつ、柔らかい拡散光を放射可能なパネルとする観点から、有機ＥＬパネルとすることが好ましい。

本発明に係るシート状発光パネル１０は、好ましくは、図２（ｂ）に示すような幅に対して長さが長い長尺矩形の発光領域１１及び外形を有する長尺矩形パネルであり対応して、幅の狭い円柱表面の形状の曲面載置面２１を有する曲面構成部材２０であることが好ましく、より小さな力でパネルを撓ませて本発明に係る載置が可能となり取り扱い性が向上する。また、その際、図１及び２に示すように把持部２４に対応するパネルの被把持部は長尺矩形パネルの短辺端部となる。

このような本発明に係るシート状発光パネル１０には、輝度や色、角度依存の光学特性や配光性の向上ために、発光主面の発光領域１１を含む領域の最表面、即ち、例えば後述するガラス基板の光射出側に、光学機能体を備えることが好ましい。

この光学機能体としては、レンズやプリズムを含む、例えば、レンズシート、プリズムシート、又はレンチキュラーレンズシート等を例示することができ、ガラス表面にアクリル等からなる樹脂を塗ってナノインプリントしたものやガラスビーズを含んだ樹脂をスプレーコートやスリットコートしたものとすることもできる。好ましくは、一表面に凹凸構造をもち、他表面に粘着材が付いた樹脂フィルム（光学フィルム）を、その一表面が前記最表面となるようにガラス表面に貼ることであり、の光学フィルムに、光散乱性を付与することもできる。さらに、この光学フィルムの貼り付けは、フィルム表面にキズが付き易いため、場合に応じて、曲面発光建材部材１００の組み立て後でもよいし、前でもよく、本発明に係るシート状発光パネル１０の曲面載置面２１への取り付け後でもよい。

本発明に係るシート状発光パネル１０を、その好ましい実施態様として有機ＥＬパネルとする場合には、発光主面から裏主面に向かって、薄板透明基板、有機ＥＬ素子１、及び封止構造からなる積層構造を含むパネルとすることが好ましく、このような所謂ボトムエミッション型パネルとすることで、外界に露出する発光主面に高い機械的強度を付与せしめることができ、より好ましくは、単一の発光デバイスとして有機ＥＬ素子１を唯一つ含むパネルとすることであり、内部配線不要となる為、発光主面における発光領域１１の面積比率である面積効率が高く、かつ、安価なパネルとなる。

このようなシート状有機ＥＬパネル１０について詳述すると以下の通りである。

まず、前述した「有機ＥＬ素子１を唯一つ含むパネル」とは、具体低にはパネル外部から直接給電される等電位電極層が、いずれも後述の、対向する透光性陽極層、及び反射性陰極層の１組のみであるデバイスのみを含むパネルである。

前記薄板透明基板としては、簡便に高信頼性のボトムエミッション型の有機ＥＬパネル１０を構成する観点から、可撓性、透光性及び絶縁性を有するガラスや樹脂を材料とする基板とすることが好ましく、その中でも有機ＥＬ素子への水分浸入を防止することで高信頼性パネルとする観点からガラス基板がより好ましく、十分な可撓性を担保しつつ割れや欠けの発生が少ないパネルとする観点から、その厚みは、平均で０．１ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下とすることが好ましく、０．２ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下とすることがより好ましく、強化ガラス基板とすることが好ましく、薄板ガラスで十分な強化を付与せしめる観点から化学強化ガラス基板とすることがより好ましく、アルカリバリア層具備の化学強化ガラス基板とすることがさらに好ましい。また、前記可撓性としては、パネルとしても基板としても、１５０ｍｍＲ以下、より好ましくは７５ｍｍＲ以下の可撓性を有することが、有用な曲面発光建材部材１００とせしめる観点から好ましい。

前記有機ＥＬ素子１は、透光性導電膜、有機化合物含有の発光層を含み、かつ、複数の薄膜が積層された有機機能膜、及び反射性導電膜を順次製膜し、これらの膜の重畳部分として形成されたデバイスであり、これら重畳部分に含まれる前述した３つの膜が、各々、透光性陽極層、有機機能層、反射性陰極層であり、好ましくは、前記薄板透明基板側に透光性陽極層が形成されたものである。このような有機ＥＬ素子１は、透光性陽極層、及び反射性陰極層に印加される電圧に応じて、これらの重畳部分に挟持された有機機能層に電流が流れることで発光する。

前記透光性導電膜の材料としては、透明導電性酸化物が好ましく採用され、その中でも、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が好ましく、光を効果的に取り出せる高透明性のＩＴＯあるいはＩＺＯがより好ましい。また、このような透明導電性酸化物の膜の上に、１ｍｍ程度の間隔で縦横に数１０μｍ幅の金属細線を有する金属細線付膜、その金属細線を上若しくは下、又は上下に腐食対策金属層を有するバッファ層金属細線付膜、例えばＭｏ合金／Ａｌ合金／Ｍｏ合金の３層金属細線（ＭＡＭ細線）、さらにこのような金属細線の上にこれより太い幅の絶縁膜（例えばポリイミド）を含む絶縁膜金属細線付膜を、前記透光性導電膜とすることも大面積発光領域１１のシート状発光パネル１０であっても輝度ムラ無く発光せしめる観点から好ましい。
このような発光領域１１においては、例えば、このようなＭＡＭ／ＰＩ構造が存在しない、透明導電性酸化物の膜開口部位に形成された有機機能層の両電極挟持部分が発光することとなる
このような有機ＥＬ素子１は、外部からの水分の侵入を防ぐために、封止膜により封止がなされることが好ましく、より好ましくは、平面視、有機ＥＬ素子１形成領域の全領域を含む発光領域１１全面を含む領域に封止膜を備えることである。

また、膜封止の場合、機械的な外力によるキズを防ぐために、ＰＥＴなどからなる保護フィルム、より好ましくは均熱シートを粘着材で貼り付けることが好ましく、温度ムラの発生による輝度ムラやダークスポット、突然の発光停止等の発生を防止することができる。

（給電線１２）
本発明に係る給電線１２は、発光素１に外部から給電するための部材であり、発光素子１が、その好ましい実施態様である有機ＥＬ素子１である場合には、透光性陽極層と、反射性陰極層とに各々電気接続される２本の導線を含むものであることが好ましい。このような給電線１２としては、リード線や銅箔、アルミニウム箔を用いることができる。

Ａ 建材
Ａ１ 建材本体
Ａ２３ 取付面
ＡＢ 連結部
Ｂ 構造材
１００ 曲面発光建材部材
１０ シート状発光パネル
１ 発光素子（ＬＥＤ、有機ＥＬ素子）
１１ 発光領域
１２ 給電線
１３ 給電部材
２０ 曲面構成部材
２１ 曲面載置面
２１１２ 給電線開口
２２ 交差平面
２２１３ 給電部材開口
２３ 内面
２４ 把持部
９０ シート状非発光パネル

Claims (7)

1. 電力供給により発光する発光領域を含む発光主面、及びその反対側の裏主面を両主面とし、かつ、可撓性の、該裏主面に該電力供給の経路である給電線を備えるシート状発光パネルと、
   該発光パネルが載置される曲面載置面を構成する曲面構成部材を含む曲面発光建材部材であって、
   該曲面載置面が、該給電線を通す給電線開口を有することを特徴とする曲面発光建材部材。
2. 前記曲面構成部材が、前記シート状発光パネルの対向する端部を、各々把持可能な２以上の把持部を備える、請求項１に記載の曲面発光建材部材。
3. 前記曲面構成部材が、前記曲面載置面と交差する交差平面を構成する交差平面構成部を含む、請求項１、又は２に記載の曲面発光建材部材。
4. 前記交差平面が、前記電力供給経路である給電部材を通す給電部材開口を含む、請求項３に記載の曲面発光建材部材。
5. 前記曲面構成部材が、前記曲面載置面と対向する内面であって、平面、円柱面、及び円錐面からなる群からなる少なくとも１以上からなる内面を構成する内面構成部を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の曲面発光建材部材。
6. 請求項５に記載の曲面発光建材部材、及び建材本体を含む建材であって、
   該建材本体が、前記内面に対応する取付面を含む、建材。
7. 少なくとも１枚以上の前記シート状発光パネル、及び少なくとも１枚以上のシート状非発光パネルを含む、請求項６に記載の建材。