有機照明源及び制御された照明の方法
少なくとも１つのＯＬＥＤパネル（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）を含みこの少なくとも１つのＯＬＥＤパネル（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）により生成された光の出口ポート（ＩＳ）を画成し包囲しており、かつ該ポート（１６）の面積より大きい表面積を有する少なくとも１つの内面（１４）を有する三次元構造体（１２）を含む照明源（１０）が開示されている。照明源（１０）の光出力の色及び／又は強度を調整する方法も開示されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に有機照明源に関する。本発明は特に照明が制御可能である有機照明源に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な照明用途において、照明が制御可能な照明源を有するのが望ましい。かかる場合、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）が従来の照明源の有効な代替手段となることができる。
【０００３】
特定の有色ＯＬＥＤ照明源を提供するための従前のアプローチでは、赤色、青色、及び緑色を発するＯＬＥＤのような着色光アレイを有する複数の発色パネル又はフラットパネルディスプレイを有する重ねたＯＬＥＤを使用している。かかるアプローチでは、所望の照明効果に必要な所要の光強度及び色混合を得ることができないことがある。
【特許文献１】米国特許第５６５２９３０号明細書
【特許文献２】米国特許第５６７７５４６号明細書
【特許文献３】米国特許第６６０２５４０号明細書
【特許文献４】米国特許第６５６６８０８号明細書
【特許文献５】米国特許第６８００９９９号明細書
【特許文献６】米国特許第６８４１９４９号明細書
【特許文献７】米国特許第７０４９７５７号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００２／０１９０６６１号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００４／０１０５２６４号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００４／０１３５１６０号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００４／０２５１８１８号明細書
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００５／０１６４４７０号明細書
【特許文献１３】米国特許出願公開第２００５／０１７０７３６号明細書
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００５／０２８０３５９号明細書
【特許文献１５】米国特許出願公開第２００６／０１２５４１０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、照明源を調整（チューニング）して所望の強度、色度、及び演色指数を提供することができる領域照明源(area illumination source)を提供することが極めて望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態では、照明源は少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内面を含む三次元構造体を含んでおり、前記少なくとも１つの内面は、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲し、かつそのポートの面積より大きい表面積を有している。
【０００６】
本発明の別の実施形態では、照明源は複数のＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内部曲面を含む三次元曲面構造体を含んでおり、前記少なくとも１つの内部曲面は、前記複数のＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲しており、かつそのポートの面積より大きい表面積を有している。
【０００７】
本発明のさらに別の実施形態では、少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む照明源の光出力の色及び／又は強度を調整する方法は、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内面を含む三次元構造体を含み、前記少なくとも１つの表面が前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲し、かつ前記ポートの面積より大きい表面積を有する、照明源を提供し、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルに電気出力を提供することにより、前記照明源の光出力の色及び／又は強度を調整する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の上記及びその他の特徴、局面、及び利点は添付の図面をを参照して以下の詳細な説明を読めばより良く理解できるであろう。図面中、類似の数字は類似の部分を表す。
【０００９】
本発明の実施形態は有機照明源及び制御された照明の方法に関する。本明細書で使用する場合、用語「有機照明源」とは有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）照明源を指す。本明細書で使用する場合、用語「ＯＬＥＤ」とは、一般に有機発光物質を含むデバイスを指し、限定されることはないが有機発光ダイオードを包含する。本明細書で使用する場合、用語「ＯＬＥＤエレメント」とは、２つ以上の電極とこれら２つの電極間に配置された発光性有機物質とを含む、本発明の照明源の基本的な光生成性の単位をいう。本明細書で使用する場合、用語「ＯＬＥＤパネル」とは、少なくとも１つのＯＬＥＤエレメントを含む光生成性の単位をいう。
【００１０】
本明細書で使用する場合、用語「制御された照明」とは、照明源の強度、色度、及び／又は演色指数（ＣＲＩ）の制御をいう。
【００１１】
当業者には分かるように、ＯＬＥＤエレメントは通例、２つの電極間に挟まれた少なくとも１つの有機層、通例エレクトロルミネセント層を含んでいる。適当な電圧をＯＬＥＤにかけると、注入された正負の電荷がエレクトロルミネセント層内で再結合して光を生成する。ＯＬＥＤエレメントは正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層、光吸収層、カソード層、アノード層又はこれらの任意の組合せのような追加の層を含んでいてもよい。本発明のＯＬＥＤエレメントは、限定されることはないが、１つ以上の基材層、耐磨耗層、接着剤層、耐薬品性層、フォトルミネセント層、放射線吸収層、放射線反射層、バリヤー層、平坦化層、光拡散層、及びこれらの組合せのような他の層を含み得る。
【００１２】
一実施形態では、本発明は三次元構造体を含む照明源に関する。この構造体は少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを有する少なくとも１つの内面を含んでいる。この内面は、少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲しており、そのポートの面積より大きい表面積を有している。別の実施形態では、少なくとも１つの内面はポートの面積より大きい発光面積を有している。有利なことに、本発明の一実施形態における照明源は、ポートの面積に等しい発光面積を有する二次元の平面状照明源と比較して、ポートを通してより大きい光束を生成することができる。さらに、本発明の一実施形態では、異なる波長で放出する２つ以上のＯＬＥＤパネルが存在する場合、有益なことに、この照明源は、平面状照明源において異なる波長で放出する一列のＯＬＥＤパネルより良好な色混合を提供する。有利には、三次元配列のＯＬＥＤパネルにおいて、異なる波長で放出する特定の配列の２つ以上のＯＬＥＤパネルは、本発明の実施形態で提案されるように高まった色混合を提供することができる。
【００１３】
図１に示す実施形態では、照明源１０は内部曲面１４を有する三次元構造体１２を含んでいる。図１に示した半球状構造体は本発明の三次元構造体の非限定例である。曲面１４は光が出現する際に通るポート１６を画成している。
【００１４】
一実施形態では、ポートの縁部は単一の平面内にあることができる。別の実施形態では、ポートの縁部は単一の平面内にはない。本発明の幾つかの実施形態では、ポートの縁部は規則的でもよいし、又はギザギザ状のような不規則状であってもよい。
【００１５】
図２に示した照明源１０の断面図において、内部曲面１４はＯＬＥＤパネル１８Ｒ、１８Ｇ、及び１８Ｂを含んでいる。この実施形態では、ＯＬＥＤパネル１８Ｒ、１８Ｂ、及び１８Ｇは、それぞれ可視スペクトルの赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、及び緑色（Ｇ）領域の光を発するように構成されている。図３は、照明源のポートの中を見た底面図であり、照明源１０内の赤色（Ｒ）１８Ｒ、青色（Ｂ）１８Ｂ、及び緑色（Ｇ）１８ＧのＯＬＥＤパネルの配列を示している。別の実施形態では、この内面はまた第４の色の光を発することができるＯＬＥＤパネルも含んでいる。図４に示した実施形態では、ＯＬＥＤパネル１８は赤色（Ｒ）１８Ｒ、青色（Ｂ）１８Ｂ、及び緑色（Ｇ）１８ＧのＯＬＥＤパネルと共に白色（Ｗ）１８Ｗ発光パネルを含んでいる。この図示した実施形態ではＯＬＥＤパネルは非平面状、特に曲面であるが、他の実施形態ではＯＬＥＤパネルは曲率のない平面状であってもよい。
【００１６】
本発明の幾つかの実施形態では、照明源内のＯＬＥＤパネルは物理的にモジュール状である。本明細書で使用する場合、用語「物理的にモジュール状」とは、パネルが、他のパネルを解体又は除去することなく取り外したり交換したりすることができることを意味している。別の実施形態では、パネルは簡易脱着式コネクターを用いて装着される。
【００１７】
本発明の幾つかの実施形態では、照明源内のＯＬＥＤパネルは「電気的にモジュール状」である。本明細書で使用する場合、用語「電気的にモジュール状」とは、あるパネルが電気的に独立して制御され得るというそのパネルの属性をいう。例えば、本発明の照明源内に配置されたパネルは、個々のパネルにかかる電圧を各々独立に変化させることができるという点で、「電気的にモジュール状」である。一実施形態では、２つ以上のＯＬＥＤパネルを直列に接続することができる。別の実施形態では、２つ以上のＯＬＥＤパネルを並列に接続してもよい。
【００１８】
図５に示した照明源１１０は、１つ以上のＯＬＥＤパネルから出る光を拡散するためにポートを横切って装着されたディフューザーエレメントのような調光エレメント２０を含んでいる。非限定例において、ディフューザーエレメントは、透明な材料の表面をテクスチャー化して表面ディフューザーを作成することで形成される。表面ディフューザーのその他の適切な例としては、一方又は両方の表面が収斂又は発散レンズ構造体及びＦｒｅｓｎｅｌレンズ構造体並びにかかる構造体の任意の組合せでテクスチャー化されている透明な材料がある。その他導波及び光屈曲エレメントも使用することができる。一実施形態では、調光フィルムは曲面パネルである。
【００１９】
別の実施形態では、散乱エレメントのような調光エレメントがポート１６を横切って装着されて、１つ以上のＯＬＥＤパネルから出る光を散乱する。散乱エレメントは、高い指数の粒子をより低い指数の媒質中に懸濁させて体積散乱系(volumetric scattering system)を作成することによって形成することができる。
【００２０】
調光エレメントはまたフォトルミネセント（ＰＬ）エレメントであってもよい。フォトルミネセントエレメントは、入射放射線の幾らかを吸収し異なる波長で再び放出する物質を含んでいる。一実施形態では、ＰＬ物質として、ＯＬＥＤエレメントにより放出された青色領域のような短めの波長の光の少なくとも一部分を吸収し、可視スペクトルの緑色及び／又は赤色領域のようなより長い波長で再び放出する物質がある。例えば、スペクトルの青色部分に吸収極大を示す有機ＰＬ物質は、スペクトルの緑色部分で発光を示す。従って、ＯＬＥＤエレメントにより放出された青色光の吸収されない部分がＰＬ物質により放出された緑色及び赤色光と混じって白色光を生成する。この物質は有機、無機、又は有機及び無機リン光体の混合物であることができる。
【００２１】
適切な有機ＰＬ物質の幾つかの非限定例は、アゾ染料、アントラキノン染料、ニトロジフェニルアミン染料、１−ニトロソ−２−ナフトール及び６−スルホール−１−ニトロソ−２−ナフトールの鉄（II）錯体（Ｐ．Ｆ．Ｇｏｒｄｏｎ及びＰ．Ｇｒｅｇｏｒｙ、「Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｉｎ Ｃｏｌｏｕｒ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｂｅｒｌｉｎ ｐｐ．９９〜１０１、１０５〜１０６、１２６、１８０、２５３〜２５５、及び２５７（１９８３）に開示されている）である。その他の有機ＰＬ物質はクマリン及びキサンテン染料である。また、ＰＬ物質には無機リン光体も包含され得る。１種類より多くの希土類イオンをドープしたＹＡＧに基づく適切なリン光体、例えばセリウムドープ酸化イットリウムアルミニウムＹ3Ａｌ5Ｏ12ガーネット（「ＹＡＧ：Ｃｅ」）。緑色を発するリン光体としては、限定されることはないが、Ｃａ8Ｍｇ（ＳｉＯ4）4Ｃｌ2：Ｅｕ2+、Ｍｎ2+；ＧｄＢＯ3：Ｃｅ3+、Ｔｂ3+；ＣｅＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｔｂ3+；Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ3+、Ｔｂ3+及びＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+がある。赤色を発するリン光体としては、限定されることはないが、Ｙ2Ｏ3：Ｂｌ3+，Ｅｕ3+；Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；ＳｒＭｇＰ2Ｏ7：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；（Ｙ，Ｇｄ）（Ｖ，Ｂ）Ｏ4：Ｅｕ3+；及び３．５ＭｇＯ．０．５ＭｇＦ2，ＧｅＯ2：Ｍｎ4+（マグネシウムフルオロゲルマネート）がある。青色を発するリン光体としては、限定されることはないが、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+；Ｓｒ5（ＰＯ4）10Ｃｌ2：Ｅｕ2+；（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）5（ＰＯ4）10（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ2+、（Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）（Ａｌ，Ｇａ）2Ｓ4：Ｅｕ2+がある。黄色を発するリン光体としては、限定されることはないが、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）5（ＰＯ4）10（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+がある。
【００２２】
非限定例においては、ポリアクリレート、実質的に透明なシリコーン又はエポキシのようなフィルム形成性のポリマー性材料中にリン光体粒子を分散させる。ポリマー性材料とリン光体の混合物の約３０体積パーセント未満のリン光体組成物を使用する。混合物中に溶媒を加えて、フィルム形成性材料の粘度を所望のレベルに調節する。非限定例においては、既知重量の非可視光吸収性粒子を１０グラムの未硬化ポリジメチルシロキサン樹脂（硬化フィルムに対するｎ＝１．４１）と混合することによって、可変の光学的散乱を有する自立性のテープを調製することができる。この用途に適した２種の粉末は冷たい白色（ＣＷ）リン光体（ｄ50＝６μｍ）（市販）、及びＺｒＯ2粉末（ｄ50＝０．６μｍ）である。メジアンの粒径は光散乱により決定される。典型的な重量装填はＺｒＯ2が０．２〜１．７６％、ＣＷリン光体粒子が１〜２０％である。フィルム形成性材料及びリン光体粒子の混合物は、スプレーコーティング、浸漬コーティング、印刷、又はキャスティングにより基材上に層として形成される。その後、フィルムを基材から除去し、ポートを横切って装着する。
【００２３】
有機デバイスは、環境中に存在する酸素、水蒸気、硫化水素、ＳＯｘ、ＮＯｘ、溶媒、などのようなデバイスの性能を悪化させる反応性の化学種の攻撃を受け易い。図６に示されているように、本発明のさらに別の実施形態では、照明源２１０はポート１６を横切って装着されたバリヤーエレメント２２を含んでいる。バリヤーエレメントはＯＬＥＤパネルを保護するのに役立ち得る。別の実施形態では、かかるバリヤーエレメントは、光の透過に少しだけしか影響しないように設計され、デバイスの全体的効率を低下させることなくデバイスの寿命を延ばすのに有用である。一実施形態では、バリヤーエレメントは実質的に透明である。用語「実質的に透明」とは、選択された波長範囲における光の全透過率が約５０パーセント以上、好ましくは約８０パーセント以上、さらに好ましくは９０パーセント以上であり得ることを意味している。選択された波長範囲は可視領域、赤外領域又は紫外領域であることができる。非限定例において、バリヤーパネルは、酸素及び水蒸気のような反応性化学種が、ＯＬＥＤパネル内の有機物質中に侵入するのを制限する。
【００２４】
バリヤーエレメントは、限定されることはないが、有機、無機、ハイブリッド有機−無機物質又は多層の有機−無機物質又は金属フォイルのようなバリヤー物質を含み得る。有機バリヤー物質は炭素、水素、酸素、及び場合によりイオウ、窒素、及びケイ素のような他の微量元素を含み得る。有機物質はアクリレート、エポキシ、エポキシアミン、キシレン、シロキサン、シリコーン、などからなり得る。無機及びセラミック物質は通例、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、オキシ窒化物、オキシ炭化物、又はこれらの組合せ、第IIＡ、IIIＡ、IVＡ、ＶＡ、VIＡ、VIIＡ、ＩＢ、及びIIＢ族の元素、第IIIＢ、IVＢ、及びＶＢ族の金属、及び希土類金属からなる。例えば、シラン（ＳｉＨ4）及びメタン又はキシレンのような有機物質から生成したプラズマの再結合により炭化ケイ素を基材上に付着させてバリヤーエレメントを形成することができる。別の例において、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、又はオクタメチルシクロテトラシロキサンのようなオルガノシリコーン前駆体から生成したプラズマからオキシ炭化ケイ素を付着させることができる。
【００２５】
本発明の別の実施形態では、照明源３１０は、図７に示されているようにポート１６を横切って装着された実質的に透明な発光エレメント２４を含んでいる。非限定例において、発光性エレメントは実質的に透明な白色発光性エレメントである。別の実施形態では、白色発光パネルは有機白色発光エレメントである。
【００２６】
さらに別の実施形態では、ポートを横切ってパターン創出エレメントを配置してもよい。パターンの非限定例としては、文字及び数を含む信号、幾何学的形状並びに審美的特徴を有するパターンがある。一実施形態では、パターン創出エレメント内のパターンはいろいろな透過率を有する。例えば、パターンは一定の波長又はある範囲の波長の光を優先的に透過又はろ過する。パターンの異なる部分がある波長又はある範囲の波長の光を透過又はろ過してもよい。図８に示す照明源４１０は、パターン化された文字「ＥＸＩＴ」２８を有するパターン創出エレメント２６を含んでいる。非限定例において、パターン「ＥＸＩＴ」は赤色の光を優先的に透過するが、パターン創出エレメントの他の部分は不透明である。
【００２７】
ポートを横切って装着されるエレメント、例えば、バリヤーエレメント、調光エレメント又はパターン創出エレメントは小面又は曲率をもたない平面状でもよいし、又は小面及び／又は曲率を有する非平面状でもよい。一実施形態では、ポートを横切って装着されるエレメントは取り外し可能なようにポートに結合される。
【００２８】
別の実施形態では、本発明の照明源は半円筒状又は部分的に円筒状の三次元構造体（完全に円筒状の構造体の一部分）であり、１つ以上のＯＬＥＤパネルはその曲がった内面上に装着される。この構造体の各曲がった端部上に側面がある。一実施形態では、これらの側面が１つ以上のＯＬＥＤパネルを含んでいてもよい。別の実施形態では、これらの側面は１つ以上の反射性パネルを含んでいてもよい。
【００２９】
本発明の一実施形態では、ＯＬＥＤパネルは１つ以上のＯＬＥＤエレメントを含んでいる。図９は、ＯＬＥＤエレメント３２及びマウント３３を含むＯＬＥＤパネル３０を示す。本明細書で使用する場合、用語「マウント」とは、ＯＬＥＤエレメントの機械的支持体をいう。図１０に示す別の実施形態では、ＯＬＥＤパネル３４は複数のＯＬＥＤエレメント３６を含んでいる。図１０は複数のＯＬＥＤエレメント３６を支持するマウント３７を含むＯＬＥＤパネル３４を示している。本発明の別の実施形態では、マウントは反射性材料からなる。非限定例において、反射性材料は金属である。本発明の一実施形態では、マウントの少なくとも１つの表面は曲面である。図９及び図１０に示した実施形態では、ＯＬＥＤエレメントが別のマウント上に支持されているが、本発明の他の実施形態（図示してない）では、ＯＬＥＤパネルが別のマウントを含んでいない。代わりに、直接一緒に固定されて三次元構造体を形成している。一実施形態では、ＯＬＥＤパネルはリテーナーピンを用いてフレームに固着される。パネルをフレームに固着するその他の手段としては、限定されることはないが、二重粘着テープの使用、二重粘着形態の使用、接着剤の使用、位置／挿入スロットの使用、及びヒンジの使用がある。
【００３０】
パネル上のエレメントは、単一の一対の電気接続部がパネル内に配置された各ＯＬＥＤエレメントに電力を提供するように、個別に設定（アドレス）可能又は電気的に接続することができる。幾つかの実施形態では、ＯＬＥＤエレメントは１より多くの波長で光を発することができる縦列（タンデム）の又は重ねたデバイスであり得る。他の実施形態では、ＯＬＥＤエレメントは直列に接続される。さらに他の実施形態では、１つ以上のＯＬＥＤエレメントは並列に接続される。
【００３１】
他の実施形態では、三次元構造体は図１１〜１４に示されているように多数の内部小面(facet)を含んでいる。図１１で、照明源３８はポート４４を画成する５つの小面（４つの側壁と１つの上蓋）を有する三次元構造体４０を含んでいる。ＯＬＥＤパネル４２が全ての小面の内面上に装着されている。図１２に示した別の実施形態では、照明源４６は光が出現する際に通るポート５０を有する四面体の三次元構造体４８を含んでいる。図１３に示した類似の実施形態では、照明源５２はポート５６を有するピラミッド状の構造体５４を含んでいる。図１４は、ポート６２を画成する複数の外部小面６０を有する照明源５８を示す実施形態である。
【００３２】
本発明の一実施形態では、２つ以上のＯＬＥＤパネルの各々の光出力は独立に制御可能である。照明源はさらに、１つ以上のＯＬＥＤパネルに対して電気出力を制御し送出するための回路エレメントを含んでいてもよい。別の実施形態では、照明源は１つ以上のＯＬＥＤパネルに選択的に電力を供給するように構成されている。ＯＬＥＤパネル内に含まれる１つ以上のＯＬＥＤエレメントは、さらに、各ＯＬＥＤエレメントからの発光も制御することができる回路エレメントに接続してもよい。照明源はさらに、ＯＬＥＤパネルに電力を供給するのに必要な所要の電圧を供給するために回路エレメントを含み得る。照明源は利用可能なＡＣ電力を所要のＤＣ電力変換するために直列に配置されたＡＣ−ＤＣ変換器及びダイオードのような回路エレメントを含んでいてもよい。別の実施形態では、照明源はＡＣ電力から直接に電力を供給してもよい。照明源中に存在し得る他の回路エレメントの非限定例としては、抵抗器、バリスター、分圧器、及びキャパシターがある。一実施形態では、ＯＬＥＤエレメントは直列に接続されたＯＬＥＤ構成で互いに接続される。
【００３３】
直列接続されたＯＬＥＤ構成及び１つ以上のＯＬＥＤパネル又はＯＬＥＤエレメントに電気出力を制御し送出するための回路エレメントの使用の一般原理は、米国特許第７０４９７５７号、米国特許第６５６６８０８号、米国特許第６８００９９９号、２００２年７月３１日付で出願された出願番号第１０／２０８５４３号（米国特許出願公開第２００２０１９０６６１号）を有する出願（放棄）、２００４年７月１０日付で出願された出願番号第１０／８８９４９８号（米国特許出願公開第２００４０２５１８１８号）を有する同時係属中の出願、及び２００６年２月３日付で出願された出願番号第１１／３４７０８９号（米国特許出願公開第２００６０１２５４１０号）を有する同時係属中の出願を参照することによってより明確に理解することができる。本出願における用語の解釈と意味に関して本出願と上記文献のいずれかとの間で差違がある場合、その差違は本出願で提供する定義又は解釈を優先して解すべきであることに留意されたい。
【００３４】
本発明の一実施形態では、照明源の発光は色の調整が可能である。非限定例において、この照明源は白色光を生成する。一実施形態では、白色光は約５５００〜約６５００°Ｋの範囲の色温度を有する。本明細書で使用する場合、照明源の「色温度」とは、当該照明源に最も近い色整合を有する黒体源の温度をいう。色整合は通例、慣用のＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）色度図に基づいて表され比較される。例えば、「Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、ｖｏｌ．７、２３０〜２３１（Ｒｏｂｅｒｔ Ａ．Ｍｅｙｅｒｓ編、１９８７年）を参照されたい。一般に、色温度が上昇するにつれて、光はより青色に見える。色温度が低下するにつれて、光はより赤色に見える。本発明の別の実施形態では、照明源は約２８００〜約５５００°Ｋの範囲の色温度を有する白色光を発する。幾つかの実施形態では、照明源は約２８００〜約３５００°Ｋの範囲の色温度を有する白色光を発する。幾つかの実施形態では、照明源は約４１００°Ｋの色温度を有する。
【００３５】
一実施形態では、色温度が約５５００〜約６５００°Ｋの範囲である照明源は、約６０〜約９９の範囲の演色評価数を有する。本明細書で使用する場合、演色評価数（ＣＲＩ）は、光源当該を用いて測定した場合、一組の標準色素の見かけ上の色における標準光源に対する歪みの程度の尺度である。ＣＲＩは、色ずれを計算することによって決定され、例えば当該光源により生成された三刺激値として標準光源に対して定量化する。通例、５０００°Ｋより低い色温度の場合、使用する標準光源は適当な温度の黒体である。５０００°Ｋより高い色温度の場合、通例日光が標準光源として使用される。白熱灯のような比較的連続的な出力スペクトルを有する光源は、通例、例えば１００に等しいか又は近い高いＣＲＩを有する。高圧放電灯のような多重線出力スペクトルを有する光源は、通例、約５０〜約９０の範囲のＣＲＩを有する。蛍光灯は通例約６０より大きいＣＲＩを有する。
【００３６】
別の実施形態では、約５５００〜約６５００°Ｋの範囲の色温度を有する照明源は約７５〜約９９の範囲の演色評価数を有する。さらに別の実施形態では、約５５００〜約６５００°Ｋの範囲の色温度を有する照明源は約８５〜約９９の範囲の演色評価数を有する。さらに別の実施形態では、約２８００〜約５５００°Ｋの範囲の色温度を有する照明源は約６０以上の演色評価数を有する。さらに別の実施形態では、約２８００〜約５５００°Ｋの範囲の色温度を有する照明源は約７５以上の演色評価数を有する。さらに別の実施形態では、約２８００〜約５５００°Ｋの範囲の色温度を有する照明源は約８５以上の演色評価数を有する。
【００３７】
一実施形態では、照明源は構造体上に装着可能である。非限定例において、照明源は壁に取り付けるのに適している。或いは、照明源は天井に取り付けてもよいし、又は天井から吊り下げてもよい。代わりの実施形態では、照明源は自立性である。
【００３８】
別の実施形態では、本発明は、少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む照明源の光出力の色及び／又は強度を制御する方法に関する。本明細書で使用する場合、用語「色」は色度及び／又はＣＲＩを指す。本方法は、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内面を有する三次元構造体を含む照明源を提供することを含んでおり、前記少なくとも１つの表面は前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成し包囲する。この内面はポートの面積より大きい表面積を有する。本方法はさらに、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルに電気出力を供給することにより、照明源の光出力の色及び／又は強度を調整することを含んでいる。非限定例において、強度の調整は、同一又は異なる電圧を２つ以上のパネルに印加することによって達成される。本明細書で使用する場合、用語「調整する」は、ある値を選択するか、及び／又は１つの値を別の値に調整することを指すのに使用される。さらに別の例において、強度は１つ以上のパネルに印加される電圧レベルを変えることによって調整される。非限定例において、複数のＯＬＥＤパネルを含む照明源における色の調整は、同一又は異なる波長で発光する１つ以上のＯＬＥＤパネルに選択的に電力を供給することによって達成される。別の例において、色の調整は、１つ以上のＯＬＥＤパネルに電力を供給するのに使用される電力レベルを変えることによって達成される。本方法ではさらに、ポートを横切ってディフューザーを用いて、少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより放出された光を拡散することを含んでいてもよい。
【００３９】
本明細書では本発明の幾つかの特徴のみを図示し説明して来たが、当業者には多くの修正と変更が自明であろう。従って、特許請求の範囲は全てのかかる修正と変更を本発明の真の思想内に入るものとして包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における照明源の概略図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態における照明源の概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態における照明源の概略底面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態における照明源の概略底面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態における調光パネルを含む照明源の概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態におけるバリヤーパネルを含む照明源の概略断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態における発光パネルを含む照明源の概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態におけるパターン創出パネルを含む照明源の概略図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤパネルの概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤパネルの概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態における照明源の概略図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態における照明源の概略図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態における照明源の概略図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態における照明源の概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 照明源
１２ 三次元構造体
１４ 内面
１６ ポート
１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ ＯＬＥＤパネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に有機照明源に関する。本発明は特に照明が制御可能である有機照明源に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な照明用途において、照明が制御可能な照明源を有するのが望ましい。かかる場合、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）が従来の照明源の有効な代替手段となることができる。
【０００３】
特定の有色ＯＬＥＤ照明源を提供するための従前のアプローチでは、赤色、青色、及び緑色を発するＯＬＥＤのような着色光アレイを有する複数の発色パネル又はフラットパネルディスプレイを有する重ねたＯＬＥＤを使用している。かかるアプローチでは、所望の照明効果に必要な所要の光強度及び色混合を得ることができないことがある。
【特許文献１】米国特許第５６５２９３０号明細書
【特許文献２】米国特許第５６７７５４６号明細書
【特許文献３】米国特許第６６０２５４０号明細書
【特許文献４】米国特許第６５６６８０８号明細書
【特許文献５】米国特許第６８００９９９号明細書
【特許文献６】米国特許第６８４１９４９号明細書
【特許文献７】米国特許第７０４９７５７号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００２／０１９０６６１号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００４／０１０５２６４号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００４／０１３５１６０号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００４／０２５１８１８号明細書
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００５／０１６４４７０号明細書
【特許文献１３】米国特許出願公開第２００５／０１７０７３６号明細書
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００５／０２８０３５９号明細書
【特許文献１５】米国特許出願公開第２００６／０１２５４１０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、照明源を調整（チューニング）して所望の強度、色度、及び演色指数を提供することができる領域照明源(area illumination source)を提供することが極めて望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態では、照明源は少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内面を含む三次元構造体を含んでおり、前記少なくとも１つの内面は、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲し、かつそのポートの面積より大きい表面積を有している。
【０００６】
本発明の別の実施形態では、照明源は複数のＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内部曲面を含む三次元曲面構造体を含んでおり、前記少なくとも１つの内部曲面は、前記複数のＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲しており、かつそのポートの面積より大きい表面積を有している。
【０００７】
本発明のさらに別の実施形態では、少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む照明源の光出力の色及び／又は強度を調整する方法は、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内面を含む三次元構造体を含み、前記少なくとも１つの表面が前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲し、かつ前記ポートの面積より大きい表面積を有する、照明源を提供し、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルに電気出力を提供することにより、前記照明源の光出力の色及び／又は強度を調整する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の上記及びその他の特徴、局面、及び利点は添付の図面をを参照して以下の詳細な説明を読めばより良く理解できるであろう。図面中、類似の数字は類似の部分を表す。
【０００９】
本発明の実施形態は有機照明源及び制御された照明の方法に関する。本明細書で使用する場合、用語「有機照明源」とは有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）照明源を指す。本明細書で使用する場合、用語「ＯＬＥＤ」とは、一般に有機発光物質を含むデバイスを指し、限定されることはないが有機発光ダイオードを包含する。本明細書で使用する場合、用語「ＯＬＥＤエレメント」とは、２つ以上の電極とこれら２つの電極間に配置された発光性有機物質とを含む、本発明の照明源の基本的な光生成性の単位をいう。本明細書で使用する場合、用語「ＯＬＥＤパネル」とは、少なくとも１つのＯＬＥＤエレメントを含む光生成性の単位をいう。
【００１０】
本明細書で使用する場合、用語「制御された照明」とは、照明源の強度、色度、及び／又は演色指数（ＣＲＩ）の制御をいう。
【００１１】
当業者には分かるように、ＯＬＥＤエレメントは通例、２つの電極間に挟まれた少なくとも１つの有機層、通例エレクトロルミネセント層を含んでいる。適当な電圧をＯＬＥＤにかけると、注入された正負の電荷がエレクトロルミネセント層内で再結合して光を生成する。ＯＬＥＤエレメントは正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層、光吸収層、カソード層、アノード層又はこれらの任意の組合せのような追加の層を含んでいてもよい。本発明のＯＬＥＤエレメントは、限定されることはないが、１つ以上の基材層、耐磨耗層、接着剤層、耐薬品性層、フォトルミネセント層、放射線吸収層、放射線反射層、バリヤー層、平坦化層、光拡散層、及びこれらの組合せのような他の層を含み得る。
【００１２】
一実施形態では、本発明は三次元構造体を含む照明源に関する。この構造体は少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを有する少なくとも１つの内面を含んでいる。この内面は、少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲しており、そのポートの面積より大きい表面積を有している。別の実施形態では、少なくとも１つの内面はポートの面積より大きい発光面積を有している。有利なことに、本発明の一実施形態における照明源は、ポートの面積に等しい発光面積を有する二次元の平面状照明源と比較して、ポートを通してより大きい光束を生成することができる。さらに、本発明の一実施形態では、異なる波長で放出する２つ以上のＯＬＥＤパネルが存在する場合、有益なことに、この照明源は、平面状照明源において異なる波長で放出する一列のＯＬＥＤパネルより良好な色混合を提供する。有利には、三次元配列のＯＬＥＤパネルにおいて、異なる波長で放出する特定の配列の２つ以上のＯＬＥＤパネルは、本発明の実施形態で提案されるように高まった色混合を提供することができる。
【００１３】
図１に示す実施形態では、照明源１０は内部曲面１４を有する三次元構造体１２を含んでいる。図１に示した半球状構造体は本発明の三次元構造体の非限定例である。曲面１４は光が出現する際に通るポート１６を画成している。
【００１４】
一実施形態では、ポートの縁部は単一の平面内にあることができる。別の実施形態では、ポートの縁部は単一の平面内にはない。本発明の幾つかの実施形態では、ポートの縁部は規則的でもよいし、又はギザギザ状のような不規則状であってもよい。
【００１５】
図２に示した照明源１０の断面図において、内部曲面１４はＯＬＥＤパネル１８Ｒ、１８Ｇ、及び１８Ｂを含んでいる。この実施形態では、ＯＬＥＤパネル１８Ｒ、１８Ｂ、及び１８Ｇは、それぞれ可視スペクトルの赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、及び緑色（Ｇ）領域の光を発するように構成されている。図３は、照明源のポートの中を見た底面図であり、照明源１０内の赤色（Ｒ）１８Ｒ、青色（Ｂ）１８Ｂ、及び緑色（Ｇ）１８ＧのＯＬＥＤパネルの配列を示している。別の実施形態では、この内面はまた第４の色の光を発することができるＯＬＥＤパネルも含んでいる。図４に示した実施形態では、ＯＬＥＤパネル１８は赤色（Ｒ）１８Ｒ、青色（Ｂ）１８Ｂ、及び緑色（Ｇ）１８ＧのＯＬＥＤパネルと共に白色（Ｗ）１８Ｗ発光パネルを含んでいる。この図示した実施形態ではＯＬＥＤパネルは非平面状、特に曲面であるが、他の実施形態ではＯＬＥＤパネルは曲率のない平面状であってもよい。
【００１６】
本発明の幾つかの実施形態では、照明源内のＯＬＥＤパネルは物理的にモジュール状である。本明細書で使用する場合、用語「物理的にモジュール状」とは、パネルが、他のパネルを解体又は除去することなく取り外したり交換したりすることができることを意味している。別の実施形態では、パネルは簡易脱着式コネクターを用いて装着される。
【００１７】
本発明の幾つかの実施形態では、照明源内のＯＬＥＤパネルは「電気的にモジュール状」である。本明細書で使用する場合、用語「電気的にモジュール状」とは、あるパネルが電気的に独立して制御され得るというそのパネルの属性をいう。例えば、本発明の照明源内に配置されたパネルは、個々のパネルにかかる電圧を各々独立に変化させることができるという点で、「電気的にモジュール状」である。一実施形態では、２つ以上のＯＬＥＤパネルを直列に接続することができる。別の実施形態では、２つ以上のＯＬＥＤパネルを並列に接続してもよい。
【００１８】
図５に示した照明源１１０は、１つ以上のＯＬＥＤパネルから出る光を拡散するためにポートを横切って装着されたディフューザーエレメントのような調光エレメント２０を含んでいる。非限定例において、ディフューザーエレメントは、透明な材料の表面をテクスチャー化して表面ディフューザーを作成することで形成される。表面ディフューザーのその他の適切な例としては、一方又は両方の表面が収斂又は発散レンズ構造体及びＦｒｅｓｎｅｌレンズ構造体並びにかかる構造体の任意の組合せでテクスチャー化されている透明な材料がある。その他導波及び光屈曲エレメントも使用することができる。一実施形態では、調光フィルムは曲面パネルである。
【００１９】
別の実施形態では、散乱エレメントのような調光エレメントがポート１６を横切って装着されて、１つ以上のＯＬＥＤパネルから出る光を散乱する。散乱エレメントは、高い指数の粒子をより低い指数の媒質中に懸濁させて体積散乱系(volumetric scattering system)を作成することによって形成することができる。
【００２０】
調光エレメントはまたフォトルミネセント（ＰＬ）エレメントであってもよい。フォトルミネセントエレメントは、入射放射線の幾らかを吸収し異なる波長で再び放出する物質を含んでいる。一実施形態では、ＰＬ物質として、ＯＬＥＤエレメントにより放出された青色領域のような短めの波長の光の少なくとも一部分を吸収し、可視スペクトルの緑色及び／又は赤色領域のようなより長い波長で再び放出する物質がある。例えば、スペクトルの青色部分に吸収極大を示す有機ＰＬ物質は、スペクトルの緑色部分で発光を示す。従って、ＯＬＥＤエレメントにより放出された青色光の吸収されない部分がＰＬ物質により放出された緑色及び赤色光と混じって白色光を生成する。この物質は有機、無機、又は有機及び無機リン光体の混合物であることができる。
【００２１】
適切な有機ＰＬ物質の幾つかの非限定例は、アゾ染料、アントラキノン染料、ニトロジフェニルアミン染料、１−ニトロソ−２−ナフトール及び６−スルホール−１−ニトロソ−２−ナフトールの鉄（II）錯体（Ｐ．Ｆ．Ｇｏｒｄｏｎ及びＰ．Ｇｒｅｇｏｒｙ、「Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｉｎ Ｃｏｌｏｕｒ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｂｅｒｌｉｎ ｐｐ．９９〜１０１、１０５〜１０６、１２６、１８０、２５３〜２５５、及び２５７（１９８３）に開示されている）である。その他の有機ＰＬ物質はクマリン及びキサンテン染料である。また、ＰＬ物質には無機リン光体も包含され得る。１種類より多くの希土類イオンをドープしたＹＡＧに基づく適切なリン光体、例えばセリウムドープ酸化イットリウムアルミニウムＹ3Ａｌ5Ｏ12ガーネット（「ＹＡＧ：Ｃｅ」）。緑色を発するリン光体としては、限定されることはないが、Ｃａ8Ｍｇ（ＳｉＯ4）4Ｃｌ2：Ｅｕ2+、Ｍｎ2+；ＧｄＢＯ3：Ｃｅ3+、Ｔｂ3+；ＣｅＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｔｂ3+；Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ3+、Ｔｂ3+及びＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+がある。赤色を発するリン光体としては、限定されることはないが、Ｙ2Ｏ3：Ｂｌ3+，Ｅｕ3+；Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；ＳｒＭｇＰ2Ｏ7：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；（Ｙ，Ｇｄ）（Ｖ，Ｂ）Ｏ4：Ｅｕ3+；及び３．５ＭｇＯ．０．５ＭｇＦ2，ＧｅＯ2：Ｍｎ4+（マグネシウムフルオロゲルマネート）がある。青色を発するリン光体としては、限定されることはないが、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+；Ｓｒ5（ＰＯ4）10Ｃｌ2：Ｅｕ2+；（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）5（ＰＯ4）10（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ2+、（Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）（Ａｌ，Ｇａ）2Ｓ4：Ｅｕ2+がある。黄色を発するリン光体としては、限定されることはないが、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）5（ＰＯ4）10（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+がある。
【００２２】
非限定例においては、ポリアクリレート、実質的に透明なシリコーン又はエポキシのようなフィルム形成性のポリマー性材料中にリン光体粒子を分散させる。ポリマー性材料とリン光体の混合物の約３０体積パーセント未満のリン光体組成物を使用する。混合物中に溶媒を加えて、フィルム形成性材料の粘度を所望のレベルに調節する。非限定例においては、既知重量の非可視光吸収性粒子を１０グラムの未硬化ポリジメチルシロキサン樹脂（硬化フィルムに対するｎ＝１．４１）と混合することによって、可変の光学的散乱を有する自立性のテープを調製することができる。この用途に適した２種の粉末は冷たい白色（ＣＷ）リン光体（ｄ50＝６μｍ）（市販）、及びＺｒＯ2粉末（ｄ50＝０．６μｍ）である。メジアンの粒径は光散乱により決定される。典型的な重量装填はＺｒＯ2が０．２〜１．７６％、ＣＷリン光体粒子が１〜２０％である。フィルム形成性材料及びリン光体粒子の混合物は、スプレーコーティング、浸漬コーティング、印刷、又はキャスティングにより基材上に層として形成される。その後、フィルムを基材から除去し、ポートを横切って装着する。
【００２３】
有機デバイスは、環境中に存在する酸素、水蒸気、硫化水素、ＳＯｘ、ＮＯｘ、溶媒、などのようなデバイスの性能を悪化させる反応性の化学種の攻撃を受け易い。図６に示されているように、本発明のさらに別の実施形態では、照明源２１０はポート１６を横切って装着されたバリヤーエレメント２２を含んでいる。バリヤーエレメントはＯＬＥＤパネルを保護するのに役立ち得る。別の実施形態では、かかるバリヤーエレメントは、光の透過に少しだけしか影響しないように設計され、デバイスの全体的効率を低下させることなくデバイスの寿命を延ばすのに有用である。一実施形態では、バリヤーエレメントは実質的に透明である。用語「実質的に透明」とは、選択された波長範囲における光の全透過率が約５０パーセント以上、好ましくは約８０パーセント以上、さらに好ましくは９０パーセント以上であり得ることを意味している。選択された波長範囲は可視領域、赤外領域又は紫外領域であることができる。非限定例において、バリヤーパネルは、酸素及び水蒸気のような反応性化学種が、ＯＬＥＤパネル内の有機物質中に侵入するのを制限する。
【００２４】
バリヤーエレメントは、限定されることはないが、有機、無機、ハイブリッド有機−無機物質又は多層の有機−無機物質又は金属フォイルのようなバリヤー物質を含み得る。有機バリヤー物質は炭素、水素、酸素、及び場合によりイオウ、窒素、及びケイ素のような他の微量元素を含み得る。有機物質はアクリレート、エポキシ、エポキシアミン、キシレン、シロキサン、シリコーン、などからなり得る。無機及びセラミック物質は通例、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、オキシ窒化物、オキシ炭化物、又はこれらの組合せ、第IIＡ、IIIＡ、IVＡ、ＶＡ、VIＡ、VIIＡ、ＩＢ、及びIIＢ族の元素、第IIIＢ、IVＢ、及びＶＢ族の金属、及び希土類金属からなる。例えば、シラン（ＳｉＨ4）及びメタン又はキシレンのような有機物質から生成したプラズマの再結合により炭化ケイ素を基材上に付着させてバリヤーエレメントを形成することができる。別の例において、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、又はオクタメチルシクロテトラシロキサンのようなオルガノシリコーン前駆体から生成したプラズマからオキシ炭化ケイ素を付着させることができる。
【００２５】
本発明の別の実施形態では、照明源３１０は、図７に示されているようにポート１６を横切って装着された実質的に透明な発光エレメント２４を含んでいる。非限定例において、発光性エレメントは実質的に透明な白色発光性エレメントである。別の実施形態では、白色発光パネルは有機白色発光エレメントである。
【００２６】
さらに別の実施形態では、ポートを横切ってパターン創出エレメントを配置してもよい。パターンの非限定例としては、文字及び数を含む信号、幾何学的形状並びに審美的特徴を有するパターンがある。一実施形態では、パターン創出エレメント内のパターンはいろいろな透過率を有する。例えば、パターンは一定の波長又はある範囲の波長の光を優先的に透過又はろ過する。パターンの異なる部分がある波長又はある範囲の波長の光を透過又はろ過してもよい。図８に示す照明源４１０は、パターン化された文字「ＥＸＩＴ」２８を有するパターン創出エレメント２６を含んでいる。非限定例において、パターン「ＥＸＩＴ」は赤色の光を優先的に透過するが、パターン創出エレメントの他の部分は不透明である。
【００２７】
ポートを横切って装着されるエレメント、例えば、バリヤーエレメント、調光エレメント又はパターン創出エレメントは小面又は曲率をもたない平面状でもよいし、又は小面及び／又は曲率を有する非平面状でもよい。一実施形態では、ポートを横切って装着されるエレメントは取り外し可能なようにポートに結合される。
【００２８】
別の実施形態では、本発明の照明源は半円筒状又は部分的に円筒状の三次元構造体（完全に円筒状の構造体の一部分）であり、１つ以上のＯＬＥＤパネルはその曲がった内面上に装着される。この構造体の各曲がった端部上に側面がある。一実施形態では、これらの側面が１つ以上のＯＬＥＤパネルを含んでいてもよい。別の実施形態では、これらの側面は１つ以上の反射性パネルを含んでいてもよい。
【００２９】
本発明の一実施形態では、ＯＬＥＤパネルは１つ以上のＯＬＥＤエレメントを含んでいる。図９は、ＯＬＥＤエレメント３２及びマウント３３を含むＯＬＥＤパネル３０を示す。本明細書で使用する場合、用語「マウント」とは、ＯＬＥＤエレメントの機械的支持体をいう。図１０に示す別の実施形態では、ＯＬＥＤパネル３４は複数のＯＬＥＤエレメント３６を含んでいる。図１０は複数のＯＬＥＤエレメント３６を支持するマウント３７を含むＯＬＥＤパネル３４を示している。本発明の別の実施形態では、マウントは反射性材料からなる。非限定例において、反射性材料は金属である。本発明の一実施形態では、マウントの少なくとも１つの表面は曲面である。図９及び図１０に示した実施形態では、ＯＬＥＤエレメントが別のマウント上に支持されているが、本発明の他の実施形態（図示してない）では、ＯＬＥＤパネルが別のマウントを含んでいない。代わりに、直接一緒に固定されて三次元構造体を形成している。一実施形態では、ＯＬＥＤパネルはリテーナーピンを用いてフレームに固着される。パネルをフレームに固着するその他の手段としては、限定されることはないが、二重粘着テープの使用、二重粘着形態の使用、接着剤の使用、位置／挿入スロットの使用、及びヒンジの使用がある。
【００３０】
パネル上のエレメントは、単一の一対の電気接続部がパネル内に配置された各ＯＬＥＤエレメントに電力を提供するように、個別に設定（アドレス）可能又は電気的に接続することができる。幾つかの実施形態では、ＯＬＥＤエレメントは１より多くの波長で光を発することができる縦列（タンデム）の又は重ねたデバイスであり得る。他の実施形態では、ＯＬＥＤエレメントは直列に接続される。さらに他の実施形態では、１つ以上のＯＬＥＤエレメントは並列に接続される。
【００３１】
他の実施形態では、三次元構造体は図１１〜１４に示されているように多数の内部小面(facet)を含んでいる。図１１で、照明源３８はポート４４を画成する５つの小面（４つの側壁と１つの上蓋）を有する三次元構造体４０を含んでいる。ＯＬＥＤパネル４２が全ての小面の内面上に装着されている。図１２に示した別の実施形態では、照明源４６は光が出現する際に通るポート５０を有する四面体の三次元構造体４８を含んでいる。図１３に示した類似の実施形態では、照明源５２はポート５６を有するピラミッド状の構造体５４を含んでいる。図１４は、ポート６２を画成する複数の外部小面６０を有する照明源５８を示す実施形態である。
【００３２】
本発明の一実施形態では、２つ以上のＯＬＥＤパネルの各々の光出力は独立に制御可能である。照明源はさらに、１つ以上のＯＬＥＤパネルに対して電気出力を制御し送出するための回路エレメントを含んでいてもよい。別の実施形態では、照明源は１つ以上のＯＬＥＤパネルに選択的に電力を供給するように構成されている。ＯＬＥＤパネル内に含まれる１つ以上のＯＬＥＤエレメントは、さらに、各ＯＬＥＤエレメントからの発光も制御することができる回路エレメントに接続してもよい。照明源はさらに、ＯＬＥＤパネルに電力を供給するのに必要な所要の電圧を供給するために回路エレメントを含み得る。照明源は利用可能なＡＣ電力を所要のＤＣ電力変換するために直列に配置されたＡＣ−ＤＣ変換器及びダイオードのような回路エレメントを含んでいてもよい。別の実施形態では、照明源はＡＣ電力から直接に電力を供給してもよい。照明源中に存在し得る他の回路エレメントの非限定例としては、抵抗器、バリスター、分圧器、及びキャパシターがある。一実施形態では、ＯＬＥＤエレメントは直列に接続されたＯＬＥＤ構成で互いに接続される。
【００３３】
直列接続されたＯＬＥＤ構成及び１つ以上のＯＬＥＤパネル又はＯＬＥＤエレメントに電気出力を制御し送出するための回路エレメントの使用の一般原理は、米国特許第７０４９７５７号、米国特許第６５６６８０８号、米国特許第６８００９９９号、２００２年７月３１日付で出願された出願番号第１０／２０８５４３号（米国特許出願公開第２００２０１９０６６１号）を有する出願（放棄）、２００４年７月１０日付で出願された出願番号第１０／８８９４９８号（米国特許出願公開第２００４０２５１８１８号）を有する同時係属中の出願、及び２００６年２月３日付で出願された出願番号第１１／３４７０８９号（米国特許出願公開第２００６０１２５４１０号）を有する同時係属中の出願を参照することによってより明確に理解することができる。本出願における用語の解釈と意味に関して本出願と上記文献のいずれかとの間で差違がある場合、その差違は本出願で提供する定義又は解釈を優先して解すべきであることに留意されたい。
【００３４】
本発明の一実施形態では、照明源の発光は色の調整が可能である。非限定例において、この照明源は白色光を生成する。一実施形態では、白色光は約５５００〜約６５００°Ｋの範囲の色温度を有する。本明細書で使用する場合、照明源の「色温度」とは、当該照明源に最も近い色整合を有する黒体源の温度をいう。色整合は通例、慣用のＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）色度図に基づいて表され比較される。例えば、「Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、ｖｏｌ．７、２３０〜２３１（Ｒｏｂｅｒｔ Ａ．Ｍｅｙｅｒｓ編、１９８７年）を参照されたい。一般に、色温度が上昇するにつれて、光はより青色に見える。色温度が低下するにつれて、光はより赤色に見える。本発明の別の実施形態では、照明源は約２８００〜約５５００°Ｋの範囲の色温度を有する白色光を発する。幾つかの実施形態では、照明源は約２８００〜約３５００°Ｋの範囲の色温度を有する白色光を発する。幾つかの実施形態では、照明源は約４１００°Ｋの色温度を有する。
【００３５】
一実施形態では、色温度が約５５００〜約６５００°Ｋの範囲である照明源は、約６０〜約９９の範囲の演色評価数を有する。本明細書で使用する場合、演色評価数（ＣＲＩ）は、光源当該を用いて測定した場合、一組の標準色素の見かけ上の色における標準光源に対する歪みの程度の尺度である。ＣＲＩは、色ずれを計算することによって決定され、例えば当該光源により生成された三刺激値として標準光源に対して定量化する。通例、５０００°Ｋより低い色温度の場合、使用する標準光源は適当な温度の黒体である。５０００°Ｋより高い色温度の場合、通例日光が標準光源として使用される。白熱灯のような比較的連続的な出力スペクトルを有する光源は、通例、例えば１００に等しいか又は近い高いＣＲＩを有する。高圧放電灯のような多重線出力スペクトルを有する光源は、通例、約５０〜約９０の範囲のＣＲＩを有する。蛍光灯は通例約６０より大きいＣＲＩを有する。
【００３６】
別の実施形態では、約５５００〜約６５００°Ｋの範囲の色温度を有する照明源は約７５〜約９９の範囲の演色評価数を有する。さらに別の実施形態では、約５５００〜約６５００°Ｋの範囲の色温度を有する照明源は約８５〜約９９の範囲の演色評価数を有する。さらに別の実施形態では、約２８００〜約５５００°Ｋの範囲の色温度を有する照明源は約６０以上の演色評価数を有する。さらに別の実施形態では、約２８００〜約５５００°Ｋの範囲の色温度を有する照明源は約７５以上の演色評価数を有する。さらに別の実施形態では、約２８００〜約５５００°Ｋの範囲の色温度を有する照明源は約８５以上の演色評価数を有する。
【００３７】
一実施形態では、照明源は構造体上に装着可能である。非限定例において、照明源は壁に取り付けるのに適している。或いは、照明源は天井に取り付けてもよいし、又は天井から吊り下げてもよい。代わりの実施形態では、照明源は自立性である。
【００３８】
別の実施形態では、本発明は、少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む照明源の光出力の色及び／又は強度を制御する方法に関する。本明細書で使用する場合、用語「色」は色度及び／又はＣＲＩを指す。本方法は、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内面を有する三次元構造体を含む照明源を提供することを含んでおり、前記少なくとも１つの表面は前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成し包囲する。この内面はポートの面積より大きい表面積を有する。本方法はさらに、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルに電気出力を供給することにより、照明源の光出力の色及び／又は強度を調整することを含んでいる。非限定例において、強度の調整は、同一又は異なる電圧を２つ以上のパネルに印加することによって達成される。本明細書で使用する場合、用語「調整する」は、ある値を選択するか、及び／又は１つの値を別の値に調整することを指すのに使用される。さらに別の例において、強度は１つ以上のパネルに印加される電圧レベルを変えることによって調整される。非限定例において、複数のＯＬＥＤパネルを含む照明源における色の調整は、同一又は異なる波長で発光する１つ以上のＯＬＥＤパネルに選択的に電力を供給することによって達成される。別の例において、色の調整は、１つ以上のＯＬＥＤパネルに電力を供給するのに使用される電力レベルを変えることによって達成される。本方法ではさらに、ポートを横切ってディフューザーを用いて、少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより放出された光を拡散することを含んでいてもよい。
【００３９】
本明細書では本発明の幾つかの特徴のみを図示し説明して来たが、当業者には多くの修正と変更が自明であろう。従って、特許請求の範囲は全てのかかる修正と変更を本発明の真の思想内に入るものとして包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における照明源の概略図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態における照明源の概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態における照明源の概略底面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態における照明源の概略底面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態における調光パネルを含む照明源の概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態におけるバリヤーパネルを含む照明源の概略断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態における発光パネルを含む照明源の概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態におけるパターン創出パネルを含む照明源の概略図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤパネルの概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態におけるＯＬＥＤパネルの概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態における照明源の概略図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態における照明源の概略図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態における照明源の概略図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態における照明源の概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 照明源
１２ 三次元構造体
１４ 内面
１６ ポート
１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ ＯＬＥＤパネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内面を有する三次元構造体を含んでなり、前記少なくとも１つの内面は、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲しており、かつ該ポートの面積より大きい表面積を有する、照明源。
【請求項２】
少なくとも１つの内面がポートの面積より大きい発光面積を有する、請求項１記載の照明源。
【請求項３】
少なくとも１つの内面が曲面である、請求項１記載の照明源。
【請求項４】
三次元構造体が半球状構造体からなる、請求項１記載の照明源。
【請求項５】
三次元構造体が多数の内部小面を含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項６】
三次元構造体が複数の内面を含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項７】
前記少なくとも１つの内面が曲面である、請求項１記載の照明源。
【請求項８】
照明源が約５５００〜約６５００°Ｋの範囲の色温度を有する白色光を生成する、請求項１記載の照明源。
【請求項９】
白色光が約６０〜約９９の範囲の演色評価数を有する、請求項８記載の照明源。
【請求項１０】
照明源が約２８００〜約５５００°Ｋの範囲の色温度を有する白色光を生成する、請求項１記載の照明源。
【請求項１１】
白色光が６０以上の演色評価数を有する、請求項１０記載の照明源。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの内面が、第１の色の光を発することができるＯＬＥＤパネル、第２の色の光を発することができるＯＬＥＤパネル、第３の色の光を発することができるＯＬＥＤパネル、及び第４の色の光を発することができるＯＬＥＤパネルから選択される２つ以上のＯＬＥＤパネルを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１３】
さらに、ポートを横切って配置されたディフューザーエレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１４】
さらに、ポートを横切って配置された散乱エレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１５】
さらに、ポートを横切って配置されたバリヤーエレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１６】
さらに、ポートを横切って装着されたフォトルミネセントエレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１７】
さらに、ポートを横切って配置されたパターン創出エレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１８】
前記パターン創出エレメントの少なくとも一部分が所望の波長又は波長範囲の光を透過する、請求項１７記載の照明源。
【請求項１９】
さらに、ポートを横切って配置された透明な発光エレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項２０】
ＯＬＥＤパネルがマウントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項２１】
マウントの少なくとも１つの表面が曲面である、請求項２０記載の照明源。
【請求項２２】
マウントが反射性である、請求項２０記載の照明源。
【請求項２３】
さらに、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルに対する電気出力を制御するための回路エレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項２４】
２つ以上のＯＬＥＤパネルの各々の光出力が独立に制御可能である、請求項２３記載の照明源。
【請求項２５】
複数のＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内部曲面を有する三次元曲面構造体を含んでなり、前記少なくとも１つの内部曲面は、前記複数のＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲し、該ポートの面積より大きい表面積を有している、照明源。
【請求項２６】
少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む照明源の光出力の色及び／又は強度を調整する方法であって、
前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内面を含む三次元構造体を含んでなる照明源であって、前記少なくとも１つの表面が前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲し、かつ該ポートの面積より大きい表面積を有する、前記照明源を提供し、
１つ以上のＯＬＥＤエレメントに対して選択的に電気出力を提供して照明源の光出力の色及び／又は強度を調整する
ことを含んでなる、前記方法。
【請求項２７】
さらに、ポートを横切ってディフューザーを配置することによって、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより放出された光を拡散することを含む、請求項２６記載の方法。
【請求項１】
少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内面を有する三次元構造体を含んでなり、前記少なくとも１つの内面は、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲しており、かつ該ポートの面積より大きい表面積を有する、照明源。
【請求項２】
少なくとも１つの内面がポートの面積より大きい発光面積を有する、請求項１記載の照明源。
【請求項３】
少なくとも１つの内面が曲面である、請求項１記載の照明源。
【請求項４】
三次元構造体が半球状構造体からなる、請求項１記載の照明源。
【請求項５】
三次元構造体が多数の内部小面を含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項６】
三次元構造体が複数の内面を含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項７】
前記少なくとも１つの内面が曲面である、請求項１記載の照明源。
【請求項８】
照明源が約５５００〜約６５００°Ｋの範囲の色温度を有する白色光を生成する、請求項１記載の照明源。
【請求項９】
白色光が約６０〜約９９の範囲の演色評価数を有する、請求項８記載の照明源。
【請求項１０】
照明源が約２８００〜約５５００°Ｋの範囲の色温度を有する白色光を生成する、請求項１記載の照明源。
【請求項１１】
白色光が６０以上の演色評価数を有する、請求項１０記載の照明源。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの内面が、第１の色の光を発することができるＯＬＥＤパネル、第２の色の光を発することができるＯＬＥＤパネル、第３の色の光を発することができるＯＬＥＤパネル、及び第４の色の光を発することができるＯＬＥＤパネルから選択される２つ以上のＯＬＥＤパネルを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１３】
さらに、ポートを横切って配置されたディフューザーエレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１４】
さらに、ポートを横切って配置された散乱エレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１５】
さらに、ポートを横切って配置されたバリヤーエレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１６】
さらに、ポートを横切って装着されたフォトルミネセントエレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１７】
さらに、ポートを横切って配置されたパターン創出エレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項１８】
前記パターン創出エレメントの少なくとも一部分が所望の波長又は波長範囲の光を透過する、請求項１７記載の照明源。
【請求項１９】
さらに、ポートを横切って配置された透明な発光エレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項２０】
ＯＬＥＤパネルがマウントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項２１】
マウントの少なくとも１つの表面が曲面である、請求項２０記載の照明源。
【請求項２２】
マウントが反射性である、請求項２０記載の照明源。
【請求項２３】
さらに、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルに対する電気出力を制御するための回路エレメントを含んでいる、請求項１記載の照明源。
【請求項２４】
２つ以上のＯＬＥＤパネルの各々の光出力が独立に制御可能である、請求項２３記載の照明源。
【請求項２５】
複数のＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内部曲面を有する三次元曲面構造体を含んでなり、前記少なくとも１つの内部曲面は、前記複数のＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲し、該ポートの面積より大きい表面積を有している、照明源。
【請求項２６】
少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む照明源の光出力の色及び／又は強度を調整する方法であって、
前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルを含む少なくとも１つの内面を含む三次元構造体を含んでなる照明源であって、前記少なくとも１つの表面が前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより生成された光の出口ポートを画成すると共に包囲し、かつ該ポートの面積より大きい表面積を有する、前記照明源を提供し、
１つ以上のＯＬＥＤエレメントに対して選択的に電気出力を提供して照明源の光出力の色及び／又は強度を調整する
ことを含んでなる、前記方法。
【請求項２７】
さらに、ポートを横切ってディフューザーを配置することによって、前記少なくとも１つのＯＬＥＤパネルにより放出された光を拡散することを含む、請求項２６記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公表番号】特表２００９−５４３３４８（Ｐ２００９−５４３３４８Ａ）
【公表日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１８４１１（Ｐ２００９−５１８４１１）
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６６６１６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００５６１０
【国際公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６６６１６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００５６１０
【国際公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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