(57)【要約】      （修正有）【課題】透光性と照明器具の機能を統合させた透光性発電発光建築素材を提供する。【解決手段】強化合わせ板ガラスである透明基板本体の１枚の片面に、透明有機ＥＬ素子の発光モジュールを複数パターン塗布印刷紙し、本体の対の１枚の片面に透明有機ＥＬ素子のモジュールと同じ位置で塗布変換型薄膜太陽電池もしくは透光性薄膜太陽電池モジュールを実装する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
施工性を勘案した寸法の透明基板本体（強化合わせ板ガラス）の１枚の片面に、規格化された透明有機ＥＬ素子の発光モジュールを千鳥状に複数パターン塗布印刷し、本体の対の１枚の片面に透明有機ＥＬ素子のモジュールと同じ位置で塗布変換型薄膜太陽電池もしくは透光性薄膜太陽電池モジュールを実装し、発電と発光を行うエネルギー循環型の透光性発電発光建築素材の考案。
【請求項２】
規格化された透明有機ＥＬ素子の発光モジュールを使用しながら、［請求項１］の塗布パターンの配置に応用の幅をつくり、使用環境に応じて行う必要がある照明設計の自由度を確保するための透光性発電発光建築素材の考案。
【請求項３】
様々な建築空間への用途展開ができるよう、上述２つの請求項のパネルユニットを複数枚反復させ組み合わせることで、用途に応じた必要な照度面積を柔軟に得ることができる庇（パーゴラ）としての用途をもった空間装置の考案。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、ガラス板やアクリル板などの透明基板に透明有機ＥＬ素子と塗布変換型有機薄膜太陽電池もしくは透光性薄膜太陽電池を実装した「透光性発電発光建築素材」（パネルユニット）の考案と、その組合せによる都市空間や公共施設、生産施設などの建築空間への利用を意図した空間装置による有機ＥＬ照明の展開に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  １９９３年に世界で初めて白色有機ＥＬ素子が山形大学大学院理工学研究科の城戸淳二教授により開発された。現在も各企業が高輝度、長寿命、発光効率を高めた白色有機ＥＬ素子や透明有機ＥＬ素子の研究・開発を続けている。有機超薄膜に電流を流すことで自発光するため、携帯電話やモニターなどのバックライトへの利用が進んでいる高効率な面発光素子であるが、白色ＬＥＤ素子の発光効率から２〜３年遅れているとされているものの、面発光（拡散光源）として使えることや、基板材料を選ばないため薄くて軽い素子を開発しやすいというメリットから照明器具としての用途開発を推進する動きがある。しかしながら、ＬＥＤ照明の市場拡大が先行している現状において、ＬＥＤよりエネルギー効率がよいといわれる有機ＥＬの市場拡大は出遅れているため、より多くの用途展開のアイディア、ニーズの拡大が求められている。また、透明有機ＥＬ素子が安定した開発・供給が可能となると、基盤本体の配置に自由度が生まれるため、ビル・住宅照明や物流・生産施設への需要が拡大される可能性が高まる。なお、本考案は、２０１０年１０月４日から同年１１月１５日に応募受付があったＬｉｇｈｔ  Ｂｒｉｄｇｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ＪＡＰＡＮ  ＮＰＯ〔あかりの架け橋〕（以下ＬＢＡ）主催の「有機ＥＬ照明デザインコンペ２０１０」に応募し、受賞したものであり、応募作品が公知される２０１１年３月８日前に出願するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献０１】特開２０１１−００９３４８号  公報
【特許文献０２】特開２０１０−１１８３８１号  公報
【特許文献０３】特開２０１０−１１４０７０号  公報
【特許文献０４】特開２０１０−１０２８８６号  公報
【特許文献０５】特開２０１０−０６７５１７号  公報
【特許文献０６】特開２００９−２９５４２０号  公報
【特許文献０７】特開２００９−１５２４３５号  公報
【特許文献０８】特開２００８−２４３７５９号  公報
【特許文献０９】特開２００６−２８６８９３号  公報
【特許文献１０】特開２００６−２６９２９４号  公報
【特許文献１１】特開２００５−２６７９２６号  公報
【特許文献１２】特開２００４−３４９４０１号  公報
【特許文献１３】特開２００４−３３５７３７号  公報
【特許文献１４】特開２００４−３２７９０１号  公報
【特許文献１５】特開２００４−１８６４４３号  公報
【特許文献１６】特開２００４−０６３３４９号  公報
【特許文献１７】特開２００４−０５９９８１号  公報
【特許文献１８】特開２００３−１２９２３１号  公報
【特許文献１９】特開２００３−０３１３６５号  公報
【特許文献２０】特開２００３−０４５６７６号  公報
【特許文献２１】特開２００２−１３４２７０号  公報
【特許文献２２】特開平１０−２７０１７２号  公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＥＥ  Ｔｉｍｅｓ  Ｊａｐａｎ  ２００９年４月号「Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｂｌｏｃｋｓ」、ｐｐ．１２〜１５
【非特許文献２】Ｓｃｉｅｎｃｅ  ３  Ｍａｒｃｈ  １９９５：Ｖｏｌ．２６７ｎｏ．５２０２ｐｐ．１３３２−１３３４  ＤＯＩ：１０．１１２６／ｓｃｉｅｎｃｅ．２６７．５２０２．１３３２
【非特許文献３】Ｌｉｇｈｔ  Ｂｒｉｄｇｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ＪＡＰＡＮ  ＮＰＯホームページ  ＵＲＬ  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｌｂａ−ｊａｐａｎ．ｏｒｇ／
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】  白色有機ＥＬ素子の開発によって、空間を照らす照明としての用途が拓けている。しかし［技術背景］［０００２］で述べたように基板材料を選ばないというメリットにおいて、ガラス板やアクリル板などの透明基板に蒸着、あるいは塗布して得られる発光面は、消灯時には発光面の発光層を構成する材料の色が残ってしまい、基板材料の透光性を純粋に引き出すことができないという物理的、視覚的な課題がある。二つ目の課題に、照らされる側である空間を形成する建築の施工工程の複雑さを挙げる。現在、躯体と設備は各々の工程を必要とし、照明設備においても配線の複雑さや器具の多種類、多様化により施工管理も複雑なものとなっている。三つ目の課題に、屋外空間における待合空間の整備不足を挙げる。公共交通機関であるバス停を例にとると、同じ系統の路線バスでも地域によってバス停の待合空間の整備の差は顕著である。庇のないバス停、暗いバス停も多数存在する。暗い夜に寒々と不安な環境でバスを待たなくてはならない地域があるというような都市基盤の整備問題や、景観や街づくりに対する課題がある。四つ目の課題に、市場拡大を図るための光源の特性に適した利用環境の提起が少ないことを挙げる。軽さや薄さもさることながら、外気温が低くても温度に関係なく応答速度が変わらないといことや、輝度・効率の安定性という利点に適った照明器具の用途提起、形状の考案が遅れている。有機ＥＬ素子が、照明器具として空間を照らす用途や市場の拡大を図る場合、基板材料がもつ透光性を、都市空間を構成する建築素材の一つであるガラス板やアクリル板のような透明建材と密接に関係付け、消灯時における発光面の透明度を基板材料の透明度に漸近させることで、使用頻度の高い透明建材と同等に、慣習的な工法のもと照明の機能も合理的に得られるようになり、有機ＥＬ照明が都市空間に歩み寄る有用な方法のひとつと成り得る。すなわち、建築素材としての透光性と照明器具の機能を統合させた透光性発電発光建築素材（パネルユニット）の考案によって、前述の複合的な課題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本考案は、白色有機ＥＬ素子の開発の延長上に位置するものである。発光層を構成する材料の選定とその構成方法による透明有機ＥＬ素子の構造開発と、その素子の利用によるところが大きいが、施工性を勘案した寸法の透明基板本体（強化合わせ板ガラス）の１枚の片面に、規格化された透明有機ＥＬ素子の発光モジュールを複数パターン塗布印刷する。本体の対の１枚の片面に、透明有機ＥＬ素子のモジュールと同じ位置に塗布変換型薄膜太陽電池もしくは透光性薄膜太陽電池モジュールを実装し、合わせ板ガラスとする。発電と発光を行うエネルギー循環型の透光性発電発光建築素材（以下、パネルユニット）である。併せて、このパネルユニットが合理的に建築空間への使用展開ができるよう、これらを複数枚反復させ組み合わせることで、照明の機能を合わせ持った庇（パーゴラ）としての用途をもった空間装置を考案した。更に、規格化された透明有機ＥＬ素子の発光モジュールを使用しながらも、様々な使用環境に対して、照明設計の自由度を確保する工夫が必要であることから、パターン設計に応用の幅を持たせ、かつ、そのパネルユニットの組合せや、一部のパネルユニットの形状変更を許容することにより、使用環境に相応しい照明設計が行える余地をもたせている。以上の方法によって、上述の複合的な課題を解決している。
【考案の効果】
【０００７】  上述のように、本考案の透明有機ＥＬ素子の利用により、携帯電話やディスプレイのバックライトとしての小面積の利用から、照明器具として建築空間を照らすことを目的としようとしている有機ＥＬ素子が、基板材料を選ばないという利点を純粋に活かすことができる。都市空間や建築空間に多用されるガラスやアクリルなどの建材の透明性を保持しながら、消灯時、その表面に光源の存在を表出させることのない照明器具としての発光機能を付加させていることが特徴である。次に、従来のガラス建築はガラスやそれを保持する構造材とは別に照明器具や配線を実装するという、施工の分離化が起きていた点において、本考案ではパネルユニットを建て込むことと照明器具の据付けがほぼ同一工程で行われることにより、照明器具を後付するための先行配線・配管工事などが避けられる。また、塗布変換型薄膜太陽電池を組み込むことで、配線・配管の埋設長さが多大となるような場所へのコンパクトな単独設置が容易となり、ともに工程の短縮と施工管理において有利となる。併せて、設備資材を減らすという環境負荷の低減にも役立つものである。そして、消灯時に素子のモジュール部分が透明となることで透明基板そのものの存在が際立ち、ガラス板やアクリル板を通した先の情報（景色や通行人など）への視認性や安全性、防犯性が向上するといった利点がうまれる。昼間は発電するとともにパターン配置された太陽電池面が地面に物理的な影を落とす。それによって、透明な建築素材である庇（パーゴラ）はつる棚のようにやわらかな木陰を生み出す効果も得られる。すなわち、昼は発電しながら木陰をつくり、夜はやわらかな光の粒をうみだす空間装置となるものである。また、現象的には空間と照明器具が互いに独立して存在する従来の物理的空間から、透明建材がそこにあるだけで点灯時にのみ光源の存在が視認できる、光源と境界面が一致する空間体験が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案の透明有機ＥＬ素子の実施例を示す基本平面図（原寸）である。
【図２】本考案の透光性発電発光建築素材の実施例を示すユニット基本平面図（１／１０）である。
【図３】本考案の透光性透明発電発光建築素材の実施例を示すユニット基本断面図（原寸）である。
【図４】本考案の透光性発電発光建築素材の実施例を示すユニット基本割付平面図（１／５０）である。
【図５】本考案の透光性発電発光建築素材の実施例を示すユニット応用平面図（１／１０）である。
【図６】本考案の透光性発電発光建築素材の実施例を示すユニット応用割付平面図（１／５０）Ｓである。
【使用状態を示す参考写真の簡単な説明】
【０００９】  ［使用状態を示す参考写真１］本考案のバス停の庇としての利用展開イメージ（消灯時）である。
［使用状態を示す参考写真２］本考案のバス停の庇としての利用展開イメージ（点灯時）である。
［使用状態を示す参考写真３］本考案の公園の休憩所の庇としての利用展開イメージ（消灯時）である。
［使用状態を示す参考写真４］本考案の公園の休憩所の庇としての利用展開イメージ（点灯時）である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】  施工性を勘案した寸法１，３００ｍｍ×１，０７０ｍｍ、厚さ４ｍｍ＋４ｍｍの透光性基板本体（強化合わせ板ガラス）の１枚の片面に、１枚２０ｍｍ×１４０ｍｍの規格化された透明有機ＥＬ素子の発光モジュールを千鳥状に複数パターン塗布印刷する。本体の対の１枚の片面に透明有機ＥＬ素子のモジュールと同じ位置に塗布変換型薄膜太陽電池もしくは透光性薄膜太陽電池モジュールを実装し、発電と発光を行うエネルギー循環型の透光性発電発光建築素材（以下、パネルユニット）である。配線接続は透明導電膜（ＩＴＯ）を塗布し、発光層と同じく視覚化されない。そして、このパネルユニットをタイルのように割り付けることで、用途に応じた必要な規模、照度を得ることができる。ただし、ガラスやアクリル板の寸法（平面寸法、厚さ）は設置環境に応じた関係法規、構造計算により算定される必要があるため、本考案が示す平面サイズ、厚みが絶対値という事ではない。しかしながら、本考案は屋外空間において開放型の庇として利用展開する場合を想定し  ていることから、ガラス強度判定を行い、透明板ガラスより強化ガラスの合わせ板ガラスが適していることを確認し、併せて前述の板厚を決定している。
【実施例】
【００１１】  以下、添付図面に従って一実施例を説明する。１は施工性を勘案した寸法の透光性基板本体（強化合わせ板ガラス）、２は規格化された透明有機ＥＬ素子の発光モジュールで、１の１枚の片面にパターン２ａのように千鳥状に塗布印刷される。３は塗布変換型薄膜太陽電池もしくは透光性薄膜太陽電池モジュールで１の対の１枚の片面に、透明有機ＥＬ素子のモジュールと同じ位置で実装される。前述が、発電と発光を行うエネルギー循環型のパネルユニットの構造である。【００１２】  本考案の一実施例は上述の如き構造であり、そのパネルユニットをタイルのように割り付け、［図４］のような用途に応じた必要な規模を展開することができる。［図４］はバス停の庇としての利用展開を図ったパネルユニットの規模であり、バス停の庇としての利用展開イメージ（消灯時）を［使用状態を示す参考写真１］に、バス停の庇としての利用展開イメージ（点灯時）を［使用状態を示す参考写真２］に示す。【００１３】  １は施工性を勘案した寸法の透光性基板本体（強化合わせ板ガラス）、２は規格化された透明有機ＥＬ素子の発光モジュールで、１の１枚の片面にパターン２ｂのように自由に塗布印刷される。３は塗布変換型薄膜太陽電池もしくは透光性薄膜太陽電池モジュールで１の対の１枚の片面に、透明有機ＥＬ素子のモジュールと同じ位置で実装される。
前述が、発電と発光を行うエネルギー循環型のパネルユニットの構造の応用である。【００１４】  本考案の一実施例の応用は上述の如き構造であり、そのパネルユニットをタイルのように割り付け、一部のパネルユニットを自由度のある形状とすることで、［図６］のような用途に応じた必要な規模を展開することができる。［図６］は公園の休憩所の庇としての利用展開を図ったパネルユニットの規模であり、公園の休憩所の庇としての利用展開イメージ（消灯時）を［使用状態を示す参考写真３］に、公園の休憩所の庇としての利用展開イメージ（点灯時）を［使用状態を示す参考写真４］に示す。
【産業上の利用可能性】
【００１５】  本考案の一実施例は上述の如き構造とその応用、用途展開からなるものであるから、様々な都市空間やビル・住宅建築、物流・生産施設（例えば植物工場）などの建築空間への用途展開と利用可能が期待できる。
【符号の説明】
【００１６】  １    透光性基板本体（強化合わせ板ガラス）
２    規格化された透明有機ＥＬ素子の発光モジュール
２ａ  複数の２が千鳥状に塗布印刷されたパターン
２ｂ  複数の２が自由に塗布印刷されたパターン
３    塗布変換型薄膜太陽電池もしくは透光性薄膜太陽電池モジュール
【図１】
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【図２】
0003169469.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003169469.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月26日(2011.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
施工性を勘案した寸法の透明基板本体（強化合わせ板ガラス）の1枚の片面に、規格化された透明有機EL素子の発光モジュールを複数パターン塗布印刷し、本体の対の1枚の片面に透明有機EL素子のモジュールと同じ位置で塗布変換型薄膜太陽電池もしくは透光性薄膜太陽電池モジュールを実装した、発電と発光を行うエネルギー循環型の透光性発電発光建築素材。   
【請求項２】
前記塗布パターンを千鳥状または多角形に配置したことを特徴とする請求項1に記載の透光性発電発光建築素材。
【請求項３】
請求項1または請求項２に記載の透光性発電発光建築素材を用いた、パネルユニットにより構成した庇等の空間装置。