KR100811503B1 - 유기전계발광소자를 이용한 조명장치 - Google Patents

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Abstract

광효율 및 휘도를 향상시킬 수 있는 유기전계발광소자를 이용한 조명장치가 개시된다. 광원은 발광동작을 수행하는 적어도 하나의 유기전계발광소자로 구성되고, 적어도 하나의 유기전계발광소자는 소켓에 마련된 설치홈에 삽입되어 고정된다. 그리고, 반사부재에 마련된 반사면을 통해 광원에서 방출되는 빛이 반사된다. 따라서, 광효율 및 휘도가 향상된다.

Description

유기전계발광소자를 이용한 조명장치{Lighting Apparatus using Organic Electroluminescent Device}
도 1은 일반적인 유기전계발광소자의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유기전계발광소자를 이용한 조명장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 조명장치의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 조명장치의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다
도 5는 도 1에 도시된 광원을 구체적으로 나타낸 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 광원 140 : 발광부
150 : 단자부 151 : 애노드 단자
153 : 캐소드 단자 200 : 소켓
210 : 광원 설치홈 300 : 반사부재
310 : 반사면
본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기전계발광소자를 이용한 조명장치에 관한 것이다.
유기전계발광소자는 주로 적색, 녹색, 청색 등의 디스플레이를 위한 소자로 기술이 발전되어 왔으나 최근들어 휘도 및 효율의 급격한 향상에 의해 조명기기용 광원으로 사용이 증가하고 있다.
또한, 유기전계발광소자는 점광원, 선광원 및 면광원의 형태로 구현될 수 있으며 두께를 얇게 구현할 수 있고, 유연성이 있는 기판을 사용하여 다양한 형태의 광원으로 구현할 수 있다는 장점이 있다.
유기전계발광소자는 전자와 정공이 유기물질로 구성된 유기발광층에 주입되면 주입된 전자와 정공이 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기상태에서 기저상태로 떨어질 때 발광하는 자발광 소자이다.
도 1은 일반적인 유기전계발광소자의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 유기전계발광소자는 기판(10), 애노드 전극(20), 유기 발광층(30) 및 캐소드 전극(40)으로 구성된다.
기판(10)은 유리 또는 플라스틱등과 같이 광투과성이 우수한 절연재질로 형성된다. 상기 기판(10) 위에는 애노드 전극(20)이 형성된다. 애노드 전극(20)은 투명한 특성을 가진 도전성 물질인 산화인듐주석(Indium-Tin Oxide: ITO) 또는 산화인듐아연(Indium-Zinc Oxide)으로 형성된다.
상기 애노드 전극(20) 위에는 유기 발광층(30)이 형성된다. 그리고 상기 유기 발광층(30)의 상하부에는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 또는 전자 수 송층이 더 포함될 수도 있다.
상기 유기 발광층(30) 위에는 캐소드 전극(40)이 형성된다. 캐소드 전극(40)은 도전성 물질로 형성되며, 배면 발광형 유기전계발광소자와 같이 한쪽 면에서만 빛을 방출하도록 구성되는 경우에는 광반사율이 높은 Al, Mg-Au, Li 또는 Ca 등으로 구성되고, 유기전계발광소자의 전면 및 배면에서 모두 빛을 방출하도록 구성되는 경우에는 투명한 물질로 형성되거나 금속물을 박막으로 형성하여 광이 투과되도록 한다.
또한, 유기전계발광소자의 측면에는 방습특성 및 광투과성이 우수한 물질(예를 들면 UV 수지)로 봉지(encapsulation)막이 형성되어 유기전계발광소자를 습기로부터 보호한다.
상기와 같은 유기전계발광소자는 애노드 전극(20)과 캐소드 전극(40) 사이에 전압이 인가되면, 애노드 전극(20)으로부터 발생된 정공은 정공 주입층 및 정공 수송층을 경유하여 유기 발광층(30) 내로 주입되고, 캐소드 전극(40)에서 발생된 전자는 전자 주입층 및 전자 수송층을 경유하여 유기 발광층(30) 내로 주입된다. 그리고 유기 발광층(30)으로 주입된 정공 및 전자는 재결합하여 엑시톤이 생성되고, 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛이 방출된다.
그러나 상기와 같은 면광원 형태로 구성된 유기전계발광소자를 이용한 종래의 조명장치에서는 방출되는 광의 대부분(실질적으로 80%)이 기판(10)에 의한 전반사나 유기전계발광소자를 구성하는 물질에 흡수되고 방출되는 광의 일부분(실질적으로 20%)만 유기전계 발광소자의 전면 및/또는 배면을 통해 방출됨으로써 광효율 및 휘도가 저하된다는 단점이 있다. 또한, 저효율 및 저휘도로 말미암아 소비전력이 증가하고 유기전계발광소자의 수명이 단축된다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광효율 및 휘도를 향상시킬 수 있는 유기전계발광소자를 이용한 조명장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의한 유기전계발광소자를 이용한 조명장치는 발광동작을 수행하는 적어도 하나의 유기전계발광소자로 구성된 광원과, 상기 적어도 하나의 유기전계발광소자가 삽입되어 고정되기 위한 설치홈이 마련된 소켓 및 상기 광원에서 방출되는 빛을 반사하기 위한 반사면이 형성된 반사부재를 포함한다. 상기 유기전계발광소자는 면광원의 형태로 구성될 수 있다. 상기 유기전계발광소자는 전면, 배면 및 측면을 통해 빛을 방출할 수 있고, 상기 측면을 통해 가장 많은 빛을 방출할 수 있다. 상기 유기전계발광소자는 일측면이 상기 반사면과 가장 가까운 거리를 가지도록 상기 소켓에 설치될 수 있다. 상기 측면은 UV 수지로 봉지막이 형성될 수 있다. 상기 소켓은 상기 유기전계발광소자의 발광에 필요한 전원을 제공할 수 있다. 상기 반사부재 및 반사면의 구조 및 형상은 상기 광원의 형상, 개수, 배열 및 위치에 따라 달라질 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
그리고, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유기전계발광소자를 이용한 조명장치를 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치는 광원(100), 소켓(200) 및 반사부재(300)를 포함하여 구성된다.
광원(100)은 적어도 하나의 유기전계발광소자로 구성된다. 유기전계발광소자는 면광원 형태로 구성되고 소켓(200)에 고정되는 부분을 제외한 전면, 배면 및 모든 측면에서 빛을 방출한다.
또한, 광원(100)으로는 백색의 빛을 방출하는 유기전계발광소자를 포함하여 다양한 색의 빛을 방출하는 유기전계발광소자가 사용될 수 있다. 그리고 광원(100)으로 복수의 유기전계발광소자가 사용되는 경우는 복수의 유기전계발광소자가 모두 동일한 색의 빛을 방출하도록 구성될 수도 있고, 각 유기전계발광소자가 모두 다른 색의 빛을 방출하도록 구성될 수도 있다.
소켓(200)은 광원(100)이 설치되어 고정되기 위한 설치 공간을 제공한다. 또한 소켓(200)은 상용 전원(예를 들면 교류 220V, 60Hz) 또는 소정 규격의 전원과 전기적으로 연결되어 전원을 제공 받고, 제공 받은 전원을 소켓(200)에 설치된 각 광원(100)에 제공한다.
소켓(200)은 내부에 별도의 전원 변환장치(미도시)를 마련하여 제공 받은 상용 전원을 각 광원(100)의 발광 동작에 필요한 전원으로 변환한 후 제공할 수 있다. 또한, 소켓(200)은 별도의 전원변환을 수행하지 않고 소정 전원 규격을 가지는 외부 전원장치(미도시)로부터 직접 광원(100)의 발광 동작에 필요한 전원을 제공받고 제공받은 전원을 각 광원(100)에 제공할 수도 있다.
반사부재(300)는 광원(100)으로부터 방출된 빛을 반사시켜 소정 방향으로 빛이 조사되도록 한다. 이를 위해 반사부재(300)의 내측면에는 광원(100)으로부터 방출된 빛을 반사하기 위한 반사면(310)이 형성된다.
반사면(310)은 광반사율이 높은 물질로 형성되고, 반사된 빛이 조사되는 면적이나 조사 방향등을 고려하여 형상 및 구조가 결정된다.
또한, 최대의 광효율 및 휘도를 얻기 위해 반사부재(300) 및 반사면(310)의 구조 및 형상은 광원(100)의 형상, 개수, 배열 및 위치에 따라 달라질 수 있다.
소켓(200) 및 반사부재(300)는 서로 독립적으로 제조된 후 결합될 수도 있고, 하나의 구성 요소로 제조될 수도 있다.
도 3은 도 2에 도시된 조명장치의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치는 소켓(200)에 적어도 하나의 광원(100)이 설치되어 발광에 필요한 전원을 공급받고, 반사부재(300)는 광원으로부터 방출된 빛을 반사시킨다.
광원(100)은 면광원의 형태로 구성된 유기전계발광소자로서 전면(110), 배면(120) 및 측면(130)에서 빛을 방출한다. 그리고 광원(100)은 실질적으로 측면(130)에서 가장 많은 빛을 방출하기 때문에 본 발명의 일실시예에서는 광원(100)의 일측면(130)을 반사부재의 내면 즉, 반사면(310)과 가장 가까운 거리를 가지도록 설치함으로써 광원(100)의 측면(130)에서 방출된 빛이 반사면(310)을 통해 효율적으로 반사되도록 한다.
도 3에서는 소켓(200)에 다섯 개의 광원(100)이 설치된 것으로 예를 들어 도시하였으나, 본 발명의 실시예가 여기에 한정되는 것은 아니며 광원의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치는 면광원의 형태를 가지는 유기전계발광소자를 광원으로 이용하고 반사부재를 이용하여 유기전계발광소자에서 방출되는 모든 빛을 조명에 이용함으로써 광효율 및 휘도를 증가시킨다. 따라서, 광효율 및 휘도의 증가로 인해 동일 휘도를 가지는 기존의 면광원에 비해 전력소모는 더 적고, 수명은 더 길어지는 효과를 얻을 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 조명장치의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 반사부재(300)와 소켓(200)은 서로 연결되어 설치되고, 소켓(200)에는 광원(100)의 개수와 동일한 개수의 광원설치홈(210)이 마련되어 광원(100)의 단자부(150)가 광원설치홈(210)에 삽입됨으로써 광원(100)이 설치 및 고정되도록 한다.
그리고 각각의 광원설치홈(210)에는 광원(100)에 전원을 제공하기 위한 두 개의 전원단자(미도시)가 마련되어 광원설치홈(210)에 광원(100)이 삽입되면 광원(100)의 단자부(150)에 마련된 애노드 단자(151) 및 캐소드 단자(153)와 각각 전기적으로 접촉됨으로써 광원(100)의 발광에 필요한 전원이 제공될 수 있도록 한다.
또한, 소켓(200)은 각 광원설치홈(210)에 마련된 두 개의 전원단자와 각각 공통으로 연결된 제1 전기단자(221) 및 제2 전기 단자(223)를 구비하고, 제1 전기단자(221) 및 제2 전기단자(223)을 통해 외부로부터 전원을 제공받고 제공받은 전원을 각 광원설치홈(210)에 마련된 두 개의 전원단자에 제공한다.
도 5는 도 2에 도시된 광원을 구체적으로 나타낸 사시도이다.
도 5를 참조하면, 광원(100)은 발광부(140)와 단자부(150)를 포함하여 구성되고 발광부(140)는 도 1에 도시된 일반적인 유기전계발광소자와 동일한 구성을 가진다. 즉, 발광부(140)는 기판, 애노드 전극, 유기 발광층 및 캐소드 전극을 포함하여 구성되고, 발광부의 측면은 UV(Ultraviolet) 수지로 봉지막이 형성된다. 단자부(150)는 애노드 단자(151)와 캐소드 단자(153)를 포함하며 애노드 단자(151)는 발광부(140)의 애노드 전극과 연결되고 캐소드 단자(153)는 발광부(140)의 캐소드 전극과 연결된다.
단자부(150)는 소켓(200)의 광원설치홈(210)에 삽입되어 광원설치홈(210)에 마련된 두 개의 전원단자에 각각 전기적으로 접촉되어 발광을 위한 전원을 제공받고 제공받은 전원을 각각 발광부(140)의 애노드 전극 및 캐소드 전극에 제공함으로써 발광부(140)가 발광동작을 수행하도록 한다.
발광부(140)는 단자부(150)의 애노드 단자(151) 및 캐소드 단자(153)를 통해 발광에 필요한 전원이 공급되면 발광 동작을 수행한다. 그리고 발광부(140)의 발광으로 인해 방출되는 빛은 발광부(140)의 모든 면을 통해 방출되며, 실질적으로 측면을 통해 가장 많은 빛이 방출된다.
상기와 같은 유기전계발광소자를 이용한 조명장치에 따르면, 적어도 하나의 유기전계발광소자로 구성된 광원과, 광원이 설치되는 소켓과, 광원에서 방출되는 빛을 반사시키기 위한 반사부재로 포함하고, 광원은 빛이 가장 많이 방출되는 측면이 반사부재의 반사면과 가장 가까운 거리를 가지도록 설치된다. 따라서, 조명장치의 광효율 및 휘도를 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 전면, 배면 및 측면을 통해 빛을 방출하여 발광동작을 수행하고 상기 측면은 UV 수지로 봉지막이 형성된 적어도 하나의 유기전계발광소자로 구성된 광원;
    상기 적어도 하나의 유기전계발광소자가 삽입되어 고정되기 위한 설치홈이 마련된 소켓; 및
    상기 광원에서 방출되는 빛을 반사하기 위한 반사면이 형성된 반사부재를 포함한 유기전계발광소자를 이용한 조명장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기전계발광소자는 면광원의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자를 이용한 조명장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 유기전계발광소자는 일측면이 상기 반사면과 가장 가까운 거리를 가지도록 상기 소켓에 설치되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자를 이용한 조명장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 소켓은 상기 유기전계발광소자의 발광에 필요한 전원을 제공하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자를 이용한 조명장치.
  7. 삭제
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