KR100999446B1 - 하이브리드 조명 시스템 - Google Patents

하이브리드 조명 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100999446B1
KR100999446B1 KR1020100039300A KR20100039300A KR100999446B1 KR 100999446 B1 KR100999446 B1 KR 100999446B1 KR 1020100039300 A KR1020100039300 A KR 1020100039300A KR 20100039300 A KR20100039300 A KR 20100039300A KR 100999446 B1 KR100999446 B1 KR 100999446B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light source
substrate
light
oled
auxiliary
Prior art date
Application number
KR1020100039300A
Other languages
English (en)
Inventor
반태현
박찬준
Original Assignee
금호전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43512557&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR100999446(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 금호전기주식회사 filed Critical 금호전기주식회사
Priority to KR1020100039300A priority Critical patent/KR100999446B1/ko
Priority to PCT/KR2010/003977 priority patent/WO2011136437A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100999446B1 publication Critical patent/KR100999446B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/12—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the geometrical disposition of the light-generating elements, e.g. arranging light-generating elements in differing patterns or densities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F21Y2113/20—Combination of light sources of different form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • F21Y2115/15—Organic light-emitting diodes [OLED]

Abstract

본 발명은 하이브리드형 OLED(Organic Light Emitting Diode, 유기 전계 발광 소자) 조명용 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 유기 전계 발광 소자(OLED)를 하이브리드하여 조명으로 사용하는 하이브리드 조명용 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 기판과, 상기 기판 위에 배치되고, 투명전극을 포함하는 유기 전계 발광 소자(OLED)로 이루어져 빛을 발하는 주광원 및 상기 기판의 일측면에 위치하고, 복수 개의 발광 다이오드(LED)로 이루어져 상기 기판의 일측면에 대향하는 타측면을 향해 빛을 발하는 보조광원을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명용 시스템을 제공한다.

Description

하이브리드 조명 시스템{Hybrid lighting system}
본 발명은 하이브리드형 OLED(Organic Light Emitting Diode, 유기 전계 발광 소자) 조명용 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 유기 전계 발광 소자(OLED)를 하이브리드하여 조명으로 사용하는 하이브리드 조명용 시스템에 관한 것이다.
종래 조명 장치로는 형광등, 백열등 등이 있으며, 최근에는 LED, OLED의 개발에 따라 LED 또는 OLED를 이용한 다양한 방식의 조명 장치가 출시되고 있다.
하지만, 이러한 조명들은 LED 또는 OLED 등 특정 방식을 택일하여 조명으로 활용하고 있지 복수의 조명 방식을 하이브리드하여 조명으로 활용하는 것은 개발되지 않은 실정이다.
나아가, 종래기술에서는 일반적으로 한가지 색을 구현하여 그 광원의 색을 필요로 하는 곳에 사용되었지, 복수의 색을 조합하여 사용하는 기술이 구현되지는 못하는 실정이었다.
그러나, 최근 들어 현대사회에서는 사람의 감정과 정서 및 심리상태에 대한 관심이 높아지고 있으며, 조명이 상술한 것들에 영향을 준다는 사실이 알려지게 되었고, 이에 따라 감성 조명의 필요성이 높아지고 있다. 즉, 백색이나 기타 특정 파장의 빛을 방출하는 조명장치 외에 다양한 파장의 빛을 방출하는 조명장치가 필요하게 되었다. 또한, 하나의 조명 장치에서도 다양한 파장의 빛을 방출할 필요성도 커지고 있다.
상술한 감성 조명을 구현하기 위하여, 형광등 내에 형광물질을 변화시켜서 다양한 색상을 구현하는 방법이 있다. 그리고, 적색과 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 LED 등 각각의 광원을 하나의 조명장치로 형성하여, 각각의 LED 등에서 방출되는 빛의 양을 조절하여 다양한 색상을 구현하는 방법 있었다.
그러나, 상술한 종래의 감성 조명을 구현하기 위한 조명장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 각각의 조명장치의 광원 종류에 따라서, 구현할 수 있는 색의 종류에 한계가 있을 수 있는데도, 어느 하나의 광원만으로 조명 장치를 구현하고 있었다.
둘째, 적색과 녹색 및 청색의 광원을 포함하여 풀 칼라를 구현하고자 하는 경우에는, 광원으로부터 일정한 거리 이상 떨어진 거리에서는 원하는 색상으로 인식될 수 있다. 그러나, 실내 조명의 경우 등에는 비교적 가까운 거리에서 광원을 인식하며, 따라서 원하는 색상으로 인식되지 않고 각각의 적색과 녹색 및 청색 등의 픽셀이 따로 인식될 수 있다.
셋째, 각각의 조명장치에서 적색과 녹색 및 청색의 픽셀을 발광하여 색상을 구현할 때 각각의 픽셀의 밝기를 조절하여야 하는데, 따라서 일부 픽셀의 밝기를 어둡게 조절하여야 할 경우에는 전체 조명장치의 휘도가 감소할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서,
본 발명은 LED와 OLED를 조합한 하이브리드형 조명 장치를 구현하는 시스템을 제공하고자 한다.
나아가, 광원에서 제공되는 각각의 색상이 분리되어 인식되지 않는 조명장치를 제공하고, 풀 칼라의 구현과 동시에 휘도의 저하가 발생하지 않는 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, OLED 광원으로부터 출력되는 광과 LED 광원으로부터 출력되는 광이 간섭되어 간섭광이 기판 면에서 출력되게 하여 휘도를 보충하고 감성 조명을 구현하기 용이하도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기판(10);과, 상기 기판(10) 위에 배치되고, 투명전극을 포함하는 유기 전계 발광 소자(OLED)로 이루어져 빛을 발하는 주광원(20); 및 상기 기판(10)의 일측면에 위치하고, 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)로 이루어져 상기 기판(10)의 일측면에 대향하는 타측면을 향해 빛을 발하는 보조광원(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명용 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 기판(10)은 미세결정 유리인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판(10)은 상기 주광원(20)으로부터 출력되는 광 및 상기 보조광원(30)으로부터 출력되는 광의 간섭광을 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주광원(20)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 광원을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조광원(20)은 상기 기판(10)의 테두리 중 일부분 또는 전체에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조광원(20)을 이루는 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) LED 중 적어도 하나의 광원을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조광원(20)은, 상기 기판(10)의 중심부까지 초기 광량의 1/2 이상을 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판(10)을 중심으로 상기 보조광원(30)에 대향(對向)되는 위치에는 반사판(32)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판(10)에는 아웃커플링 필름(Out-coupling film, 40)이 부착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아웃커플링 필름(40)은, 광 방출면이 적어도 두 개의 구획으로 구분되며, 상기 적어도 두 개의 구획은 각각 서로 다른 확산 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 활용하면, LED와 OLED를 조합한 하이브리드형 조명 장치를 구현하는 시스템의 제공이 가능하고, 광원에서 제공되는 각각의 색상이 분리되어 인식되지 않는 조명장치를 제공하고, 풀 칼라의 구현과 동시에 휘도의 저하가 발생하지 않는 조명장치를 제공하는 것이 가능하다.
또한, OLED 광원으로부터 출력되는 광과 LED 광원으로부터 출력되는 광이 간섭되어 간섭광이 기판 면에서 출력되게 하여 휘도가 보충될 뿐 아니라 감성 조명을 구현하기 용이하다.
나아가, 발광다이오드(LED)의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 이용하여 불균한 색감을 조성하는 것이 가능하여 새로운 타입의 조명을 제공하는 것이 가능하며, 백색(W)을 이용하여 OLED의 발광을 보충하므로 발광 효율을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조명용 시스템의 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 조명용 시스템의 단면도이며,
도 3 내지 도 5는 본 발명에서 발광다이오드(LED) 및 유기 전계 발광 소자(OLED)가 빛을 발하는 원리를 보여주는 단면도이고,
도 6은 도 3 내지 도 5의 각 타입에 따른 각 조명용 시스템의 휘도 차이를 보여주는 비교표이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.
종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 조명용 시스템의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 조명용 시스템의 단면도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명에서 발광다이오드(LED) 및 유기 전계 발광 소자(OLED)가 빛을 발하는 원리를 보여주는 단면도이고, 도 6은 상기 도 3 내지 도 5의 각 타입에 따른 각 조명용 시스템의 휘도 차이를 보여주는 비교표이다.
본 발명에 따른 조명용 시스템은, 기판, 주광원 및 보조광원을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 여기서, 주광원은 휘도를 조절하는 역할을 메인으로 하고 색상을 조절하는 역할을 추가적으로 하게 되며, 보조광원은 색상을 조절하는 역할을 메인으로 하고 휘도를 조절하는 역할을 추가적으로 하게 된다.
즉, 상기 주광원은 투명전극을 포함하는 유기 전계 발광 소자(OLED)로 구성되며 여기에서는 상기 기판을 통해 휘도가 높은 빛을 조사하게 된다. 나아가, 상기 주광원은 그 자체로 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 광원을 포함할 수 있어 색상을 조절하는 역할을 보조적으로 하게 된다. 또한, 상기 보조광원은 발광 다이오드(LED)로 구성되며 여기에서는 상기 기판의 모서리에 빛을 조사하여 기판 내부에서 반사를 통해 기판의 외부로 빛을 발산하게 되며, 상기 보조광원은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 광원을 포함할 수 있어 색상을 조절하는 역할을 주로 하게 되며, 추가적으로 백색(W) 광원을 구비하여 휘도를 보충하는 역할을 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조명용 시스템의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 조명용 시스템의 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 조명용 시스템의 일실시예의 구성을 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에서 조명용 시스템은 기판(10);과, 상기 기판(10) 위에 배치되고, 투명전극을 포함하는 유기 전계 발광 소자(OLED)로 이루어져 빛을 발하는 주광원(20); 및 상기 기판(10)의 일측면에 위치하고, 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)로 이루어져 상기 기판(10)의 일측면에 대향하는 타측면을 향해 빛을 발하는 보조광원(30);을 포함하여 이루어진다.
여기서, 기판(10)은 상기 주광원(20)인 유기 전계 발광 소자(OLED)가 놓여지는 부분이자 빛이 조사되어 외부로 발산하는 부분에 해당한다. 그러므로 상기 기판(10)은 빛이 잘 투과할 수 있는 구성이어야 하며, 본 실시예에서는 미세결정 유리로 구성되어 색감의 확산 및 발광효율을 좋게 하는 것이 바람직하다.
이는 이하 설명하겠지만, 도 3 내지 도 5에서 보듯이, 상기 보조광원(30)에서 상기 기판(10)으로 조사되는 빛은 대부분 직진하여 반대편 모서리로 나가 버리게 되므로, 상기 기판(10)으로 발산되어 조명으로 활용되기 위해서는 상기 기판(10)의 내부에서 상기 OLED 광원으로부터 출력되는 광과 LED 광원으로부터 출력되는 광이 간섭되어 간섭광이 기판 면에서 출력되거나, 상기 기판(10)의 내부에서 반사되어 빛의 진행방향이 바뀌는 것이 바람직하기 때문이다. 다시 말해, 상기 기판(10)의 결정구조에 따라 상기 OLED 광원으로부터 방출되는 광과 상기 LED 광원으로부터 방출되는 광 사이의 간섭특성 및 회절특성 등 광 특성이 달라지며, 상기 기판(10)이 미세결정을 갖는 경우에는 기판(10)을 구성하는 미세결정의 형상에 따라 상기 보조광원(30)에서 조사된 광의 간섭특성 및 회절특성 등 광 특성이 상당히 달라질 수 있다. 그러므로, 상기 기판(10)의 결정구조는 조명용 시스템이 사용되는 실시형태 및 환경에 따라 최적의 형태로 다양하게 구현될 수 있다. 물론 제한이 있는 것은 아니다.
또한, 상기 기판(10)은 원형 또는 다각형 형상으로 구비되어 다양한 구조 및 용도로 활용될 수 있다. 본 발명이 조명에 활용된다는 점을 고려할 때 상기 기판(10)의 형상을 다양하게 하여 다양한 형상의 조명 장치를 제공하기 위함이다. 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형 등 모든 형상이 포함한다.
본 실시예에서 조명용 시스템은 상기 기판(10)에 장착되어 빛을 발하게 하는 주광원(10) 및 보조광원(20)으로 이루어지게 된다.
여기서, 상기 주광원(20)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 광원을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 주광원(20)은 적색과 녹색 및 청색의 픽셀만으로 주광원이 형성되어 있으나, 여기에 백색의 광원을 더 포함하여 주광원이 형성될 수도 있다. 나아가 상기 주광원(20)은 OLED 구성되는 것이 바람직하며, 상기 OLED는 투명전극을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서 상기 OLED 광원 내부의 유기물질(Organic Material)을 조절하여 다양한 광산란 및 간섭특성을 구현할 수 있다. 또한, 상기 투명전극의 밀도 및 두께 등을 조절함으로써 투명전극의 굴절률을 조절할 수 있다. 이처럼, OLED 광원의 팩터를 다양하게 변화시켜 사용형태에 따른 적절한 조명 시스템을 구현할 수 있다.
이론상으로는 적색과 청색 및 녹색의 빛을 합성하여 풀 칼라(full color)를 구현할 수 있으나, 현실적인 어려움이 발생할 수도 있다. 이 때, 상술한 광원들에 백색광을 혼합하면 풀 칼라 구현이 좀 더 용이할 수도 있다. 또한, 각각의 픽셀은 크기가 20 밀리미터(millimeter) 이하인 것이 바람직하다. 즉, 각각의 픽셀의 크기가 너무 크면 각각의 픽셀에서 나오는 빛이 서로 분리되어 보일 수 있기 때문에, 각각의 픽셀의 크기를 한정한 것이다. 여기서, '크기'는 각각의 픽셀이 원형이면 지름의 길이를 뜻하고, 사각형이면 한 변의 길이를 뜻한다. 현재 상술한 디스플레이 장치를 이루는 픽셀은 스프라이프 타입, 웰 타입, 델타 타입 등이 양산되고 있다.
또한, 상기 보조광원(30)은 상기 보조광원(20)을 이루는 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)로 구성되며, 이들은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 중 어느 하나의 광원으로 통일되거나, 이들 중 적어도 둘 이상의 광원을 포함하여 이들이 반복적으로 배치되도록 구비할 수 있다. 그리고, 상기 보조광원(30)은 본 발명에서 상기 기판(10)의 테두리에 위치하여 상기 기판(10)의 모서리를 향해 빛을 조사하여 반사되는 빛이 상기 기판(10)의 상면으로 발산되게 된다. 즉, 본 발명에서 보조광원(30)은 상기 기판(10)의 상부에 구비되는 유기 전계 발광 소자(OLED)의 휘도를 보충하거나 조명을 제공하기 위해 상기 기판(10)에 엣지형(edge type)으로 장착된다.
여기서 상기 보조광원(30)은 주광원의 휘도를 보충하는 역할도 수행할 수 있으며, 보조광원(30)은 주광원(20)의 휘도를 보충하기 위한 것이므로, 보조광원(30)에서 방출되는 빛의 최대 밝기는, 주광원(20)에서 방출되는 빛의 최대 밝기 이상인 것이 바람직하다. 즉, 보조광원(130)의 휘도가 주광원의 휘도보다 낮으면, 그 효율이 저하될 수 있기 때문이다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 보조광원(20)은 상기 기판(10)의 테두리 중 일부분 또는 전체에 구비될 수 있다. 즉, 원형의 기판(10)을 사용하는 경우에는 테두리 전체, 혹은 원주의 절반, 혹은 일부분씩 반복하여 장착이 가능하며, 각형인 경우에는 각 변에서 택일하거나, 전체에 장착이 가능하다. 이는 필요에 따라 방식을 선택할 수 있을 것이다. 장치의 장착 방식의 선택에 따라 일반 조명 또는 감성 조명으로의 활용이 가능하다.
또한, 상기 보조광원(20)을 이루는 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 중 적어도 둘 이상의 광원을 포함하여 이들이 반복적으로 배치되는 경우에는, 상기 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)는 각각 불규칙하게 발광할 수 있다. 그리고, 상기 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)는 각각 순차적으로 혹은 전체가 동시에 규칙적으로 발광하는 것도 가능하다. 이 또한 장치의 장착 방식의 선택에 따라 일반 조명 또는 감성 조명으로의 활용이 가능하다.
즉, 상기 보조광원(20)으로 구비되는 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)는 전체가 동시에 발광하는 경우에는 상기 조명용 시스템이 균일한 휘도로 발광하게 하는 것이 가능하며, 순차적으로 발광하는 경우에도 대략 균일한 휘도로 발광하는 것이 가능하다. 나아가, 본 발명에서는 상기 보조광원(30)으로 구비되는 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)가 제각각 불규칙하게 발광할 수 있다. 이처럼, 발광 다이오드(31)가 각각 불규칙하게 발광하는 경우에는 상기 조명용 시스템의 발광이 불균일하게 될 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 조명용 시스템이 보다 감성적인 조명을 발산하는 것을 가능하게 한다.
본 실시형태에서 보조광원(30)인 LED의 성능은 상기 기판(10)의 중심부에서 측정된 광량이 상기 기판(10)의 일측면에서 발광시 광량의 1/2 이상을 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 상기 기판(10)의 측면 전체에 LED 광원을 배치하는 경우 상기 기판 면 전체에서 일정한 광량을 유지할 수 있다.
상기와 같이 LED(31)의 위치 및 배치 방식을 다양하게 하는 것은, 본 발명에서 상기 LED(31)가 기판(10)에 조사되어 다양하게 간섭, 반사 및 회절됨에 따라 다양한 방식으로 조명이 활용될 수 있기 때문이다. 다시 말해, 본 발명에서 상기 주광원(20)은 직접 상기 기판(10)에 빛을 조사하므로 상기 기판(10)에서 발광되는 빛의 변화가 적으나, 상기 보조광원(30)은 상기 기판(10)의 모서리에 빛을 조사하여 반사나 회절에 의해 상기 기판(10)으로 빛이 발산되므로 상기 기판(10)의 모서리로 빛을 조사하는 방식, 위치, 배치에 따라 다양한 조명 장치, 나아가 감성 조명장치로의 활용이 가능하기 때문이다.
나아가, 본 발명은 상기 기판(10)을 중심으로 상기 보조광원(30)에 대향(對向)되는 위치에는 반사판(32)이 더 구비하게 할 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 3 내지 도 5를 설명하면서 상술하도록 한다.
그리고, 본 발명은 상기 기판(10)에 아웃커플링 필름(Out-coupling film, 40)이 부착되는 방식으로 사용하는 것이 가능하다. 아웃커플링 필름(40)은 상기 기판 면에서 출력되는 광을 보다 넓은 범위로 분산시켜, 즉 산란시켜 조명의 색상 및 밝기를 균일하게 하면서 휘도를 증가시키는 역할을 한다.
본 실시형태에서, 상기 아웃커플링 필름(40)은, 광 방출면이 적어도 두 개의 구획으로 구분되며, 상기 적어도 두 개의 구획은 각각 서로 다른 확산특성을 가지도록 형성할 수 있다. 예를 들어 상기 아웃커플링 필름은 4등분될 수 있으며 상기 아웃커플링 필름의 등분된 영역은 각각 서로 다른 파장의 광에 대한 확산도가 높게 형성될 수 있다. 기판의 일측에 R, G, B LED 중 적어도 하나의 LED 가 반복적으로 배치되는 경우, 상기 광원들의 광 간섭에 의해 상기 기판의 발광면 전체로부터 방출되는 광은 단일한 파장의 광이 방출될 수 있다. 이 경우, 상기 아웃커플링 필름의 면적을 구획화하여 각 구획마다 확산시키는 파장 영역을 다르게 형성하면 상기 아웃커플링 필름을 통해 방출되는 광은 구획에 따라 다른 파장대역의 광이 방출되어 감성조명에 유리하게 사용될 수 있다.
상기 아웃커플링 필름의 구획화된 영역의 확산특성은 상기 아웃커플링 필름의 재질, 내부 결정구조, 및 요철패턴 등 다양한 방법에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 아웃커플링 필름의 확산특성을 제어하기 위해 Fill-Factor, Sag 값 등을 조절하면 발광균일도를 조절할 수 있다.
통상, 유기 전계 발광 소자(OLED) 및 발광 다이오드(LED)는 픽셀에서 방출되는 빛을 합성하여 화상을 표시하는 장치로 사용되고 있으나, 본 실시예에서는 조명의 광원으로 사용한다.
즉, 원하는 조명광원의 색상에 따라 각각의 픽셀을 온(on), 오프(off)시키거나, 발광 강도를 조절하여 전체적인 조명 광원의 색상을 달리할 수 있다. 또한, 상술한 장치들 중 일부 장치의 비용이 고가인 점이 조명광원으로서의 실용성이 문제될 수 있으나, 기술의 발전에 따라 점차 저가의 장치가 양산되는 점에 비추어 실용성을 긍정할 수 있다.
여기서, 유기 전계 발광 소자(OLED)의 경우 현재의 생산 기술로도 조명광원으로서의 경제성을 충족할 수 있다. 그리고, OLED는 자발 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답시간이 빠르다는 장점을 가지고 있다. 일반적으로 OLED는 기판 상부에 양극(anode)이 형성되어 있고, 이 양극 상부에 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 음극(cathode)이 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가지고 있다. 그리고, 양극 및 음극 간에 전압을 인가하면 양극으로부터 주입된 정공은 정공 수송층을 경유하여 발광층으로 이동한다. 한편, 전자는 음극으로부터 전자 수송층을 경유하여 발광층에 주입되고, 발광층 영역에서 캐리어들이 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 변화되고, 이로 인하여 발광층의 형광성 분자가 발광함으로써 화상이 형성된다.
나아가 본 발명의 주광원(20)인 OLED는 투명전극을 포함하여 구성되며, 상기 투명전극은 높은 일함수 재료와 같은 재료를 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는다. 애노드 재료의 비제한적인 예는 인듐 주석산화물(ITO), 주석 산화물, 인듐 산화물, 아연 산화물, 인듐 아연 산화물, 니켈, 금 등의 재료 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에서 발광다이오드(LED) 및 유기 전계 발광 소자(OLED)가 빛을 발하는 원리를 보여주는 단면도로, 상기 기판(10)으로 빛이 조사되어 발광되는 원리를 보여주는 것이다.
도 3은 상기 기판(10)의 테두리에 위치하고, 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)로 이루어져 상기 기판(10)의 모서리를 향해 빛을 발하는 보조광원(30) 만을 구비한 기판(10)을 도시한 것이다. 도시됐듯이, 보조광원(30)에서 기판(10)으로 조사되는 빛이 대부분 내부에서 상하로 유동하다가 기판(10)의 반대편 모서리로 나감을 알 수 있으며, 일부만 기판(10)의 상하로 반사되어 본 발명에서 조명의 역할을 하게 됨을 알 수 있다.
즉, 본 발명은, OLED 광원으로부터 출력되는 광과 LED 광원으로부터 출력되는 광이 간섭되어 간섭광이 기판 면에서 출력되는 것을 특징으로 하며, 도 3에서는 상기 LED 광원과 간섭될 OLED 광원이 상기 기판(10)으로 조사되지 않기 때문에 상기 LED 광원에서 조사된 빛 중 비교적 적은 부분 만이 상기 기판 면으로 출력되는 것이다.
이에, 도 4는 상기 기판(10)을 중심으로 상기 보조광원(30)에 대향(對向)되는 위치에는 반사판(32)이 더 구비되고, 상기 기판(10)에는 아웃커플링 필름(Out-coupling film, 40)이 부착되는 경우이면서, 상기 기판(10)의 테두리에 위치하고, 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)로 이루어져 상기 기판(10)의 모서리를 향해 빛을 발하는 보조광원(30) 만을 구비한 기판(10)을 도시한 것이다. 이 경우에는 보조광원(30)에서 조사된 빛이 반대편으로 바로 나가지 못하고 반사판에 반사되어 다시 상기 기판(10)의 내부로 반사되어, 일부이지만 기판(10)의 상하로 반사되는 경우가 발생하게 된다. 또한, 상기 기판(10)에는 아웃커플링 필름(Out-coupling film, 40)이 부착되어 빛의 손실을 최소화하면서 휘도를 높일 수 있게 된다.
나아가, 도 5는 상기 도 4의 상태에서 상기 기판(10) 위에 배치되고, 유기 전계 발광 소자(OLED)로 이루어져 빛을 발하는 주광원(20)이 추가된 경우로, 현저하게 많은 빛이 발산됨을 알 수 있다.
즉, 본 발명이 OLED 광원으로부터 출력되는 광과 LED 광원으로부터 출력되는 광이 간섭되어 간섭광이 기판 면에서 출력되는 것을 특징으로 하며, 도 5에서는 상기 LED 광원과 간섭될 OLED 광원이 상기 기판(10)으로 조사되어 상기 LED 광원에서 조사된 빛 중 비교적 많은 양이 상기 기판 면으로 출력되는 것을 알 수 있다.
그리고, 도 6은 도 3 내지 도 5 및 추가 구성에 따른 각 조명용 시스템의 휘도 차이를 보여주는 비교표로, (a)는 상기 도 3의 경우, (b)는 상기 도 4의 경우, (c)는 주광원(20)인 OLED만 구비된 경우, (d)는 주광원(20)인 OLED에 아웃커플링 필름(40)이 추가로 구비된 경우, (e)는 하이브리드로 OLED 주광원(20) 및 LED 보조광원(30)이 구비된 경우, (f)는 상기 도 5의 경우의 조명용 시스템의 휘도를 보여주는 것이다.
이에서 보듯이, (a)에서 엣지형으로 보조광원(LED, 30)만 구비된 경우에는 빛의 휘도 최대값이 5.79cd/㎡이고, (c)에서 주광원(OLED, 20)만 구비된 경우에는 빛의 휘도 최대값이 1753.04cd/㎡인데, (b)에서 상기 (a) 방식에 아웃커플링 필름(40)을 추가하거나, (d)에서 상기 (c) 방식에 아웃커플링 필름(40)을 추가하게 되면, 각각 빛의 휘도 최대값이 550.35cd/㎡와 1854.38cd/㎡로, 각각 약95배, 약1.06배로 증가됨을 알 수 있다. 여기서, 중요한 것은 상기 아웃커플링 필름(40)은 엣지형으로 구비되어 조사되는 보조광원(LED, 30)의 발광 효율을 현저하게 높여주는 것을 알 수 있다.
다음으로, (a) 및 (c)를 조합한 보조광원(LED, 30) 및 주광원(OLED, 20)을 구비하는 경우인 (e)에서 조사되는 빛의 휘도 최대값은 2451.08cd/㎡로, 단순히 상기 (a)의 휘도 최대값인 5.79cd/㎡와 (c)의 휘도 최대값인 1753.04cd/㎡를 합산한 것보다 약 40%의 발광 효율이 개선되었다.
또한, 상기 (e)에 아웃커플링 필름(40)까지 구비된 경우의 빛의 휘도 최대값은 3577.94cd/㎡로 상기 (e)의 경우보다 최대 휘도값을 기준으로 약 46%의 휘도상승 효과가 있음을 알 수 있다.
나아가, 상기 (f)의 경우는 상기 (d)의 경우에 비해 최대 휘도값을 기준으로 약 93%의 휘도 상승 효과가 있음을 알 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 물론이다.
10 : 기판
20 : 주광원
30 : 보조광원
31 : 발광 다이오드(LED)
32 : 반사판
40 : 아웃커플링 필름(Out-coupling film)

Claims (10)

  1. 미세결정 유리 재질의 기판(10);
    상기 기판(10) 위에 배치되고, 투명전극을 포함하는 유기 전계 발광 소자(OLED)로 이루어져 빛을 발하는 주광원(20);
    상기 기판(10)의 일측면에 위치하고, 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)로 이루어져 상기 기판(10)의 일측면에 대향하는 타측면을 향해 빛을 발하는 보조광원(30);
    상기 기판(10)을 중심으로 상기 보조광원(30)에 대향(對向)되는 위치에 구비되는 반사판(32); 및
    상기 기판(10)에 부착되고, 광 방출면이 적어도 두 개의 구획으로 구분되며, 상기 적어도 두 개의 구획은 각각 서로 다른 확산 특성을 갖는 아웃커플링 필름(Out-coupling film, 40);을 포함하여 구성되고,
    상기 기판(10)은 상기 주광원(20)으로부터 출력되는 광 및 상기 보조광원(30)으로부터 출력되는 광의 간섭광을 출력하는 것을 특징으로 하는 조명용 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주광원(20)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명용 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보조광원(30)은 상기 기판(10)의 테두리 중 일부분 또는 전체에 구비되는 것을 특징으로 하는 조명용 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보조광원(30)을 이루는 복수 개의 발광 다이오드(LED, 31)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) LED 중 적어도 하나의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명용 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보조광원(30)은,
    상기 기판(10)의 중심부까지 초기 광량의 1/2 이상을 유지하는 것을 특징으로 하는 조명용 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020100039300A 2010-04-28 2010-04-28 하이브리드 조명 시스템 KR100999446B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100039300A KR100999446B1 (ko) 2010-04-28 2010-04-28 하이브리드 조명 시스템
PCT/KR2010/003977 WO2011136437A1 (ko) 2010-04-28 2010-06-18 하이브리드 조명 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100039300A KR100999446B1 (ko) 2010-04-28 2010-04-28 하이브리드 조명 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100999446B1 true KR100999446B1 (ko) 2010-12-09

Family

ID=43512557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100039300A KR100999446B1 (ko) 2010-04-28 2010-04-28 하이브리드 조명 시스템

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100999446B1 (ko)
WO (1) WO2011136437A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101310729B1 (ko) * 2011-03-28 2013-09-25 금호전기주식회사 오엘이디 조명
US9614014B2 (en) 2013-10-02 2017-04-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device
KR20210012751A (ko) * 2019-07-26 2021-02-03 한국광기술원 복합형 led디스플레이

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2882260C (en) * 2012-08-20 2020-07-07 Cooper Technologies Company Lighting applications using organic light emitting diodes
DE102012109271A1 (de) * 2012-09-28 2014-04-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische Bauelementevorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung
US9509146B2 (en) 2013-03-05 2016-11-29 Cooper Technologies Company Inductive power transmission for electrical devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005158370A (ja) * 2003-11-21 2005-06-16 Toyota Industries Corp 面状光源装置及び液晶表示装置
JP2005317354A (ja) 2004-04-28 2005-11-10 Optrex Corp 表示装置
JP2007226973A (ja) 2006-02-21 2007-09-06 Seiko Instruments Inc 面発光装置及び液晶表示装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004039568A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Toyota Industries Corp 照明装置及び表示装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005158370A (ja) * 2003-11-21 2005-06-16 Toyota Industries Corp 面状光源装置及び液晶表示装置
JP2005317354A (ja) 2004-04-28 2005-11-10 Optrex Corp 表示装置
JP2007226973A (ja) 2006-02-21 2007-09-06 Seiko Instruments Inc 面発光装置及び液晶表示装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101310729B1 (ko) * 2011-03-28 2013-09-25 금호전기주식회사 오엘이디 조명
US9614014B2 (en) 2013-10-02 2017-04-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device
KR20210012751A (ko) * 2019-07-26 2021-02-03 한국광기술원 복합형 led디스플레이
KR102238776B1 (ko) * 2019-07-26 2021-04-09 한국광기술원 복합형 led디스플레이

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011136437A1 (ko) 2011-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5154498B2 (ja) 照明装置および平面光出力を生成する方法
US7878681B2 (en) Illumination device
JP5241783B2 (ja) 照明用の有機発光デバイス
JP4174771B2 (ja) 散乱スクリーン上に配置された、マクロな構造幅を有する多色の発光層を備えている白色ｌｅｄ
KR100999446B1 (ko) 하이브리드 조명 시스템
US7959343B2 (en) Illumination system for luminaires and display devices
US11320581B2 (en) Backlight module and display device
KR20060028701A (ko) 발광체
JP5398742B2 (ja) 発光デバイス
US20130033164A1 (en) Planar remote phosphor illumination apparatus
JP2013182732A (ja) 照明器具
JP2015520494A (ja) 遠隔波長変換層を有する照明装置
TW201417362A (zh) 有機發光裝置及調光方法
JP2008210691A (ja) 面状照明装置
KR101056515B1 (ko) 하이브리드 조명 장치
KR101328945B1 (ko) 조명 장치
TWI662223B (zh) 發光裝置
TWI544178B (zh) 發光單元以及光源模組
RU2565419C1 (ru) Светоизлучающее тело и светодиодное осветительное устройство, содержащее такое тело
TWM458673U (zh) 有機發光裝置
JP5246410B2 (ja) 照明器具
US20130271953A1 (en) Illumination module
KR20140047854A (ko) 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
JP2004319322A (ja) 面状発光装置
KR20120138299A (ko) 광반도체 기반 조명장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
A107 Divisional application of patent
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
J202 Request for trial for correction [limitation]
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR CORRECTION REQUESTED 20110926

Effective date: 20120501

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131202

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141202

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151202

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161202

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171204

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee