KR101284736B1 - 광원 장치 - Google Patents

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cathode
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이정익
김용해
이명래
전상훈
문제현
박승구
조두희
황주현
신진욱
주철웅
허진우
추혜용
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    • F21V33/00—Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

본 발명의 광원 장치는 면 단위의 발광 영역을 갖는 발광부, 상기 발광 영역을 침범하지 않도록 상기 발광 영역의 외주를 따라 형성되는 안테나 및 상기 안테나에서 수신된 무선 전력을 가공하여 상기 발광부에 제공하는 구동부를 포함함으로써, 소형화를 도모하는 동시에 발광 영역에 의한 안테나 수신 신호의 차폐 현상을 최소화시킬 수 있다.

Description

광원 장치{LIGHT SOURCE APPARATUS}
본 발명은 광원 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 무선 전력으로 구동되는 광원 장치에 관한 것이다.
광원 장치는 빛을 내는 장치로 조명이나 디스플레이의 백라이트 등에 이용된다.
광원 장치가 빛을 내기 위해서는 구동 전력이 필요한데, 이때의 구동 전력은 유선으로 공급된다. 이때, 유선 연결로 인하여 광원 장치의 크기가 증가하고 설치 공간 등이 제한된다.
한국공개특허공보 제2004-0019566호에는 광원 장치의 인버터에 포함되는 대용량 트랜스포머를 다수개의 소용량 트랜스포머들로 대체하고 소용량 트랜스포머들을 동일 입력전압에 의해 구동되도록 함으로써 트랜스포머의 크기 및 두께에 따른 광원 장치 자체의 크기 및 두께의 제약사항을 해소할 수 있도록 한 기술이 개시되고 있다. 그러나, 이 경우에 있어서도 유선 연결을 그대로 이용함으로써 광원 장치를 설치할 수 있는 공간이 제한되고 있다.
한국공개특허공보 제2004-0019566호
본 발명은 무선 전력으로 구동되는 광원 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광원 장치는 면 단위의 발광 영역을 갖는 발광부, 상기 발광 영역을 침범하지 않도록 상기 발광 영역의 외주를 따라 형성되는 안테나 및 상기 안테나에서 수신된 무선 전력을 가공하여 상기 발광부에 제공하는 구동부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 발광부는, 투명 기판, 양극층, 유기 박막층, 음극층이 순서대로 적층된 OLED(Organic Light Emitting Diode)이고, 상기 음극층은, 상기 양극층과 동일한 층에 상기 양극층과 전기적으로 분리되어 형성되는 제1 음극층, 상기 유기 박막층 상에 적층되며 상기 유기 박막층에서 상기 제1 음극층 측으로 돌출된 제2 음극층, 상기 제2 음극층의 돌출된 부분과 상기 제1 음극층의 사이에 위치하여 상기 제1 음극층과 상기 제2 음극층을 전기적으로 연결하는 제3 음극층을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 양극층과 상기 제1 음극층의 사이에는 절연층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 양극층, 유기 박막층, 음극층을 덮는 하우징을 포함하고, 상기 제1 양극층과 상기 제1 음극층의 단부 중 적어도 일부는 상기 하우징을 벗어나도록 형성되며, 상기 구동부는 상기 제1 양극층과 상기 제1 음극층에서 상기 하우징을 벗어난 외곽부에 연결될 수 있다.
이때, 상기 안테나의 적어도 일부는 평면시로 상기 외곽부 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 안테나는 상기 발광 영역을 안쪽에 포함하는 폐곡선을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 안테나는 상기 폐곡선의 내주로 형성된 내부 공간의 일부가 상기 발광부에 의해 가려지지 않도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 안테나는 내주로 형성된 내부 공간의 적어도 일부가 상기 발광부에 의해 가려지지 않는 범위 내에서 외주 중 일부가 상기 발광 영역의 외주를 따라 형성되는 폐곡선을 형성할 수 있다.
또한, 상기 안테나는 마이크로 스트립 안테나 및 코일 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 상기 구동부는 상기 발광부 상에 적층될 수 있다.
또한, 상기 구동부와 상기 발광부의 사이에는 페라이트층이 개재(介在)될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명의 광원 장치는 발광 영역을 침범하지 않도록 발광 영역의 외주를 따라 형성되는 안테나를 포함함으로써, 소형화를 도모하는 동시에 발광 영역에 의한 안테나 수신 신호의 차폐 현상을 최소화할 수 있다.
따라서, 소형이면서 신뢰성 있는 무선 광원 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광원 장치를 나타낸 블럭도.
도 2는 본 발명의 광원 장치를 나타낸 단면도.
도 3은 발광부에 의한 차폐 현상을 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 다른 광원 장치를 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명의 또다른 광원 장치를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 또다른 광원 장치를 나타낸 개략도.
도 7은 본 발명의 또다른 광원 장치를 나타낸 단면도.
이하, 본 발명의 광원 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 광원 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 1에 도시된 광원 장치는 면 단위의 발광 영역을 갖는 발광부(100), 상기 발광 영역을 침범하지 않도록 상기 발광 영역의 외주를 따라 형성되는 안테나(200) 및 상기 안테나에서 수신된 무선 전력을 가공하여 상기 발광부에 제공하는 구동부(300)를 포함한다.
발광부(100)는 면 단위의 발광 영역을 갖는다. 면 단위의 발광 영역은 OLED등의 면광원으로 생성되거나, 평면상에 복수로 마련된 LED 등의 점광원으로 생성될 수 있다. 도 1에서 발광 영역은 배면에 형성된다. 따라서, 빛은 화살표 방향, 즉 아래 방향으로 방사된다.
발광부(100)는 OLED(Organic Light Emitting Diode)를 포함할 수 있으며, 이때의 구성은 도 2와 같다.
도 2는 본 발명의 광원 장치를 나타낸 단면도로, 도 1에 도시된 광원 장치에서 A-A'절단선으로 절단한 단면을 나타낸다.
살펴보면, 발광부(100)는 투명 기판(110), 양극층(130), 유기 박막층(150), 음극층(170)이 순서대로 적층되어 있다. 양극층(130)과 음극층(170)에는 전력이 공급되어야 하는데 이때 전력을 공급받기 위한 단자를 마련하기 위해 음극층(170)을 다음과 같이 구성할 수 있다.
음극층(170)은 양극층(130)과 동일한 층에 양극층(130)과 전기적으로 분리되어 형성되는 제1 음극층(171), 유기 박막층(150) 상에 적층되며 유기 박막층(150)에서 제1 음극층(171) 측으로 돌출된 제2 음극층(173), 제2 음극층(173)의 돌출된 부분과 제1 음극층(171)의 사이에 위치하여 제1 음극층(171)과 제2 음극층(173)을 전기적으로 연결하는 제3 음극층(175)을 포함한다.
이때, 양측층과 제1 음극층과의 전기적 절연을 위해 양극층(130)과 제1 음극층(171)의 사이에는 절연층(140)이 형성될 수 있다. 또한 양극층(130)과 제3 음극층(175)의 사이에도 절연층(140)이 형성될 수 있다.
양극층(130)은 예를 들어 투명 양극 전극인 ITO 등의 재질로 구성된다.
유기 박막층(150)은 예를 들어 양극층(130)과 음극층(170)의 사이에 100~200nm 두께로 개재(介在)되며 양극층(130) 측에서부터 정공 주입층(Hole injection layer), 정공 수송층(Hole transfer layer), 발광층(Emission Material layer), 전자 수송층(Electron transfer layer), 전자 주입층(Electron injection layer) 순으로 적층된 구조를 갖는다.
양극층(130)에서 주입된 정공과 음극층(170)에서 주입된 전자는 각 수송층을 통하여 발광층에 도달하게 된다. 발광층에 도달된 정공과 전자는 결합하여 여기자(Exciton)를 형성하고, 형성된 여기자는 빛을 발하는 발원체가 된다. 이때 여기자의 에너지 밴드갭을 선택적으로 조절함으로써 소망하는 파장의 빛을 구현한다. 생성된 빛은 투명 재질의 양극층(130)과 투명 기판(110)을 통과하여 방사된다.
보호를 위해 양극층(130), 유기 박막층(150), 음극층(170)은 하우징(190)에 의해 덮혀질 수 있다. 이때 양극층(130)과 제1 음극층(171)의 단부 중 적어도 일부는 발광부에 접합되는 하우징(190)의 접합면을 가로지르도록 형성된다. 즉, 하우징(190)을 덮은 후 양극층(130)과 제1 음극층(171) 각 단부의 일부는 외부로 드러난다. 이렇게 외부로 드러난 부위, 다시 말해 하우징(190)의 접합면을 가로지른 부위를 외곽부(132, 172)라 할 때 구동부는 외곽부에 전기적으로 연결된다.
이와 같이 외곽부(132, 172)에 의하면 용이하게 구동부(300)를 각 전극층에 연결시킬 수 있다. 양극층(130)과 제1 음극층(171)의 단부 일부가 하우징의 접합면을 가로지르기 때문에 하우징(190)은 양극층(130)과 제1 음극층(171)과 접합되는 형태가 된다. 각 전극층이 구동부(300)와 연결되는 구조 및 적층 구조에 따라 하우징은 투명 기판(110)에 직접 접합될 수도 있다.
발광부(100)에서 하우징(190)에 덮혀진 부위가 발광 영역이 된다. 구체적으로 발광 영역은 하우징(190)의 접합 후 하우징(190)에서 발광부(100)와의 접합면의 내주가 형성하는 영역이다.
안테나(200)는 무선으로 전력을 수신하여 구동부(300)에 공급한다. 안테나(200)는 발광 영역을 침범하지 않는 범위 내에서 발광 영역의 외주를 따라 형성된다. 안테나(200)를 발광 영역의 외주를 따라 형성함으로써 발광부(100)에 의해 무선 전력이 차폐되는 것을 방지한다.
예를 들어 양극층(130)과 제1 음극층(171)에 외곽부(132, 172)가 형성되어 있는 경우 안테나(200)의 적어도 일부는 평면시로 외곽부(132, 172) 상에 형성된다. 이때 외곽부(132, 172)와 안테나(200) 사이에는 절연층(1200이 개재된다. 또한, 안테나(200)는 하우징(190)의 측면에 대면 접촉된다.
안테나(200)는 폐곡선을 형성하도록 구성될 수 있다. 무선 전력 방식 중 자기 유도형과 자기 공진형의 경우 폐곡선을 형성하는 코일이 요구된다. 따라서 안테나(200)를 폐곡선으로 형성하면 다양한 무선 전력 전송 방식을 적용할 수 있다. 이때 안테나(200)는 발광 영역을 안쪽에 포함하는 폐곡선을 형성한다. 안테나(200)에 의해 형성되는 폐곡선의 안쪽에 발광 영역(200)을 포함시킴으로써 안테나(200)로 인한 부피 또는 두께의 증가를 최소화할 수 있다. 또한 안테나(200)를 발광 영역의 상하가 아닌 측면에 형성함으로써 발광 영역에 의한 무선 전력의 차폐 현상을 줄일 수 있다.
다만, 폐곡선의 내부 공간이 평면시로 발광부에 대해 개방되어 있는 것이 차폐 현상을 효과적으로 줄일 수 있는데 위에서는 외곽부(132, 172) 상에 안테나(200)가 형성됨으로써 외곽부(132, 172)에 의한 차폐 현상이 일부 발생된다.
도 3은 발광부(100)에 의한 차폐 현상으로 안테나(200)가 무선 전력을 신뢰성 있게 수신하지 못하는 상태를 나타낸다. 다만, 각 외곽부와 안테나(200) 간의 틈으로 정상적인 무선 전력 수신이 이루어짐을 알 수 있다.
이러한 차폐 현상을 최소화하기 위해 안테나(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 폐곡선의 내주로 형성된 내부 공간의 일부가 평면시(平面示)로 발광부(100)에 의해 가려지지 않도록 확장 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 광원 장치를 나타낸 개략도로서, 살펴보면 하우징(190)에 대면 접촉하고 있는 안테나(200)가 개시되고 있다. 또한, 안테나(200) 중 아래 부위가 바깥 방향으로 확장되어 평면시로 폐곡선의 내부 공간 일부가 발광부(100)에 대해 개방되어 있다. 즉, 내부 공간 일부가 발광부(100)에 의해 가려지지 않도록 되어 있다. 이에 따르면 안테나가 형성하는 폐곡선의 내부 공간 중 발광부에 의해 가려지지 않은 부분을 통해 정상적인 전력 수신이 이루어지게 된다.
도 5는 본 발명의 또다른 광원 장치를 나타낸 개략도이다.
도 5에 도시된 광원 장치에서 안테나(200)는 외주 중 일부가 발광 영역의 외주를 따라 형성되는 폐곡선을 형성한다. 이때 폐곡선의 내주로 형성된 내부 공간의 적어도 일부가 평면시로 발광부(100)에 의해 가려지지 않도록 형성된다.
도 5에서는 발광부(100)의 한 변 전체에 걸쳐 폐곡선의 외주가 접합되어 있으며 상기 변과 대면하는 바깥 방향으로 폐곡선이 형성되어 있다. 또한, 폐곡선의 내주로 형성된 내부 공간 전체가 평면시로 발광부(100)에 대해 개방되어 있다. 이러한 구성에 의하면 차폐 현상이 거의 나타나지 않음을 실험적으로 확인할 수 있었다.
도 6은 본 발명의 또다른 광원 장치를 나타낸 개략도로서, 안테나(200)가 형성하는 폐곡선에서 외주 일부가 발광부(100)의 3개 변에 걸쳐 'ㄷ'형으로 접합되어 있다. 이에 따라 폐곡선의 내주로 형성된 내부 공간 역시 'ㄷ'형을 형성하며 내부 공간 전체가 발광부(100)에 대해 개방되어 있다. 이러한 안테나 형태를 통해서도 차폐 현상이 거의 나타나지 않음을 확인할 수 있었다.
안테나(200)는 마이크로 스트립 안테나 및 코일 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
구동부(300)는 안테나(200)에서 수신된 무선 전력을 가공하여 발광부(100)에 공급한다. 발광부(100)는 정상적으로 구동되기 위해 적정 전력을 요구한다. 그러나, 무선 전력 전송의 특성상 정격 전력을 직접 제공하기는 어렵다. 따라서, 정류 회로, 충전부, 레귤레이터 등 수신된 무선 전력을 부하에서 요구하는 정격 전력으로 변환할 필요가 있다. 이와 같이 무선 전력을 부하, 즉 발광부(100)에서 요구하는 정격 전력으로 변환하는 요소가 구동부(300)이다.
구동부(300)는 광원 장치 전체의 부피 감소를 위해 발광부(100) 상에 적층될 수 있다.
이때, 도 7에서와 같이 구동부(300)와 발광부(100)의 사이에 페라이트층(310)을 개재(介在)함으로써 발광부 또는 구동부에 의한 차폐 현상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어 안테나가 형성하는 폐곡선의 형태는 직사각형 또는 'ㄷ'형 뿐만 아니라 다양한 형태를 취할 수 있다.
무선 전력으로 구동되는 광원 장치에 적용할 수 있다.
이러한 광원 장치는 조명 등 다양한 발광 기기의 광원으로 이용될 수 있다.
100...발광부 110...투명 기판
120, 140...절연층 130...양극층
132, 172...외곽부 150...유기 박막층
170...음극층 171...제1 음극층
173...제2 음극층 175...제3 음극층
190...하우징 200...안테나
300...구동부

Claims (11)

  1. 면 단위의 발광 영역을 갖는 발광부;
    상기 발광 영역을 침범하지 않도록 상기 발광 영역의 외주를 따라 형성되는 안테나; 및
    상기 안테나에서 수신된 무선 전력을 가공하여 상기 발광부에 제공하는 구동부;
    를 포함하되,
    상기 발광부는,
    투명 기판, 양극층, 유기 박막층, 음극층이 순서대로 적층된 OLED(Organic Light Emitting Diode)를 포함하고,
    상기 음극층은,
    상기 양극층과 동일한 층에 상기 양극층과 전기적으로 분리되어 형성되는 제1 음극층, 상기 유기 박막층 상에 적층되며 상기 유기 박막층에서 상기 제1 음극층 측으로 돌출된 제2 음극층, 상기 제2 음극층의 돌출된 부분과 상기 제1 음극층의 사이에 위치하여 상기 제1 음극층과 상기 제2 음극층을 전기적으로 연결하는 제3 음극층을 포함하는 광원 장치.
  2. 삭제
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 양극층과 상기 제1 음극층의 사이에는 절연층이 형성되는 광원 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 양극층, 유기 박막층, 음극층을 덮는 하우징을 포함하고,
    상기 양극층과 상기 제1 음극층의 단부 중 적어도 일부는 상기 하우징의 접합면을 가로지르도록 형성되며,
    상기 구동부는 상기 양극층과 상기 제1 음극층에서 상기 하우징의 접합면을 가로지른 외곽부에 연결되는 광원 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 안테나의 적어도 일부는 평면시로 상기 외곽부 상에 형성되는 광원 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는 상기 발광 영역을 안쪽에 포함하는 폐곡선을 형성하는 광원 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 안테나는 상기 폐곡선의 내주로 형성된 내부 공간의 일부가 평면시(平面示)로 상기 발광부에 의해 가려지지 않도록 형성되는 광원 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는 외주 중 일부가 상기 발광 영역의 외주를 따라 형성되는 폐곡선을 형성하고, 상기 폐곡선의 내주로 형성된 내부 공간의 적어도 일부가 평면시로 상기 발광부에 의해 가려지지 않도록 형성되는 광원 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는 마이크로 스트립 안테나 및 코일 중 적어도 하나인 광원 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 발광부 상에 적층되는 광원 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 구동부와 상기 발광부의 사이에는 페라이트층이 개재(介在)되는 광원 장치.
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