KR101747185B1 - 이동식 조명 장치 및 부착 방법 - Google Patents

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Abstract

유기 발광 다이오드(OLED) 시스템은 손가방, 서류가방, 여행가방 등과 같은 여러 구성에 부착할 수 있도록 충분히 얇고 전력 효율이 우수하다. OLED 소재 스트립(46)의 적어도 일측은 조명하고자 하는 영역의 표면에 용이하게 부착할 수 있도록 하는 부착 메커니즘(100)을 가질 수 있다. 상기 시스템은 OLED 소재를 작동시켜 발광하도록 하는 전력을 제공하는 이동식 전원(50)을 포함할 수 있다. 배터리에 연결된 스위치(48)는 OLED 소재로 전달되는 전력을 제어하여 조명을 점등할 수 있다. 상기 스위치는 수동 또는 자동으로 작동될 수 있다. 또한, OLED 장치 실시예의 낮은 전력 소비는 특수한 응용분야와 용도를 제공한다.

Description

이동식 조명 장치 및 부착 방법{PORTABLE LIGHT APPARATUS AND METHOD OF ATTACHMENT}
본 출원은 2009년 1월 21일자로 출원된 미국 가특허 출원번호 제61/205,516호, 2009년 11월 13일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제12/618,400호 및 2009년 11월 13일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제12/618,652호를 우선권 주장한다. 상기 '516, '400 및 '652 특허 출원들은 인용에 의하여 그 전체가 본 명세서에 편입된다.
일반적으로, 본 발명의 실시예들은 조명 시스템에 관한 것이다. 특히, 상기 실시예들은 이동식 조명 장치의 디자인 또는 용도에 관한 것이다.
지금까지 이동식 조명들은 상대적으로 그들의 작동에 악영향을 주지 않고 다른 구성을 수용하는 능력에 있어서 상당한 결함이 있었다. 많은 조명들이 채용하기 곤란하고 복잡한 디자인을 갖고 있으며, 특정 환경에서 용도가 제한되었다. 다른 유형의 조명들은 크기가 다소 제한되고, 이는 특정 공간에서 이용가능한 빛의 양을 제한하였다. 다른 디자인에서, 너무 큰 조명은 이동가능성에 장애가 되었다. 과거의 특정한 가요성 디자인은 광섬유 케이블의 단부에 단일 광원을 필요로 하였으며, 적절하게 작동하기 위하여 엘리먼트 간의 정확한 배향을 필요로 하였다. 다른 조명들은 가방이나 조명하고자 하는 다양한 표면에 용이하게 부착할 수 없었다. 종종 이러한 이동식 조명에 필요한 에너지는 제한적이며, 빈번히 교체하여야 하는 배터리를 필요로 하거나, 이동가능성을 저해하는 대형 전원과 함께 사용되었다. 유기 발광 다이오드(OLED)가 개발되었으나, 상용 제품에는 현격하게 응용되지 않았다. 종종 OLED는 실험실 관심사 정도로 간주되었다.
광원으로서의 OLED가 이전에 공개되었지만, 본 명세서에 개시된 발명 및 교시에 미치지 못한다. 폰 맘(von Malm) 등의 발명자가 "조명 장치, 조명 기구 및 디스플레이 장치"란 명칭으로 2009년 4월 16일자로 공개한 미국 특허 공개번호 제2009/0097234호가 일예이다. 상기 폰 맘의 공개특허는 OLED에 부가하여 소정의 반사 특징부를 포함하는 특수한 장치에 관한 것이다. 폰 맘은 전원으로 OLED가 작동하지 않는 경우에서 반사 특징부를 언급하고 있으므로, 본 명세서에 설명되고 청구된 발명을 개시한 것은 아니다.
예를 들어, 도 6과 관련하여, 배터리를 전원으로 사용하는 것으로 폰 맘이 언급한 OLED는 배터리가 어떠한 특징을 가져야 하는지, 또는 본 명세서에 개시된 방식으로 또는 조합으로서 사용되어야 하는지를 암시하지 않았다. 폰 맘은 상기 배터리의 프로파일이 낮고, 경량이며, 고효율이고, 교체하지 않고 수개월 동안 작동할 수 있을 만큼 전력이 충분한지의 여부에 대해 개시하지 않았다. 또한, 폰 맘은 시스템이 빛을 발생시킬 필요가 있을 때만 작동할 수 있도록 하는 스위치를 개시하지 않았다. 또한, 폰 맘은 전체 장치가 필요에 따라 제거 및 재부착될 수 있으며 그것이 발명의 실시예의 장점이 될 수 있다는 것을 개시하지 않았다. 본 발명의 실시예의 이러한 이동가능성의 장점은, 의복을 세탁하는 경우 또는 조명이 달리 필요하지 않은 경우, 조명 장치를 제거할 수 있도록 한다.
더욱이, 폰 맘이 언급한 배터리 전원의 경우, OLED가 부착되는 물체와 일체인 것으로 보여진다. 예를 들어, 폰 맘의 도 5를 참조하면, 백의 고정 요소가 배터리를 수용하고 있다. 마찬가지로, 도 6과 관련하여, 도시된 의복은 OLED의 전원을 독립적으로 가지고 있는 것으로 설명되었다. 이는 스위치, 배터리 및 OLED가 제거가능하게 부착될 수 있는 물체로부터 완전히 제거될 수 있는 것으로 설명된 본 발명의 실시예와 상이하다. 따라서, 폰 맘의 장치는 본 명세서에 개시된 본 발명의 분리가능성 또는 단일성을 갖지 않는다. 본 발명의 실시예의 다른 특성은 빛을 생산하는 데 필요한 모든 요소의 이동가능성이다. 이는 폰 맘이 개시한 것보다 훨씬 더 다용도의 시스템을 제공한다.
실시예들은 유기 발광 다이오드(OLED), OLED에 연결된 배터리, 및 상기 배터리와 OLED 사이에 전기적으로 연결된 스위치를 포함하는 장치를 제공하고, 상기 스위치는 OLED를 제어하거나 온 위치와 오프 위치로 전환할 수 있다. 또한, 상기 장치는 OLED 소재에 의해 방출되는 빛이 조명되는 영역에 인접한 표면에 상기 OLED 소재를 제거가능하게 고정하는 패스너를 포함할 수 있다. 상기 배터리는 교체 및 재충전 중 적어도 하나를 위해 상기 장치로부터 제거가능할 수 있다. 상기 장치는 이동식일 수 있고, 응용 분야들에서 뿐만 아니라 다른 응용 분야에서의 사용을 위해 하나의 유닛으로서 이동될 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예들은 OLED의 표면에 고정될 수 있는 고정 메커니즘을 포함하며, 상기 고정 메커니즘은 OLED 소재에 의해 조명되는 영역에 인접한 표면에 OLED가 제거가능하게 고정될 수 있도록 한다. 본 실시예의 일부는 상기 OLED에 전기적으로 연결된 스위치와 함께 상기 고정 메커니즘에 부착될 수 있는 배터리 구획(battery compartment)을 포함할 수 있다. 상기 스위치는 배터리 구획, OLED 및 고정 메커니즘과 일체로 이루어질 수 있으며, 원하는 표면에 한번 부착되면, 상기 스위치는 배터리로부터 OLED로의 전력을 제어할 수 있다.
실시예들은 조명 픽스쳐(light fixture)를 설치하기 위한 키트(kit)를 포함할 수 있으며, 상기 키트는 OLED, 배터리, 스위치 및 고정 메커니즘을 포함할 수 있다. 예시적인 고정 메커니즘은 후크 및 루프 패스너, 스냅 패스너, 및/또는 접착제를 포함할 수 있다.
실시예들은 다양한 유형의 장비를 포함할 수 있으며, 특히, 야간에 도로, 고속도로 및 기타 공공 장소에서 사용되는 장비를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자전거는 특별히 디자인된 OLED 조명 장치가 부착될 수 있는 많은 표면들을 갖고 있다. 상기 OLED 조명 장치는 OLED 소재, 경량이면서 낮은 프로파일의 배터리, 상기 배터리와 OLED 소재를 전기적으로 연결하는 스위치, 및 자전거의 외부 표면에 상기 조명 장치를 제거가능하게 고정하는 패스너를 포함할 수 있다. 상기 스위치는 OLED 소재를 온 위치와 오프 위치로 작동시킬 수 있고, 상기 배터리는 교체 또는 재충전을 위해 상기 조명 장치로부터 제거가능할 수 있다. 전체 장치는 자전거의 정상적인 작동을 실질적으로 방해하지 않도록 하는 크기와 중량을 가질 수 있다.
또한, 실시예들은, 특히 야간에, 의복의 가시성을 향상시키기 위해 의복에 OLED 조명 장치를 부착하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 상기 조명 장치는 OLED 소재, 상기 OLED 소재에 연결되고 상대적으로 경량이면서 바람직하게 낮은 프로파일의 배터리, 상기 배터리와 OLED 소재 간에 전기적으로 연결된 스위치, 및 의복의 외부 표면에 상기 조명 장치를 제거가능하게 고정하는 패스너를 포함할 수 있다. 상기 스위치는 OLED 소재를 온 위치와 오프 위치로 작동시킬 수 있고, 상기 배터리는 교체 또는 재충전을 위해 상기 조명 장치로부터 제거가능할 수 있다. 바람직하게, 상기 조명 장치는 충분히 유연하며, 의복의 구성에 부합하는 프로파일을 갖고, 사용자의 활동을 실질적으로 방해하지 않도록 하는 크기와 중량을 갖는다. 상기 조명 장치는 야간에 고속도로에 있는 사용자가 착용할 수 있으며, 다가오는 차량이 보다 용이하게 볼 수 있도록 한다. 야간에, 이 장치를 착용한 소방관, 경찰관, 고속도로 노동자, 자전거 운전자, 조깅하는 사람 등은 착용자에게 거의 또는 전혀 해가되지 않는 OLED 광에 의해 보다 용이하게 눈에 띌 수 있다. 빛은 다가오는 차량에 위험 또는 경고를 나타내기 위해 적색과 같은 다양한 색상일 수 있다.
또한, 다른 응용 분야는 가정 또는 사무실의 책장, 옷장, 서랍장 등과 같은 다양한 인클로져(enclosure)용 조명일 수 있다. 조명 장치는 예를 들어 옷장 내부의 조명을 위해 비춰지는 영역에 노출되는 외부 표면을 가진 구조에 부착될 수 있다. 상술한 바와 같이, 조명 장치는 OLED 소재, 상기 OLED 소재에 연결된 배터리와 같은 저전압 전원, 상기 전원과 OLED 소재 간에 전기적으로 연결된 스위치, 및 옷장 구조의 외부 표면에 상기 조명 장치를 제거가능하게 고정하는 패스너를 포함할 수 있다. 스위치는 OLED 소재를 온(on) 및 오프(off) 위치 사이로 전환하도록(toggle) 작동될 수 있으며, 상기 배터리는 교체 및 재충전 중 적어도 하나를 위해 조명 장치로부터 제거가능할 수 있다.
아울러, 실시예들은 가방, 서류 가방, 손가방(pocketbook), 또는 내부 표면과 그 내부 표면에 부착되어 내부 공간을 조명하기 위한 조명 장치를 갖춘 컨테이너 등을 포함할 수 있다. 이러한 환경 또는 다른 환경에서, OLED 조명 장치의 배터리와 스위치는 상기 배터리와 스위치에 대한 접근을 허용하는 가동부를 구비한 하우징 내에 봉입될 수 있다.
또한, 실시예들은 활성화 이벤트가 무선으로 탐지되거나 하드 와이어드 커넥션을 통해 탐지되고, 상기 활성화 이벤트에 응답하여 배터리로부터 OLED 소재로 전력이 공급되는 방법을 포함할 수 있다. 상기 OLED 조명 장치는 일 표면에 제거가능하게 고정될 수 있고, 상기 배터리는 OLED 조명 장치에 제거가능하게 연결될 수 있다. 무선 연결에 있어서, 전원의 활성화는 라디오 주파수, 오디오 주파수, 적외선 또는 다른 광 주파수를 통해 이루어질 수 있다. 이 시스템에 의하면, 활성화 장치가 OLED 조명 장치 자체로부터 더 원격으로 위치될 수 있다.
또한, 실시예들은 유기 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드에 연결된 배터리, 상기 배터리와 유기 발광 다이오드 간에 전기적으로 연결되며, 상기 유기 발광 다이오드를 온 위치와 오프 위치로 전환하는 스위치, 빛이 비춰지는 영역 내의 표면에 상기 유기 발광 다이오드를 제거가능하게 고정하는 패스너를 포함하는 장치를 포함한다. 상기 배터리는 교체 및 재충전 중 적어도 하나를 위해 상기 장치로부터 제거가능할 수 있다. 또한, 상기 장치는 배터리를 위한 홀더를 포함할 수 있으며, 상기 배터리는 유기 발광 다이오드에 2 내지 10 볼트 범위의 전압을 제공하고, 상기 유기 발광 다이오드는 가요성이다.
또한, 실시예들은, 유기 발광 다이오드의 표면에 고정 메커니즘을 부착하는 단계, 상기 유기 발광 다이오드를 조명하고자 하는 목표 조명 영역의 표면에 고정하는 단계, 상기 유기 발광 다이오드에 연결된 스위치에 배터리를 제거가능하게 연결하는 단계를 포함하고, 상기 스위치는 유기 발광 다이오드를 온 위치와 오프 위치로 전환하는 방법을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 고정 메커니즘은 박리형 스트립으로 덮힌 접착제일 수 있으며, 이 경우, 상기 방법은 조명하고자 하는 영역의 표면과의 결합을 위해 접착제가 노출되도록 박리형 스트립을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 고정 메커니즘은 후크 및 루프 패스너일 수 있고, 상기 후크 및 루프 패스너의 한 부분은 조명하고자 하는 영역의 표면에 부착될 수 있으며, 대응 부분은 조립체의 표면에 부착될 수 있다. 다른 실시예에서, 배터리, 스위치 및 유기 발광 다이오드는 후크 및 루프 패스너의 상기 대응 부분에 고정될 수 있다.
또한, 실시예들은 광 픽스쳐를 설치하기 위한 키트를 포함할 수 있다. 이 키트는 유기 발광 다이오드, 배터리, 스위치 및 고정 메커니즘을 포함할 수 있다. 상기 배터리는 재충전식일 수 있으며, 상기 키트는 이동식 태양 전지 재충전기를 포함할 수 있다. 상기 고정 메커니즘은 후크 및 루프 패스너 및/또는 접착제를 포함할 수 있고, 상기 배터리, 스위치 및 유기 발광 다이오드에 적어도 부분적으로 부착될 수 있다.
또한, 실시예들은 외부 표면을 가진 자전거 부품과, 시트, 림 또는 핸들바와 같은 자전거 부품의 외부 표면에 연결되어 상기 자전거 부품의 가시성을 높이는 조명 장치를 포함할 수 있다. 상기 조명 장치는 가요성 유기 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드에 연결된 배터리, 자전거 운전자에 의해 수동으로 작동될 수 있고, 상기 배터리와 유기 발광 다이오드 간에 전기적으로 연결된 스위치, 상기 자전거 부품의 외부 표면에 상기 조명 장치를 제거가능하게 고정하는 패스너를 포함할 수 있다. 상기 스위치는 유기 발광 다이오드를 온 위치와 오프 위치로 전환하는 역할을 더 할 수 있고, 상기 배터리는 교체 및 재충전 중 적어도 하나를 위해 상기 조명 장치로부터 제거가능할 수 있다.
또한, 실시예들은 셔츠와 같은 의복과, 상기 의복의 외부 표면에 연결되어 상기 의복의 가시성을 높이는 조명 장치를 포함한다. 실시예들에서, 상기 조명 장치는 유기 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드에 연결된 배터리, 상기 배터리와 유기 발광 다이오드 간에 전기적으로 연결된 스위치, 상기 의복의 외부 표면에 상기 조명 장치를 제거가능하게 고정하는 패스너를 포함할 수 있으며, 상기 스위치는 유기 발광 다이오드를 온 위치와 오프 위치로 전환할 수 있고, 상기 배터리는 교체 및 재충전 중 적어도 하나를 위해 상기 조명 장치로부터 제거가능할 수 있다. 실시예들에서, 상기 스위치는 의복 착용자에 의해 수동으로 작동될 수 있고, 상기 유기 발광 다이오드는 가요성일 수 있다.
또한, 실시예들은 선반, 벽체 및 외부 표면을 포함하는 옷장 구조와, 상기 옷장 구조의 외부 표면에 연결된 조명 장치를 포함할 수 있고, 상기 조명 장치는 옷장의 내부를 조명하는 역할을 할 수 있다. 상기 조명 장치는 유기 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드에 연결된 배터리, 상기 배터리와 유기 발광 다이오드 간에 전기적으로 연결된 스위치, 상기 옷장 구조의 외부 표면에 상기 조명 장치를 제거가능하게 고정하는 패스너를 포함할 수 있다. 상기 스위치는 유기 발광 다이오드를 온 위치와 오프 위치로 전환하고, 옷장 도어에 의해 수동으로 작동되도록 구성될 수 있다. 상기 배터리는 충전시 및/또는 교체를 위해 상기 조명 장치로부터 제거될 수 있다.
또한, 실시예들은 컨테이너와, 컨테이너를 조명하기 위해 컨테이너의 내부 표면에 결합된 조명 장치를 포함할 수 있다. 상기 조명 장치는 가요성 유기 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드에 연결된 배터리, 상기 배터리와 유기 발광 다이오드 간에 전기적으로 연결된 스위치를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 패스너는 상기 컨테이너의 내부 표면에 상기 조명 장치를 제거가능하게 고정하는 역할을 할 수 있고, 상기 스위치는 유기 발광 다이오드를 온 위치와 오프 위치로 전환하는 역할을 할 수 있다. 스위치는 컨테이너의 힌지식 부분에 의해 수동으로 작동될 수 있다. 실시예들에서, 상기 배터리는 적어도 교체 및/또는 충전을 위해 상기 조명 장치로부터 제거가능할 수 있고, 상기 컨테이너는 가방, 서류 가방 및 손가방 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 실시예들은 활성화 이벤트를 탐지하는 단계, 상기 활성화 이벤트에 응답하여 배터리로부터 유기 발광 다이오드에 전력을 공급하는 단계를 포함하며, 상기 유기 발광 다이오드는 일 표면에 제거가능하게 고정될 수 있고, 상기 배터리는 유기 발광 다이오드에 제거가능하게 연결될 수 있다. 상기 활성화 이벤트는 사용자에 의한 스위치 가압, 도어 개방 및 컨테이너 개방 중 적어도 하나일 수 있고, 상기 컨테이너는 가방, 서류 가방 및 손가방 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 방법은 비활성화 이벤트를 탐지하는 단계 및 상기 비활성화 이벤트에 응답하여 유기 발광 다이오드로부터 전력을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 비활성화 이벤트는 사용자에 의한 스위치 가압, 도어 폐쇄 및 컨테이너 폐쇄 중 적어도 하나에 대응할 수 있다.
본 발명의 실시예의 다양한 장점은 첨부도면을 참조하여 하기된 상세한 설명 및 특허청구범위로부터 명료해질 것이다.
도 1은 일 실시예에 따라 가방에 부착된 가요성 조명의 예를 도시한 사시도이고,
도 2는 일 실시예에 따라 배터리, 스위치 및 OLED 소재의 예를 도시한 개략도이며,
도 2a는 도 2의 2a-2a선을 따라 취한 단면도이고,
도 3은 일 실시예에 따라 OLED 소재 구성의 예를 도시한 분해도이며,
도 4는 일 실시예에 따라 후크 및 루프 패스너에 부착된 OLED 소재의 예를 도시한 분해도이고,
도 5는 일 실시예에 따라 홀과 전자를 나타내고 있는 OLED 소재의 예를 도시한 개략도이며,
도 6은 일 실시예에 따라 스위치와 배터리를 포함하는 파워 유닛의 예를 도시한 단면도이고,
도 7은 일 실시예에 따라 후크 및 루프 패스너의 예를 도시한 분해단면도이며,
도 8은 일 실시예에 따라 OLED 조명 장치를 구비한 자전거 시트의 예를 도시한 사시도이고,
도 9는 일 실시예에 따라 조명 장치를 구비한 자전거 핸들바의 예를 도시한 사시도이며,
도 10은 일 실시예 따라 OLED 소재 조명이 구비된 자전거 바퀴의 측면도이고,
도 1OA는 도 10의 10a-10a선을 따라 취한 단면도이며,
도 11은 일 실시예에 따라 의복에 OLED 조명 장치를 갖춘 자전거 운전자의 예를 도시한 측면도이고,
도 11a는 도 11의 일부를 도시한 확대도이며,
도 11b는 도 11a의 OLED 조명 장치의 측면도이고,
도 12는 일 실시예에 따라 OLED 조명 장치와 자동 스위치를 구비한 옷장의 예를 도시한 사시도이며,
도 12a는 도 12의 스위치를 도시한 확대도이고,
도 12b는 일 실시예에 따라 감광성 스위치에 의해 작동되는 OLED 조명 장치의 측면도이며,
도 13은 일 실시예에 따라 조명 회로의 예를 도시한 개략도이고,
도 14는 일 실시예에 따라 능동 매트릭스형 OLED 장치의 예를 도시한 개략도이다.
특수하게 응용된 이동식 조명 장치의 일 예가 도 1에 도시되어 있으며, 백색광의 가요성 OLED 조명 장치(44)가 가방(10)의 내부에 부착된다. 도시된 가요성 OLED 조명 장치(44)는 OLED 소재 스트립(46), 부착 메커니즘, 스위치(48) 및 배터리(50) 또는 다른 전원을 포함한다. 도시된 실시예는 백색광으로 설명되었으나, 특수한 용도에 부합하는 임의의 색상 또는 색상들을 사용할 수 있다. 어떤 경우, 예를 들어, 밝은 빛이 장애가 될 수 있는 경우에는, 야간에 눈에 띄지 않게 서랍장, 선반, 백 또는 케이스 내부를 충분히 조명할 수 있는 적색광 또는 녹색광을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
일 실시예에서의 스위치(48)는 사용자가 그 외표면을 눌러 점등한 다음 다시 소등할 수 있도록 하는 압력 스위치일 수 있다. 터치 스위치, 토글 스위치 등 다른 유형의 스위치가 사용될 수 있다. 상기 스위치(48)는 가방이 열렸을 때 자동으로 점등하도록 하는 센서를 포함할 수 있다. 이러한 스위치는 공지되어 있으며, 가방 또는 서류 가방이 열렸을 때 점등되고 닫혔을 때 소등되도록 작동하는 광 센서 또는 기계식으로 작동되는 장치를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 스위치(48)는 사용자가 가방을 조명하고자 하는 경우에만 조명을 작동시키도록 수동으로 작동된다. 도시된 스위치(48)는 배터리(50)와 OLED 소재 스트립(46) 사이에 전기적으로 연결되어 있으나, OLED 소재로의 전력을 제어하는 회로 내에 있는 한 어느 위치에도 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 스위치는 배터리(50)와 OLED 소재 스트립(46)으로부터 원격지에 위치할 수 있다.
도 13은 스위치(48)를 통한 활성화 이벤트의 탐지에 응답하여 배터리(50)로부터의 전력이 OLED 소재(49)에 공급되는 조명 시스템 회로의 전기적 개략도를 도시하고 있다. 따라서, 활성화 이벤트는 사용자에 의한 스위치(48)의 가압, 도어 개방 또는 서류 가방 같은 컨테이너의 개방에 해당할 수 있다. 마찬가지로, 비활성화 이벤트는 사용자에 의한 스위치(48)의 가압(또는 스위치 구조에 따라 해제), 도어 폐쇄 또는 서류 가방 같은 컨테이너의 폐쇄에 해당할 수 있다. 또한, 상기 회로는 하나 또는 그 이상의 전류 제한 레지스터(51)와, 임피던스 매칭, 보다 안정화된 작동, 피드백 등을 제공하기 위한 기타 수동 또는 능동 구성요소를 포함할 수 있다. OLED 소재(49)는 단일 다이오드 구조, 또는 각각의 다이오드가 어레이의 픽셀을 나타내는 어레이 구조를 가질 수 있다. 도 14는 능동 매트릭스형 OLED 소재 어레이의 일부를 도시한 회로도이다. 도시된 예에서, 회로는 스위칭 TFT(박막 트랜지스터)(53), 스토리지 커패시터(55), 구동 TFT(57) 및 OLED(59)를 포함한다. 아울러, 회로는 신호 라인(61), 스캔 라인(63), 전력 공급 라인(65), 커패시터 라인(67) 및 공용 라인(69)을 포함할 수 있다.
도시된 스위칭 TFT(53)의 게이트와 소스는 각각 스캔 라인(63)과 신호 라인(61)에 연결된다. 스위칭 TFT(53)의 드레인은 스토리지 커패시터(55)에 연결될 수 있다. 스위칭 TFT(53)의 상태를 제어하기 위해 스캔 라인(63)을 통해 스캔 신호가 제공될 수 있다. 도시된 스위칭 TFT(53)가 전도 상태인 경우(또는 점등), 신호 라인(61)의 로직 신호가 노드(A)로 전송된다. 또한, 스토리지 커패시터(55)의 다른 터미널은 커패시터 라인(67)에 연결된다. 일반적으로, OLED 소재 어레이의 모든 픽셀 유닛의 모든 커패시터 라인(67)은 공통적으로 연결될 수 있다. 노드(A)에서의 로직 신호는 구동 TFT(57)의 게이트에 연결될 수 있으며, 구동 TFT(57)의 소스와 드레인은 각각 전력 공급 라인(65)과 OLED(59)의 아노드에 연결될 수 있다. 도시된 OLED(59)의 케소드는 공용 라인(69)에 연결된다. 노드(A)에서의 로직 신호가 구동 TFT(57)를 점등하면, 전력 공급 라인(65)으로부터 구동 TFT(57), OLED(59), 공용 라인(69)까지의 패스(path)가 루프를 형성하게 되어, OLED(59)는 빛을 방출하게 된다. 구동 TFT(57)가 전도 상태가 아닌 경우(또는 소등)에는, OLED(59)는 빛을 방출하지 않을 것이다. 아울러, 일반적으로, OLED 어레이의 모든 픽셀 유닛의 모든 전력 공급 라인(65)과 공용 라인(69)은 함께 연결될 수 있으며, 상기 전력 공급 라인(65)은 양압에 연결되고, 상기 공용 라인(69)은 접지된다. 수동 매트릭스형 OLED 어레이 구조와 같은 다른 구동 방식도 사용될 수 있다.
도 3은 케소드(70)와 아노드(76) 사이에 발광층(72)과 전도층(74)이 배치된 OLED 소재(52)의 예를 도시한 분해도이다. 상기 발광층(72)과 전도층(74)은 유기 분자 또는 고분자를 포함할 수 있으며, 상기 소재(52)는 기판(78)에 연결될 수 있다.
이하, 도 1과 도 2를 다시 참조하면, 조명 시스템(44)은 도 2의 확대도로 도시한 바와 같이 OLED 소재 스트립(46), 수동 스위치(48) 및 배터리(50)를 포함한다. OLED 소재 스트립(46)은 케이스(10)의 바닥부(14)의 후방 벽체(22)의 내부 표면에 제거가능하게 부착될 수 있다. 바닥부(14)의 상방 벽체(18)는 후방 벽체(22)에 대향하며, 대향하고 있는 측벽(16,20)에 의해 그와 연결된다. 도시된 스위치(48)와 배터리(50)는 측벽(20)의 내부 표면에 위치될 수 있고, 도시된 바와 같이 OLED 소재 스트립(46)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 케이스(10)는 상방 벽체(38), 대향하는 하방 벽체(42), 및 도시된 바와 같이 상기 상방 벽체와 하방 벽체를 연결하는 대향하는 2개의 측벽(36,40)을 규정하는 상부(12)를 포함할 수 있다. 상기 바닥부(14)와 상부(12)의 길이와 폭 치수는, 닫혔을 때, 이러한 유형의 케이스에 대하여 공지된 바와 같이 엣지가 상보적으로 결합될 수 있도록, 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 상부와 바닥부는 서로 다른 깊이를 가질 수 있다. 폐쇄 위치의 케이스를 운반하기 위한 핸들(24)이 바닥부(14)의 상방 벽체(18) 상에 위치될 수 있다.
도 2 및 도 2a에 도시된 바와 같이, OLED 소재 스트립(46), 스위치(48) 및 배터리(50)의 배면들은 백(10)의 내부 표면에 OLED 조명 장치(44)를 부착하기 위한 후크 및 루프 패스너의 일부를 가질 수 있다. 후크 및 루프 패스너의 루프부(114)는 상기 루프부가 대응하는 후크부와의 결합을 위해 노출된 상태로 후방 벽체(22)에 고정된다. 마찬가지로, 후크 및 루프 패스너의 대응하는 후크부(108)는 OLED 소재 스트립(46)의 배면에 고정된다. 상기 후크부는 실질적으로 OLED 소재 스트립(46)의 전체 길이만큼 연장될 수 있다. 이는 후크부가 표면(22)으로부터 부주의하게 박리되지 않도록, 또는 케이스(10)의 내용물과 간섭하지 않도록 보장한다. 또한, 도시된 스위치(48)와 배터리(50)도 케이스(10)의 표면(20)에 고정된 대응하는 루프부와 상호작용하는 후크부를 자신의 배면에 갖는다. 이러한 방식으로, 상기 조명 장치는 더 큰 공간을 차지하지 않으면서, 케이스(10)의 내부 표면에 제거가능하게 부착될 수 있다. OLED 소재 스트립(46) 및 스위치(48)의 깊이 치수는 10㎜ 미만일 수 있다. 상기 배터리는 상대적으로 얇을 뿐만 아니라 22㎜의 직경과 3.2㎜의 두께를 가질 수 있다. 배터리 홀더도 마찬가지로 얇고, 약 6㎜의 두께와 약 28㎜의 직경을 가질 수 있다. 배터리와 스위치의 크기가 10배 더 커질 수 있으며, 여전히 본 발명의 장점을 가질 수 있다. OLED 소재 스트립의 두께가 10배 또는 그 이상일 수 있으며, 여전히 본 발명의 장점을 가질 수 있다. 배터리의 중량은 약 2.9g이며, 1.5g 미만 내지 약 1Og 또는 그 이상의 범위를 가질 수 있다. 홀더의 중량은 약 1.7g일 수 있으며, 0.95g 내지 2.5g 및 그 이상의 범위를 가질 수 있다. 스위치의 중량은 약 3.2g일 수 있으며, 2.0g 내지 1Og 및 그 이상의 범위를 가질 수 있다. OLED의 중량은 약 0.25g/㎠이며, O.lg/㎠ 내지 0.5g/㎠ 또는 그 이상의 범위를 가질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, OLED 소재 스트립(46)은 폭이 약 2.5cm이고 길이가 약 15cm일 수 있으며, 이에 따라 대부분의 서류 가방, 여행 가방 및 손가방에 용이하게 부착될 수 있다. 상기 OLED 소재 스트립(46)은 두께가 약 2㎜일 수 있으나, OLED 소재 스트립을 구성하는 소재의 층에 따라 약 10㎜ 및 그 이상의 깊이 치수를 가질 수 있다. 이러한 크기는 장치가 작동되었을 때 도시된 바와 같은 가방에 대하여 충분한 빛을 제공할 수 있도록 한다. 일 실시예에서, 바람직하게, 상기 배터리는 현저한 성능저하 없이 약 600 시간 동안 OLED 소재 스트립을 작동하기에 충분한 전력을 제공해야 한다. 일 실시예에서, 15 ㏐/W 내지 50 ㏐/W 범위의 빛이 제공되어야 한다. 빛은 10 ㏐/W 정도로 낮을 수 있고, 100 ㏐/W 정도로 높을 수 있다.
접촉식 스위치가 실시예들의 다른 요소와 함께 사용될 수 있다. 무게와 크기가 중요시되는 경우에서의 사용을 위해, 스위치와 배터리는 모두 상대적으로 소형이거나 공칭 중량을 가져야 한다. 예를 들어, 도시된 바와 같은 스위치는 5O㎃, 12VDC 정격으로 단투 접촉 구성을 가진 2.5㎜ 높이의 접촉식 스위치이다. 막 접촉식 스위치, 토글 스위치, 광 스위치, 로커(rocker) 스위치, 암호화된 DIP 스위치, 터치 스위치, 스냅 작동식 스위치와 같은 다른 스위치가 사용될 수 있다. 터치 스위치는 예를 들어 인간의 손가락 터치에 의해 유발되는 저항 또는 커패시턴스의 변화에 의존하는 유형의 커패시턴스 스위치 또는 저항 스위치일 수 있다. 이러한 스위치는 장치가 사용될 환경에 적합한 크기 사양 뿐만 아니라 전자적 필수요건을 준수하도록 다양한 크기로 제공된다. 터치 스위치의 장점은 작동을 방해할 수 있는 먼지나 다른 파편을 피하도록 밀봉될 수 있다는 것을 포함한다. 터치 스위치가 바람직하지만, 다른 유형의 스위치가 전술한 바와 같이 사용될 수 있다.
본 실시예의 배터리(50)는 재충전식일 수 있으며, 필요에 따라 가방에서 분리하여 충전될 수 있다. 이러한 목적으로 사용될 수 있는 배터리는 니켈 카드뮴, 니켈 금속 수소화물, 또는 방전되면 재충전할 수 있는 임의의 다른 배터리를 포함한다. 알칼리 배터리 및 비충전식 리튬 배터리와 같은 비충전식 배터리도 사용될 수 있다. 바람직하게, 상기 배터리는 가방의 내부에 소정의 광량을 생성하도록 OLED 소재와 부합되어야 한다.
OLED는 적은 전력을 필요로 하지만, 허용가능한 수준의 빛을 생성하기 위해 전류가 필요하다. 도 5에는 OLED 소재의 동작을 설명하기 위해 그 구조가 도시되어 있다. 기판(88) 상에, 전도층(84)과 발광층(82)을 도시된 바와 같이 결합하도록 아노드(86)와 캐소드(80)가 배열된다. 아노드(86)와 캐소드(80) 사이에 적절한 전압이 설정되면, 전류가 그들 사이로 흐르게 된다. 이로써 발광층(82)에는 전자(83)가 제공되고, 전도층(84)으로부터는 전자가 제거된다. 그 결과, 전자가 제거된 전도층(84)에는 홀이 생성되며, 상기 홀은 결국 채워져야만 한다. 상기 홀(85)이 발광층(82)으로 점프하여 전자와 재결합하면, 빛 형태의 에너지가 생성된다. 이러한 구조에 의해, 낮은 전력 수요로 빛을 발산하는 극히 얇은 소재가 제조될 수 있다.
OLED는 전력을 많이 필요하지 않으므로, 배터리가 약 3 내지 6 볼트 범위, 바람직하게는 3.6 내지 4.8 볼트 범위에서 작동할 수 있다. 예를 들어, OLED 소자를 작동시키기 위한 배터리는 일반적으로 이용가능한 CR2032 버튼형 배터리일 수 있다. OLED를 손상시키지 않고 소정의 광량을 제공하도록 OLED 내에 전류를 생성하기에 충분한 전압을 생산하는 한 임의의 배터리도 충분하다. 상기 배터리는 교체 또는 재충전이 필요하기 전에 적당한 시간 동안 지속되는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 설명된 용도를 위해, 상기 배터리는 필요한 공간을 최소화하도록 상대적으로 소형이며 얇아야 한다.
배터리의 교체 또는 재충전이 필요하기 전에, 시간이 지남에 따라 일부 성능저하가 발생할 수 있다. 약 2000㎟의 장치는 130시간 동안 충분한 수준의 빛을 제공하여야 한다. 배터리가 처음 설치되어 작동되면, 약 4㎃의 전류를 제공하여야 한다. 80시간을 사용한 후, 전류는 약 1.1㎃ 이상이어야 한다. 130시간을 사용한 후, 전류는 40㎂로 떨어질 수 있으나, 이는 여전히 의도한 용도에 충분한 빛을 제공할 것이다. 이 경우, 3.6 볼트 배터리는 기준을 충족해야 한다. 일반 램프가 하루에 3시간씩 작동되므로, 재충전이 필요하기 전까지 1.1㎃에서 26일 동안 작동될 수 있다. OLED 장치가 한 번에 수 분 동안 작동되는 서류 가방, 손가방 등과 함께 사용된다면, 배터리는 재충전 또는 교체되기 전까지 수개월 동안 지속될 수 있다.
배터리의 재충전을 위하여, 본 발명에 사용된 배터리와 호환되는 한 통상의 재충전 장치가 사용될 수 있다. 특히, 배터리는 매우 적은 전력을 사용하기 때문에, 방전된 배터리를 재충전하기 위해 태양광 충전기가 사용될 수 있다. 상대적으로 소형인 태양광 충전 장치는 수시간 이내에, 약 4시간 또는 그 이내에 3 볼트 배터리를 충전하기에 충분한 능력을 갖고 있다. 상대적으로 소형인 이동식 태양광 충전기는 내장 배터리를 재충전하기 위해 태양광에 의존한다. 상기 태양광 충전기는, 상기 OLED 조명 장치와 함께 사용하기 위한 장치를 충전하는 통상의 방식으로 OLED 배터리에 간단히 연결된다. 다양한 디자인의 많은 태양광 패널이 이 목적을 위해 채용될 수 있다. 그러한 장치중 하나는 3개의 확장가능한 태양광 패널과 충전 케이블의 선단을 수용하기 위한 리셉터클을 포함하는 Solio® 하이브리드 태양광 충전기™이다. 상기 Solio® 장치는 3.7 볼트, 1,650mAh의 재충전식 리튬 이온 배터리를 포함한다. 정격 출력은 1.5 내지 5.5 W이다. 패널들은 0.85W의 최대 출력을 생성할 수 있다.
이 경우의 OLED 소재는 적어도 5층으로 구성되어 있지만, 더 많은 수를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, OLED는 기판, 아노드, 발광층, 도전층 및 캐소드로 구성된다. 전압이 아노드와 캐소드에 걸쳐 인가되면, OLED 소재 스트립의 전체 길이에서 빛이 방출되도록 하는 전류가 생성된다. "백색광 유기 발광 다이오드 (OLED) 및 그 제조"란 명칭으로 2008년 11월 18일자로 등록된 죠(Jou)와 썬(Sun)의 미국 특허번호 제7,453,200호(이하, '200 특허라 칭함)는 본 발명의 구성요소로서 사용될 수 있는 다층 장치를 개시하고 있으며, 그 전체가 본 명세서에 통합된다. '200 특허의 도 1은 6층 OLED를 도시하고 있으며, 도 2에는 하나 또는 그 이상의 실시예에서 구현될 수 있는 5층 장치가 도시되어 있다. 이 구조들은 모두 본 명세서에 설명된 목적을 위해 충분하다. 구조가 가요성이고, 배터리로 작동될 수 있으며, 제거가능한 장치로서 다른 구성요소와 함께 제조될 수 있다면, 본 명세서에 설명된 발명의 실시예에 적합할 것이다. 그러나, 본 발명의 실시예를 활용하는 다양한 응용분야에서, 실질적으로 강성의 장치가 사용될 수 있다.
상기 장치가 가요성이든 아니든, OLED 구조를 위해 사용되는 기판 주위를 적어도 부분적으로 감싼다. 본 명세서에 설명된 발명의 특정 실시예에 있어서, 특히 가요성 재료로 이루어진 기판을 필요로 하는 가요성 구성요소를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 스테인레스 강판 또는 호일 및 일부 플라스틱처럼 유연하지 않은 초박형 유리 시트가 다양한 용도에 충분할 것이다. PET 및 PEN 폴리에스테르 필름과 같이 매우 유연한 플라스틱이 바람직하다. 얇은 알루미늄 호일로 적층되거나 또는 그 위에 코팅되는 플라스틱과 같이 재료의 조합이 또한 사용될 수 있다.
상기 가요성 OLED 소재는 다양한 크기와 모양으로 활용될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 OLED 소재는 약 20인치의 길이와 약 1인치의 폭을 가진 스트립 형태이다. 상기 OLED 소재 스트립은, 장치로부터 방출되는 빛으로 공간을 커버하기 위해 사용자가 필요로 하는 정도에 따라, 더 길거나, 더 짧거나, 더 넓거나, 더 좁을 수 있다. OLED가 부착될 수 있는 표면이 손가방이나 부드러운 여행가방(luggage)과 같이 강성이 없을 수 있으므로, 가요성은 상기 OLED 소재 스트립이 표면과 일치될 수 있도록 하여 장치에 필요한 공간을 최소화할 수 있도록 한다.
도 4는, 도 7에 도시된 바와 같은 후크 및 루프 패스너의 일부인 가요성 후크 소재 스트립(60)에 접착제층(58)으로 접착된 OLED 소재(56)의 배면을 포함할 수 있는 조명 장치의 제 1 부분(54)을 도시하고 있다. 상기 패스너의 대응 루프부(62)는 가방 또는 다른 백의 노출된 표면에 상기 대응 루프부를 고정하기 위한 접착성 배면층(66)을 가진 루프 소재 스트립(64)이다. 상기 대응 루프부(62)가 가방 또는 백의 표면에 고정되면, OLED 스트립을 도시된 바와 같이 적소에 고정하도록 상기 후크부가 루프부에 대해 간단히 압착될 수 있다. OLED를 교체하여야 하는 경우, 제 1 부분(54)이 대응 루프부(62)로부터 박리되어 제거될 수 있다.
이러한 목적을 위한 후크 및 루프 패스너는 공지되어 있으며, 상표명 "벨크로"로 판매되고 있다. 예를 들어, 메릴랜드의 헌트 밸리에 소재한 테스코 테크놀로지 인코포레이티드사는 폭이 1인치이고 길이가 25야드인 박리식 테이프로서 제품번호 18072의 벨크로® 패스너를 판매한다. 배면층이 박리되면, 원하는 표면에 패스너 부분을 부착하기 위한 접착제가 노출된다. 배면층이 박리된 상태의 후크 및 루프 패스너의 확대도가 도 7에 도시되어 있다. 특히, 고정 메커니즘(100)은 후크부(102)와 루프부(110)를 포함할 수 있다. 도시된 후크부(102)는 기판(106)과 기판(106)의 표면(108)에 부착되는 배면층(104)을 갖는다. 마찬가지로, 루프부(110)는 기판(114)과 기판의 표면(116)에 부착되는 배면층(112)을 가질 수 있다. 또한, 상기 기판(106,114)들도 2개의 구성 요소 간의 제거가능한 결합을 보장하기 위해 대응하는 후크 및 루프 구성을 가질 수 있다.
상기 가방, 서류 가방 또는 손가방은 OLED 조명 장치가 이미 장착된 상태로 제조될 수 있다. 이 경우, 방전되었을 때, 오직 배터리만 교체하거나 재충전하면 된다. 대안으로서, OLED 조명 장치는 원하는 표면에 OLED, 배터리 및 스위치를 부착하는 데 필요한 모든 요소가 구비되어 있는 키트로서 제조된다. 키트는 OLED 소재에 벨크로® 패스너의 후크부가 미리 부착된 OLED 스트립, 배터리, 스위치로 구성될 수 있으며, 벨크로® 패스너의 루프부는 별도의 품목이다. 루프부의 필름을 박리하고, 접착제 표면을 노출시킨 다음, 가방의 표면에 대해 루프부를 압착하면 부착된다. 그 다음, 배면에 후크부를 가진 상기 배터리와 스위치가 벨크로® 패스너 스트립의 후크부에 간단히 압착될 수 있다. 배터리와 스위치가 별도의 품목이거나, 또는 OLED 소재가 형성되거나 부착되어지는 연속 기판의 일부일 수 있다. 모든 경우에서, 배터리는 교체 또는 재충전을 위해 제거가능하다.
도 6은 배터리(93)와 접촉식 스위치(97)가 탑재된 비전도성 소재의 평면 기판(92)을 포함하는 파워 유닛(90)을 도시하고 있다. 배터리 리셉터클(94)은 배터리를 수용하기 위한 리세스를 구비하고 대체로 원통형이다. 스프링 부하식 캐소드(95)가 배터리(93)에 결합하도록 배치되고, 하우징의 리세스의 상부 표면에 노출된 아노드(96)에 대하여 배터리(93)를 편향시켜 결합되도록 한다. 도시된 바와 같이 와이어가 아노드(96)와 캐소드(95)를 스위치(97)에 연결하고, 궁극적으로는 OLED 스트립에 연결한다. 본 실시예에서, 강성 하우징(91)이 기판(92) 위에 끼워맞춤되어 배터리(93)와 스위치(97)를 완벽하게 덮는다. 하우징(91)은 폐쇄 위치에서 스위치(97) 위의 접근 통공(89)을 덮는 제 1 가요성 이동식 캡(98)을 포함한다. 마찬가지로, 폐쇄 위치에서 제 2 가요성 이동식 캡(99)이 배터리(93) 위의 접근 통공(87)을 덮는다. 이 구성은 보호와 작동이라는 이중 목적에 적합하다. 캡(98,99)은 폐쇄와 개방 위치로 이동가능하다. 통공(87)은 필요할 때 사용자가 배터리를 교체할 수 있도록 충분히 크다. 통공(89)은 배터리(93)의 직경보다 더 크며, 사용자가 이를 통해 배터리를 교체할 수 있도록 한다. 폐쇄 위치에서, 하우징(91)과 캡(98,99)은 배터리와 스위치를 덮고, 부주의한 작동 또는 기타 외부 수단과의 접촉으로부터 보호한다. 캡(98)은 스위치(97)를 작동시키기 위해 부분적으로 박리될 수 있다. 캡(99)은 배터리를 교체하거나 재충전하기 위해 필요한 경우 배터리(93)를 노출시키도록 박리될 수 있다.
가요성, 크기 및 작동은 지금까지 조명 장치의 응용에 장애가 되었던 많은 물품에서의 사용을 가능하게 한다. 예를 들면, 도 8은 가요성 OLED 조명(124)이 배면에 고정된 자전거 시트(120)를 도시하고 있다. 파워 유닛(122)은 OLED 조명(124)의 바로 위 시트에 부착되어 있으며, OLED 조명에 연결되어 그 동작을 제어한다. 마찬가지로, 다수의 OLED 소재 스트립이 소정 수준의 빛을 제공하기 위해 눈에 거슬리지 않는 방식으로 하나의 전원과 함께 사용될 수 있다. 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 3개의 OLED 소재 스트립(132,134,136)이 도시된 바와 같이 핸들바와 센터 포스트에 부착된다. 이 스트립들이 파워 유닛(130)에 전기적으로 연결됨으로써, 하나의 배터리와 스위치가 3개의 모든 조명 소재 스트립을 모두 제어할 수 있다.
실제로 OLED는 다양한 유형의 장비를 조명하기 위해 취할 수 있는 형상이나 형태에 제한이 없다. 도 10, 도 1OA 및 도 11에 도시된 바와 같이, OLED 조명 스트립(142)이 자전거 바퀴(140)의 림(146)에 배열된다. 본 실시예에서, 바퀴(140)의 외측 림에 2개의 OLED 조명 스트립(142)이 서로 대향하며 위치된다. 림(146)은 도시된 바와 같이 스포크(148)에 타이어(144)를 연결한다. 타이어(144)가 고정되는 림(146)의 노출된 엣지(150)는 그 정점에서 스포크(148)의 바닥에 연결된다. 하나의 엣지(150)에 OLED 조명 스트립이 스포크(148)를 간섭하지 않고 도 2와 관련하여 전술한 바와 같은 방식으로 고정될 수 있다. 본 실시예에서, 파워 유닛(90)은 OLED 조명 스트립(142)의 외측 표면에 고정될 수 있다. 이러한 방식으로, 전력이 공급되면 적색광을 생성하는 OLED 소재가 채용될 수 있으며, 자전거의 다양한 부분들이 야간 주행을 위해 밝게 조명될 수 있다. 본 실시예의 OLED 소재는 매우 가볍기 때문에, 특히 도 10에 도시된 바와 같이 바퀴(140)의 균형을 위해 2개가 사용되는 경우에도, 자전거의 작동에 거의 영향을 미치지 않는다.
가요성은 OLED 조명 소재가 의복뿐만 아니라 다른 유형의 장치에도 사용할 수 있도록 한다. 예를 들어, 도 11a에서, "U"자형 OLED 스트립(160)은 조깅하는 사람이 착용한 셔츠(168)에 부착될 수 있도록 설계되었다. "U"자형 OLED 스트립(160)은 일단부가 횡 스트립(165)에 의해 연결된 2개의 대향하는 수직 스트립(166)을 포함한다. 횡 스트립(165)의 중앙에는 도 6에서 설명한 바와 같은 배터리와 스위치를 포함하는 파워 유닛(74)이 위치한다. 수직 스트립(166)의 상단 또는 그 부근과, 횡 스트립(165)에 인접한 수직 스트립(166)의 하단에 후크 및 루프 패스너(100)가 위치될 수 있다. 횡 스트립을 셔츠(168)에 고정시키기 위해 횡 스트립(165)의 중앙에 후크 및 루프 패스너를 배치하는 것이 바람직하다. 도 6과 관련하여 전술한 바와 같이, 각 패스너는 박리형 스트립을 구비한 루프부를 갖고, 상기 박리형 스트립은 셔츠(168)의 표면에 상기 루프부를 부착하기 위해 접착제가 도포된 배면을 노출한다. 상기 후크부도 박리형 스트립을 가지며, 상기 박리형 스트립은 "U"자형 OLED 스트립(160)의 배면에 상기 후크부를 부착하기 위한 접착제 표면을 노출한다. 이 구성에 있어서, OLED 조명이 필요하지 않을 경우, 각 패스너(162)의 후크부 또는 루프부를 박리함으로써, "U"자형 OLED 스트립(160)이 셔츠(168)로부터 제거될 수 있다. 패스너의 대응부는 장래의 사용을 위해 셔츠에 남게 된다.
표면에 OLED 스트립을 부착하기 위해 상술한 메커니즘은 특정 패스너에 국한되지 않는다. 후크 및 루프 패스너 대신, 기판과 표면 사이에 다양한 접착제가 사용될 수 있다. 이러한 접착제는 영구적이거나 임시적일 수 있다.
상기 메커니즘은 스위치를 수동으로 작동시킬 필요가 없도록 자동화될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 OLED는 사람이 개입할 필요없이 도어, 옷장, 가방 또는 손가방 등이 개방될 때 활성화되고, 닫혔을 때 비활성화될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 스위치(120)는 도어(129)에 의해 작동되도록 문설주(121)에 배치된다. 배터리(130)와 OLED 스트립(131)은 옷장 선반(128) 아래에 고정될 수 있다. 스위치(120)는 와이어(126,124)에 의해 배터리(130)에 연결될 수 있다. 도어가 폐쇄 위치에 놓이면, 스위치(120)는 "오프" 위치로 작동될 수 있다. 도어(129)가 개방되면, 스위치(120)는 "온" 위치로 작동될 수 있으며, 상기 "온" 위치에서 배터리는 OLED 스트립(131)에 전기적으로 연결되어 스트립이 발광하도록 한다.
도 12a에서 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 목적을 위한 스위치는 도시된 바와 같이 "온"위치로 편향된 스프링 부하식 롤러 레버(122)를 갖는다. 도어(129)가 레버(122)에 접촉하면 레버를 가압하여 스위치를 닫도록, 스위치가 문설주에 부착된다. 역으로, 도어가 열리면 레버는 해제될 수 있으며, 이는 스위치를 개방하게 된다. 즉, 도어가 도 12에 도시된 바와 같이 개방 위치에 있을 때, 스위치(120)는 OLED 스트립(131)이 활성화될 수 있도록 하는 "온" 위치로 이동할 수 있다. 도어(129)가 폐쇄 위치로 이동하면, 레버(122)와 접촉하여 OLED 스트립(131)을 비활성화시키는 "오프" 위치로 레버를 이동시킨다. 상기 OLED용 전류 및 전압 범위에서 작동하는 것이 바람직하다. 특히, 밀리암페어 범위 및 3 내지 6볼트 범위에서, 상기 스위치는 전술한 바와 같이 작동한다.
도어에 의해 작동될 수 있고 전술한 범위에서 작동하는 임의의 스위치면 충분하다. 이러한 스위치는 배선을 설치하기 곤란한 환경에서 다양하게 사용하기 위해 무선형일 수 있다. 선반(142)과 무선 조명 장치(140)가 도 12b에 도시되어 있다. 조립체는 감광성 스위치(148), 배터리(152), OLED 스트립(144) 및 방출기 스위치(150)를 포함한다. 무선 방식의 상기 방출기 스위치(150)는 재충전식 배터리와 같은 별도의 전원과, 감광성 스위치(148)의 수신기(156)로 감지할 수 있는 광선을 방출하는 방출기(154)를 포함한다. 방출기 스위치(150)는 플런저(151)에 의해 "온"과 "오프" 위치 사이로 작동된다. 이를 위하여, 방출기 스위치(150)는 방출기(154)를 작동시키기에 충분한 전력을 제공하는 별도의 전원 배터리(152)를 갖는다. 감광성 스위치(148)가 방출기(154)로부터의 빛을 감지하여 작동되면, "온" 위치로 전환하여 OLED 스트립(144)을 활성화시킨다. 방출기 스위치(150)는 플런저(151)와 도어(129)가 접촉함으로써 "온"과 "오프" 위치로 작동된다. 플런저(151)는 도어가 열렸을 때 방출기(154)가 발광하도록 하는 개방 위치측으로 편향될 수 있다. 역으로, 도어(129)가 닫히면, 플런저(151)가 접촉하여 방출기 스위치(150)의 "오프" 위치에 대응하는 폐쇄 위치로 이동하게 된다. 상기 수신기(156)가 수광을 중단하면, "오프" 위치로 전환됨으로써, 배터리(152)와 OLED 스트립(144) 간의 전류가 차단된다.
OLED 이동식 조명 장치의 구성 요소는 다양한 환경에서 사용하기 위한 형태로 판매될 수 있다. 그러한 키트는 전술한 바와 같이 OLED 스트립 또는 스트립들, 배터리, 배터리 홀더, 스위치 및 벨크로 패스너를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 모든 유형의 반도체 집적회로 ("IC") 칩과 함께 사용하기 위해 적용될 수 있다. 이들 IC칩의 예는 프로세서, 컨트롤러, 칩셋 구성부품, 프로그램가능한 로직 어레이(PLA), 메모리 칩, 네트워크 칩 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 일부 도면들에서, 신호 전달 라인이 선으로 표시되어 있다. 일부는 보다 구성적인 신호 패스를 표시하기 위해 더 두꺼울 수 있으며, 일부는 다수의 구성적인 신호 패스들을 표시하기 위해 참조번호가 부여되었고, 및/또는 일부는 주요 정보 흐름 방향을 표시하기 위해 하나 또는 그 이상의 단부에 화살표가 부여되었다. 그러나, 이는 제한적으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 그러한 추가 세부사항은 회로의 이해를 용이하게 하기 위해 하나 또는 그 이상의 예시적 실시예와 관련하여 사용될 수 있다. 추가 정보를 갖든 갖지 않든, 표현된 모든 신호 라인은, 여러 방향으로 전달될 수 있으며, 예를 들어, 차동쌍으로 실행되는 디지털 또는 아날로그 라인, 광섬유 라인 및/또는 단일 종단형(single-ended) 라인 등 임의의 적당한 유형의 신호 체계로 실행될 수 있는 하나 또는 그 이상의 신호를 실제로 포함할 수 있다.
예시적인 크기/형태/수치/범위가 주어졌으나, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다. 시간이 지남에 따라 제조 기술은 더 원숙해지기 때문에, 보다 소형인 장치가 제조될 수 있다. 또한, IC 칩 및 기타 구성요소에 대한 공지의 전원/접지 연결이 설명과 도시의 단순화를 위해 도면에 도시되거나 또는 도시되지 않았을 수 있으나, 이는 본 발명의 실시예들의 특정 양태를 모호하게 하고자 한 것이 아니다. 더욱이, 본 발명의 실시예가 모호해지는 것을 피하기 위해 블럭도 형태로 배열 구성을 도시하였으며, 그러한 블럭도 배열 구성의 실시와 관련한 세부사항은 실시예가 실행되어지는 플랫폼에 따라 크게 좌우되기 때문에, 즉, 그러한 세부사항이 당업자의 범위 내에 있으면 족하다. 본 발명의 예시적 실시예를 설명하기 위해 구체적인 세부 사항(예를 들어, 회로)이 명시되어 있으나, 당업자라면 본 발명의 실시예가 그러한 구체적인 세부 사항 없이 또는 변경하여 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 명세서는 제한적이지 않고 설명을 위한 것으로 간주되어야 한다.
본 명세서에 사용된 용어 "결합된", "부착된", "고정된" 및 "연결된"은 당해 구성요소들 간의 직접적인 또는 간접적인 모든 유형의 관계를 인용하기 위한 것이며, 전기적, 기계적, 유체적, 광학적, 전자기적, 전기기계적 또는 기타 연결에 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 용어 "제 1", "제 2" 등은 오직 설명을 용이하게 하기 위한 것이며, 다른 언급이 없다면 특별한 시간적 또는 순차적 의미를 내포하지 않는다.
본 발명의 다양한 실시예의 이동가능성과 가요성은 이전에는 실행가능한 것으로 여겨지지 않았던 용도와 응용분야를 제공한다. 이러한 용도들은 의복에 기반한 전력 시스템을 필요로 하지 않는 의복에 대한 설치를 포함할 수 있다. 즉, 조명에 전력을 제공하기 위한 자체 전원을 의복이 가질 필요가 없다는 것이다. 그 대신, 전력이 OLED 장치 자체로부터 공급된다.
더욱이, 본 발명의 실시예들은 유연하거나 파손되기 쉬운 재료에 위치될 수 있으며, 이는 장치의 자기 수납 특성과, 상기 유연하거나 파손되기 쉬운 재료의 전체 표면적에 OLED 장치의 하중과 중량을 분배하는 부착 메커니즘의 능력 때문이다.
더욱이, 상기 OLED 장치 실시예의 저전력 필요요건은 이전에 불가능한 것으로 여겨졌던 응용분야에서 OLED 장치의 사용을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 원하지 않는 전기장에 의해 생성된 전자적 노이즈가 대형 조명 시스템에 장애가 될 수 있는 항공기 응용분야에서, 상기 OLED 실시예는 낮은 전력 소비 때문에 가능할 수 있다. 실제로, 낮은 전력 소비는 우리가 항공기 조종석에서 좌석 및 기타 영역을 직접 조명할 수 있도록 한다. 마찬가지로, OLED는 더 강력한 조명원에 의해 생성된 장(fields)에 민감할 수 있는 수술 장비, 감지 장비, 또는 통신 장비 등 민감한 전자 장비의 내부 및 그 주변에서 예비 조명으로 사용될 수 있다.
당업자는 본 발명의 실시예의 광범위한 기술이 다양한 형태로 구현될 수 있다는 것을 전술한 설명으로부터 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예가 그 특수한 예와 관련하여 설명되었으나, 도면, 상세한 설명 및 하기된 특허청구범위로부터 다른 변형이 가능하다는 것이 당업자에게는 명백할 것이기 때문에, 본 발명의 실시예의 진정한 범위가 상술한 예에 한정되지 않아야 한다. 특정 실시예의 특징은 다른 실시예의 다른 특징과 결합될 수 있다. 따라서, 실시예들이 어떠한 방식으로든 상호 배타적이거나 한정적인 것으로 간주되어서는 안된다.
다음은 발명자들이 주장하는 청구항의 예이다. 일반 특허 출원이 신청되면, 다른 청구항이 얻어질 것으로 예상되며, 이들 청구항이 궁극적으로 추구하는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (24)

  1. a. 캐소드 및 아노드 사이에 배치된 발광층 및 도전층을 구비하는 유기 발광 다이오드; 및
    b. 상기 유기 발광 다이오드에 전압을 인가하기 위한 전원 및 상기 유기 발광 다이오드로의 전력을 제어하기 위한 스위치;를
    포함하는 조명 장치로서,
    c. 상기 유기 발광 다이오드는 두께가 최대 2mm 내지 10mm이며 두께에 비해 넓은 프로파일을 갖는 평면형 구성을 갖고,
    d. 상기 전원은 3 내지 6 볼트의 전압을 제공하기 위해 상기 유기 발광 다이오드에 전기적으로 연결된 배터리이고, 상기 배터리는 상기 유기 발광 다이오드로 직류 전류를 전달하고 상기 유기 발광 다이오드와 협력하여 상기 유기 발광 다이오드가 10 ㏐/W 내지 100 ㏐/W의 효율로 빛을 방출하는 것을 허용할 수 있는 전류가 제공되며, 상기 배터리는 상기 조명 장치에 제거가능하게 연결되고,
    e. 상기 배터리, 상기 스위치 및 상기 유기 발광 다이오드는 전체 장치가 10mm 보다 작은 두께를 갖도록 서로와 함께 배치되고,
    f. 상기 스위치는 상기 배터리 및 상기 유기 발광 다이오드 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 스위치는 상기 유기 발광 다이오드로의 배터리 전력을 온 위치와 오프 위치 사이에서 전환(toggle)하도록 구성되고,
    g. 상기 조명 장치는 상기 배터리를 수용하기 위해 상기 배터리와 상기 유기 발광 다이오드 사이에 연결되는 리셉터클(receptacle);를 더 포함하고,
    h. 상기 리셉터클, 상기 스위치 및 상기 유기 발광 다이오드는 결합된 채로 이동가능하게(to be portable in combination) 협력하고,
    i. 상기 배터리는 재충전을 위해 상기 리셉터클과 별개로 제거가능하고,
    j. 상기 조명 장치는 상기 리셉터클, 상기 스위치 및 상기 유기 발광 다이오드를 목표 조명 영역 근처의 표면에 제거가능하게 고정하기 위한 메커니즘을 더 포함하는,
    조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 다이오드는 강성 재질의 폭 치수보다 길이 치수가 더 큰 스트립 형태를 갖고,
    상기 스위치는 압력 스위치이고;
    상기 배터리는 상기 유기 발광 다이오드의 스트립의 폭 치수 및 길이 치수보다 더 작은 폭 치수 및 길이 치수를 갖는,
    조명 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 다이오드는 가요성을 갖는,
    조명 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메커니즘은 후크 및 루프 패스너(loop fastener)를 포함하는,
    조명 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 후크 및 루프 패스너의 하나의 부분이 상기 유기 발광 다이오드의 배면에 부착되고, 상기 후크 및 루프 패스너의 상보적인(complementary) 부분이 목표 조명 영역 근처의 표면에 부착하기 위한 접착부를 갖는,
    조명 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 태양광 전원인,
    조명 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 재충전가능한,
    조명 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 다이오드가 61 ㏐/W 보다 큰 효율을 갖는,
    조명 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 다이오드는 2mm보다 작은 두께를 갖는,
    조명 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 다이오드는 10mm보다 작은 두께를 갖는,
    조명 장치.
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