KR20070098787A - 발광체 - Google Patents

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KR20070098787A
KR20070098787A KR1020077008054A KR20077008054A KR20070098787A KR 20070098787 A KR20070098787 A KR 20070098787A KR 1020077008054 A KR1020077008054 A KR 1020077008054A KR 20077008054 A KR20077008054 A KR 20077008054A KR 20070098787 A KR20070098787 A KR 20070098787A
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베른트 아커맨
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

균질한 강도 및 색의 광을 방출하는 발광체로서, 스펙트럼의 제1 영역에서 평면형으로 발광하는 적어도 하나의 유기 발광 다이오드(22)와, 스펙트럼의 제2 영역에서 원뿔형으로 발광하는 적어도 하나의 무기 발광 다이오드(10, 14)와, 확산체 표면을 포함하는 모든 발광 다이오드들에 의해 방출된 광을 혼합하는 장치를 포함한다.
발광체, 발광 다이오드, 반사기, 무기 발광 다이오드

Description

발광체{LIGHT-GENERATING BODY}
본 발명은, 상이한 방출 파장들을 갖는 복수의 발광 다이오드, 및 균질한 강도와 색의 광을 방출하는 광 혼합 장치를 포함하는 발광체에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 일반적으로 발광층의 성질에 따라 무기(non-organic) 발광 다이오드(nLED)와 유기 발광 다이오드(OLED)로 분류된다. 무기 발광층에서는, 방출되는 파장이 사용되는 반도체 물질의 에너지 갭에 의해 결정된다. 유기 발광층에서는, 파장이 도핑의 성질에 의해 결정된다. 상이한 색으로 발광하는 LED들의 광을 혼합함으로써, 예를 들어, 컬러 포인트(color point)를 조절할 수 있는 고 휘도의 백색광을 생성할 수 있다. 각 LED들의 방출 강도를 개별적으로 제어함으로써, 광을 백색뿐만 아니라 가시 스펙트럼에서의 다른 색들로도 설정할 수 있으며, 그리고/또는 방출에 있어서 에이징 및 온도 영향(즉, 강도 변화)을 보상할 수 있다.
균질한 분포의 강도와 색을 혼합색들을 생성하기 위한 발광체를, 하나 이상의 발광 표면으로부터 원뿔형으로 발광하는 nLED로부터 점 형태로 제조하는 것은 어렵고, 특히, 전체 심도에 관하여 그 한계를 관찰해야 하는 경우에 어렵다. 문헌 EP03101926은 이러한 종류의 많은 수의 다이오드와 하나의 복합 반사기 장치를 이 용하여 제조된 작은 전체 심도를 갖는 균질한 평면 발광체를 개시하고 있다. 바람직한 자유로운 색 변동을 위해서는 상이한 색들로 발광하는 LED들을 이용해야 할 뿐만 아니라 이 LED들을 각각 구동해야 하고, 따라서 다이오드의 수에 따라 전자적으로 복잡해져야 하며 이와 관련된 비용도 증가되어야 한다. 이러한 문제점은, 스펙트럼의 녹색 영역에서의 nLED의 열화한 광 수율로 인해 심각해지고, 이로 인해 반드시 구비해야 하는 다수의 녹색 nLED들에 의해 심각해진다. 이것은, 예를 들어, 구성 요소 비용, 전체 심도, 색이 가변될 수 있는 균질한 평면형 발광체의 효율성이 중요 고려 사항인 평평한 스크린 또는 방 조명과 같은 필드에서 바로 그러하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 구성 요소 비용, 전체 심도, 효율성에 관련된 요구 사항들을 만족하는, 색이 가변될 수 있는 효율적이며 균질한 발광체를 제공하는 것이다.
이 목적은, 청구항 제1항에 기재된 발광체의 의해 달성되며, 이 발광체는 스펙트럼의 제1 영역에서 평면형으로 발광하는 적어도 하나의 유기 발광 다이오드와, 상기 스펙트럼의 제2 영역에서 원뿔형으로 발광하는 적어도 하나의 무기 발광 다이오드와, 모든 상기 발광 다이오드에 의해 방출되는 광을 혼합하는 장치를 포함하고, 이 장치는 확산체 표면을 포함한다. 이점을 갖는 실시예들을 종속항들에서 특정한다.
상이한 색들로 발광하는 LED들에 의해 혼합된 균질한 백색광을 방출하는 발광체는, 일반적으로 방출된 색의 광이 LED들과 확산기 표면 사이의 공간에서 혼합 되어 백색광을 제공하게 되는 복수의 색 LED를 포함한다. 균질한 색 및 휘도를 인식할 수 있도록, 언급한 모든 광원들은 확산기 표면을 구비하여 광을 산란시킨다. 무기 LED의 경우에, 방출 영역을 "점 형태"(of point form)로 칭할 수 있다. 점 형태라는 용어는, 점의 수학적으로 이해되어서는 안되며 이 경우에 확산기 표면의 영역과 관련하여 매우 작은 방출 영역을 가리킨다. 점 형태와는 대조적으로, "평면"은 매우 넓은 방출 영역을 가리킨다. 유기 LED의 경우, 이러한 종류의 영역은 수 제곱 센티미터 또는 그 이상을 커버할 수 있다. 유기 LED는, 평면형으로 발광하며 이에 따라 (원뿔 형태로 발광하는) nLED와는 달리 임의의 추가 단계들을 수행하여 확산기 표면을 균질하게 조명한다. 본 발명에 따라 원뿔 형태로 그리고 평면형으로 발광하는 발광 다이오들의 조합의 이점은 전체 심도가 더욱 작게 되어 광을 균질하게 혼합하는 장치에 대하여 가능해진다는 것이다. 무기 LED들 간의 간격이 일정하다면, 상이한 색들로 발광하는 nLED들이 대칭 분포되어 있고 상이한 색들로 발광하는 nLED들의 수가 상당히 적다면, 상이한 색들로 발광하는 nLED들의 수가 더 많은 경우보다 발광 표면으로부터 더욱 짧은 거리에서 인접하는 nLED들로부터 동일한 색의 광의 원뿔들 간에 중첩을 얻게 된다.
다른 실시예에서, 스펙트럼의 녹색 영역에서 최대 방출이 발생하는 유기 LED를 이용하는 것이 이점을 갖고, 그 이유는 스펙트럼의 녹색 영역에서 무기 LED가 광 수율 면에서 매우 낮은 효율을 갖고 그 스펙트럼의 녹색 영역에서 유기 LED가 매우 효율적으로 발광하기 때문이다. 이러한 방식으로, 무기 LED들과 비교하여 상당히 적은 유기 LED들을 이용하여 스펙트럼의 녹색 영역에서 동일한 강도를 얻을 수 있다. 줄어든 개수의 LED들을 구비함으로써, 발광체의 구성 요소 비용을 줄일 수 있고 에너지를 절감할 수 있다.
원칙적으로, 백색 광은 스펙트럼의 상이한 영역들에서 발광하는 2개의 발광 다이오드를 이용함으로써 혼합될 수 있다. 이 경우에 백색 광의 생성에 없는 제3 스펙트럼의 색을, 단파장을 방출하는 발광 다이오드 상의 부분적으로 투명한 형광 코팅에 의해, 및 이에 따라 얻어지는 단파장 광의 장파장으로의 부분적인 변환에 의해 추가할 수 있다. 설정할 임의의 필요로 하는 종류의 색 혼합을 위한 요구 사항이 존재하는 경우, 스펙트럼의 제1 및 제2 여역에서 발광하는 발광 다이오드들뿐만 아니라 그 스펙트럼의 제3 영역에서 발광하는 추가 발광 다이오드를 이용해야 한다.
시간이 지남에 따라 가변적인 색을 갖는 광의 방출을 위해서는, 스펙트럼의 제1, 제2, 제3 영역에서 발광하는 각각의 발광 다이오드들을 위한 제1, 제2, 제3 공급 전압이 있다면 이점을 갖고, 이 전압들은 서로 독립적으로 설정될 수 있다. 발광 다이오드들을 통한 전류의 시간에 따른 변동 및/또는 진폭은 이러한 공급 전압들에 의해 변조된다.
색 공간의 일부에서 가능한 넓게 색들을 생성하기 위해서는, 스펙트럼의 제2 영역에서 발광하는 발광 다이오드가 스펙트럼의 적색 영역에서 최대로 발광하는 경우 그리고 스펙트럼의 제3 영역에서 발광하는 발광 다이오드가 스펙트럼의 청색 영역에서 최대로 발광하는 경우라면, 이점을 또한 갖는다. 스펙트럼의 적색 영역 및 청색 영역에서 특히 효율적인 무기 LED들을 이용할 수 있다.
균질한 백색광이 발생되고 있을 때, 효율적인 녹색 유기 LED들을 이용함으로써, 녹색 LED들의 개수를 무기 녹색 LED들을 갖는 장치와 비교할 때 거의 절반으로 할 수 있다. 따라서, 균질한 백색 광은 매우 유사한 개수의 적색, 녹색, 및 청색 LED들로 생성될 수 있다. 구성 요소들의 개수에서 이미 강조된 저감뿐만 아니라, 이러한 방식으로 제1, 제2, 제3 공급 전압을 더욱 양호하게 밸런싱할 수도 있으며, 이에 따라 전자 장치들을 구동하는 비용을 줄이게 되며 더욱 큰 신뢰성을 얻게 된다.
하이 컬러 렌더링 인덱스(high color rendering index)를 갖는 백색 광을 생성하기 위해서는, 스펙트럼의 제4 영역에서 발광하는 적어도 하나의 추가 발광 다이오드가 필요하다. 사용되는 스펙트럼의 영역들의 개수와 함께, 서로 독립적으로 설정될 수 있는 추가 공급 전압들을 이용할 수 있어야 한다. 예를 들어, 스펙트럼의 청색-녹색 영역에서 발광하는 유기 LED, 또한, 스펙트럼의 노란색 영역에서 발광하는 무기 LED를 이용할 수 있다. 이 경우에도, 스펙트럼의 녹색 및 인접 영역들에서의 유기 LED들 및 스펙트럼의 적색이나 청색 및 인접 영역들에서의 무기 LED들을 이용함으로써, 스펙트럼의 상이한 영역들에서 매우 유사한 개수의 LED들을 이용하여 균질한 백색 광이 생성될 수 있다. 이러한 방식으로, 적은 개수의 구성 요소들 및 양호하게 밸런싱된 공급 전압들의 면에서 이점을 또한 얻는다.
공간에서 광을 분산하기 위한 추가 반사기를 갖는 모든 발광 다이오드들에 의해 방출되는 광을 혼합하는 장치를 이용함으로써, 본 발명에 따라 평면형으로 그리고 원뿔 형태로 발광하는 발광 다이오드들의 조합에 의해, 적어도 평면형으로 발 광하는 유기 발광 다이오드들을 위한 반사기를 절감할 수 있고, 이러한 방식으로 그 반사기의 비용을 전체적으로 줄일 수 있다.
상부면, 하부면, 복수의 측면을 갖는 도광 패널을 포함하는 모든 발광 다이오드들에 의해 방출되는 광을 혼합하는 장치에 있어서, 평면형으로 방출되는 유기 LED들로부터의 광은 상부면 및/또는 하부면을 통해 커플링-인(coupled in)될 수 있는 반면, nLED들로부터의 광은 적어도 하나의 측면에서 커플링-인될 수 있다. 이 경우에도, nLED들을, 평면형으로 발광하는 유기 LED들로, 특히, 녹색 유기 발광 다이오드들로 대체함으로써 필요한 LED의 개수를 줄일 수 있다. 커플링-인된 광은 도광 패널 내의 반사에 의해 혼합되고 도광 패널의 표면에 대한 수직 산란에 의해 다시 커플링-아웃된다.
또다른 실시예에서, 공간에서 폐쇄되어 있는 만곡된 확산기 표면에 의해 매우 넓은 입체각으로 발광하고, 본 발명에 따른 발광 다이오드들의 장치가 확산기 표면 내에 배치되어 있는 발광체가 더욱 컴팩트한 형태로 제조될 수 있다.
본 발명의 이러한 양태들 및 다른 양태들은 이하 설명하는 실시예들로부터 명백하며 이 실시예들을 참조할 때 명료해질 것이다.
도 1은 백색 광을 생성하기 위한, 인쇄 회로 기판상의 무기 LED들의 전형적인 장치의 평면도.
도 2는 백색 광을 생성하기 위한, 인쇄 회로 기판상의 유기 LED 및 무기 LED에 따른 장치의 평면도.
도 3은 광을 도광 패널내로 커플링하기 위한 무기 LED들의 장치의 평면도(D) 및 측면도(S).
도 4a는 적색, 녹색, 청색을 위한 3개의 공급 라인 상에 상이한 전압 강하들이 존재하는, 도 3에 도시한 LED 장치의 전자 회로도.
도 4b는 적색, 녹색, 청색을 위한 3개의 공급 라인 상에 상이한 전류들이 존재하는, 도 3에 도시한 바와 같은 LED 장치의 전자 회로도.
도 5는 본 발명에 따라 광을 도광 패널내로 커플링하기 위한 유기 LED 및 무기 LED의 장치의 평면도(L) 및 측면도(S).
도 6은 도 5에 도시한 바와 같은 본 발명에 따른 LED 장치의 전자 회로도.
도 7a는 도 1에 도시한 바와 같이 백색 광을 생성하기 위한, X-X'면을 갖는 인쇄 회로 기판상의 무기 LED들의 전형적인 장치의 평면도.
도 7b는 도 7a의 X-X'면 상의 측면도.
도 8a는 무기 LED들의 개수가 도 7a에 도시한 바와 동일하고 Y-Y'면을 도시하며, 본 발명에 따라 백색 광을 생성하기 위한, 인쇄 회로 기판상의 유기 LED 및 무기 LED의 장치의 평면도.
도 8b는 도 8a의 Y-Y'면 상의 측면도.
도 9는 도 2에 도시한 바와 같은 유기 LED 및 무기 LED의 장치 및 확산기 표면을 구비하며, 넓은 입체각으로 균질한 백색 광을 생성하기 위한 발광체를 도시하는 도면.
도 1은 nLED(10, 12, 14)를 구동하는 데 사용되는 인쇄 회로 기판(40) 상에 균질한 강도와 색의 광을 생성하기 위한 적색(10), 녹색(12), 청색(14) 무기 LED들의 전형적인 장치의 평면도이다. 균질한 강도와 색의 광은, 모든 발광 다이오드들에 의해 방출되는 광을 혼합하는 장치(도시하지 않음)에 의해 생성된다. 혼합기 장치는 상이한 방식들로 제조될 수 있으며, 이하 상세히 후술할 것이다. 녹색 무기 LED의 저 효율로 인해, 만족할만한 휘도를 갖는 백색 광을 생성하는데 있어서 적색 LED(10)이나 청색 LED(14)보다 2배 많은 녹색 LED(12)들이 필요하다.
도 2는 본 발명에 따른 LED(10, 14, 22)들을 전기적으로 구동하는 데 사용되는 인쇄 회로 기판(40) 상의 점 형태의 적색 무기 LED(10) 및 청색 무기 LED(14) 및 평면 형태의 녹색 유기 LED의 평면도이다. 평면도에서는, 무기 LED(10, 14)들이 유기 LED(22)에 의해 둘러싸여 있다. 이 경우, 둘러싸인다라는 용어는 평면도에서 돌출 위치에만 해당된다. 측면에서 볼 때, 무기 LED들은, 유기 LED와 동일한 레벨 상에서, 그 위에서 또는 아래에 방출 방향으로 배치될 수 있다. nLED들이 유기 LED(22) 위에 배치되면, 유기 LED(22)는 nLED의 돌출 위치들에서 컷아웃(cut-out) 없이 특정 두께의 연속 표면을 포함할 수도 있다. 도 1 및 도 2에 도시한 장치들을 비교함에 따라 본 발명에 따른 장치가 상당한 이점을 갖고 있음을 알게 된다. 그 한 가지로는, 동일한 휘도에 대하여, 효율적인 녹색 유기 LED들을 이용함으로써 LED들의 개수를 4개(도 1: 1개의 적색 LED, 2개의 녹색 LED, 1개의 청색 LED)로부터 3개(도 2: 1개의 적색 LED, 1개의 녹색 LED, 1개의 청색 LED)로 줄일 수 있으며, 이에 대응하여 구성 요소 비용을 줄일 수 있다는 것이다. 도 2에 도시한 바와 같은 장치에서는 상이한 색들로 발광하는 유기 LED들과 무기 LED들의 개수가 동일하다(1개의 녹색 LED, 1개의 적색 LED, 1개의 청색 LED). 이것은, 도 1의 녹색 LED들(12)이 직렬로 접속될 때 인가되는 공급 전압들의 더욱 양호한 밸런싱, 및 녹색 LED(12)들이 병렬 접속될 때 공급 전류들의 더욱 양호한 밸런싱의 결과로, 전자 구동 시스템의 간략화라는 이점을 갖는다. 도 2에 도시한 공간에서의 적색 무기 LED(10) 및 청색 무기 LED(14)를 위한 장치는 단지 일 예이며 본 발명이 이러한 기하학으로 한정되지 않는다. 유사하게, 녹색 유기 LED(22)는 정사각형의 외형을 가져도 될 뿐만 아니라 다른 형상을 가져도 된다. 또한, 동일한 발광 특성을 갖는 전기적으로 접속된 복수의 서브 LED들로부터 녹색 유기 LED(22)를 제조할 수 있으며, 이 서브 LED들 모두는 평면형으로 발광하는 하나의 유기 LED를 형성한다.
도 3에는, 평평한 스크린에서의 백그라운드 라이팅을 위한 평면형 발광체의 전형적인 실시예가 A-A'면 상의 평면도(D)와 측면도(S)로 도시되어 있다. 이 경우, 모든 발광 다이오드들에 의해 방출되는 광을 혼합하는 장치는, 상부면, 하부면, 및 복수의 측면을 갖는 도광 패널(30)을 더 포함하고, 이 측면들 내로 인쇄 회로 기판(41) 상에 장착된 적색 무기 발광 다이오드(10), 녹색 무기 발광 다이오드(12), 및 청색 무기 발광 다이오드(14)로부터의 광이 커플링된다. 백색 광의 균질한 방출을 위해, 커플링-인된 광이, 커플링-인의 방향에 수직으로 도광 패널에서 산란 중심(scattering centers)에 의해 확산기 표면(도 3에 도시하지 않음)의 방향에서 커플링-아웃된다. 도 1에 도시한 실시예에서처럼, 이 경우 녹색 무기 발광 다이오드(12)들의 개수도 이들의 저 효율로 인해 적색 nLED(10)들 및 청색 nLED(14)들의 개수의 두 배이다.
도 4a는 도 3에 도시한 장치의 회로도로서, 한 개의 공급 전압(70) 및 상이한 색들을 발광하는 nLED들의 3개 세트를 위한 3개의 공급 라인(100, 120, 140)이 존재한다. 스펙트럼의 동일한 영역에서 발광하는 모든 LED들은 이 경우 직렬로 접속되고, 이것은 이 모든 LED들을 통해 동일한 전류가 흐르고 이 모든 LED들이 동일한 광량을 방출한다는 것을 의미한다. 스위치(56), 다이오드(58), 인덕터(66), 및 커패시터(68)는 리듀서(reducer)를 형성한다. 스위치(56)의 적절한 활성화의 결과로, 콘트롤러(74)는 리듀서로부터의 출력 전압(VO)을 기준값(VREF)으로 설정하고, 이를 출력 전압과 비교기(72)에서 비교한다. 스위치들(50, 52, 54)에 의해, 공급 라인들(100, 120, 140) 상의 각 전류들을 시간에 따라 변조한다. 저항기들(60, 62, 64)은 스위치(50, 52, 또는 54)가 스위칭-온될 때 공급 라인들(100, 120, 140) 상의 각 전류들을 결정한다. 적색 nLED(10), 녹색 nLED(12), 및 청색 nLED(14)의 개수의 큰 차이로 인해, 제어 전자 장치는 적색, 녹색, 청색 nLED들을 위한 3개의 공급 라인 상의 크게 상이한 전압 강하들을 다루어야 한다. 이것은 모든 공급 라인들 상에 매우 유사한 전압 강하들이 존재하는 경우보다 전자 장치에 더 많은 요구를 하게 되어, 구동 시스템의 신뢰성 및 생산 비용면에서 부정적임이 명백하다. 3개의 공급 라인(100, 120, 140)들 상의 전압 강하들은 도 4b에 도시한 바와 같이 녹색 nLED(12)들의 일부(공급 라인(122, 124))의 병렬 접속에 의해 서로 매칭될 수 있다. 그러나, 공급 라인(120)을 통해 흐르는 녹색 nLED들을 위한 전체 전류는 개별 녹색 nLED들을 통해 흐르는 전류를 일정하게 유지하기 위해 커야 한다. 그러나, 그 결과로 3개의 공급 라인들을 통해 흐르는 전류들은 매우 상이하게 되며, 이에 따라 크게 상이한 전압 강하들로 인한 단점에 견줄만한 단점이 발생한다. 또한, 2개의 저항기(62, 63)는, 공급 라인(120)을 통한 전류가 충분한 균질성으로 병렬 공급 라인들(122, 124) 상으로 분산되도록 비교적 커야 한다. 도 4a 및 4b에 도시한 회로도는 LED 드라이버 시스템의 실시예들을 나타낸다. 이 회로들뿐만 아니라 다른 가능한 변형예들도 존재하지만, 이들도 상술한 문제점을 겪는다.
평평한 스크린의 백그라운드 라이팅을 위한 도 5에 도시한 실시예는 무기 LED(10, 14)들 및 평면 유기 LED(22)들에 의해 방출되는 광을 혼합하는 장치의 본 발명에 따른 B-B'면에서의 평면도(D) 및 측면도(S)이다. 이 경우, 인쇄 회로 기판(41) 상에 장착된 적색 무기 LED(10) 및 청색 무기 LED(14)로부터의 광은, 도 3에 도시한 바와 같이 측면으로 커플링-인되어 있다. 도 3과 비교할 때, 모든 녹색 무기 LED들이 제거되었지만 적색 및 청색 LED들의 위치 및 개수는 변경되지 않았다. 이 경우, 녹색 광은 평면형으로 발광하는 유기 LED(22)들에 의해 상부 및 하부로부터 커플링-인된다(도 5의 B-B'면의 측면도도 참조)). 유사하게, 도 2의 경우에서와 같이, 도시한 장치는 단지 하나의 가능한 실시예를 나타낼 뿐이며 이러한 LED들의 형태, 위치 또는 개수로 제한되지 않는다.
녹색 유기 LED들의 더욱 높은 효율에 의해 다수의 녹색 유기 LED들(22)이 적색(10) 및 청색(14) LED들의 개수와 매칭될 수 있다. 도 5에 도시한 본 발명에 따른 장치는 도 6에 도시한 바와 같은 LED 드라이버 시스템에 의해 동작될 수 있다. 이러한 방식으로 가능한 매우 유사한 개수의 상이한 색들로 발광하는 LED들을 이용함으로써, 3개의 공급 라인들(100, 120, 140) 상의 전압 강하들 간에 더욱 양호한 밸런스를 얻을 수 있고, 이것은 도 4a 및 4b에 도시하 드라이버 시스템과 비교할 때 제어 전자 장치들에 대한 요구를 줄이게 되어, 구성 요소 비용도 줄이고 드라이버 시스템의 신뢰성을 개선한다.
균질한 백색 광을 생성하기 위한 무기 LED들의 전형적인 장치가 도 7a에 도시되어 있으며, 이것은 도 7b에 도시한 X-X'의 추가 면을 제외하고 도 1에 대응된다. 도 7b는 2개의 인접하는 적색 LED들(10)에 의해 방출된 광(1, 2)의 2개의 원뿔을 나타내는 X-X'면 상에서의 측면도이다. 인접하는 LED들로부터의 동일한 색의 광의 원뿔들이 중첩되기 시작하면 인접하는 적색, 녹색, 청색 LED들에 의해 방출된 광의 균질한 혼합물이 존재한다. 광 경로에 포함되는 임의의 추가 반사기 장치에 의해 완전한 상호혼합(intermixing)이 얻어지는 LED들로부터의 거리는 도 7b에 D1으로 표시되어 있다.
균질한 백색 광을 생성하기 위한 본 발명에 따른 대응 장치가 도 8a에 도시되어 있다. 이 경우, 도 8a와 비교할 때, 녹색 무기 LED들(12)이 한 개의 적색 무기 LED 및 한 개의 청색 무기 LED로 대체되었으며 한 개의 평면형 녹색 유기 LED(22)에 의해 둘러싸여 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 경우에도 둘러싸인다는 용어는 평면도에서 무기 LEE들의 돌출에만 관련된다. 측면에서 볼 때, 무기 LED들은, 방출 방향을 향하여 유기 LED(22)의 위에, 동일한 레벨 상에, 또는 그 아래에 배치될 수 있다. nLED들이 유기 LED(22) 위에 배치된다면, 유기 LED(22)는 nLED들의 돌출된 위치들에서 컷아웃 없는 특정 두께의 연속 영역을 포함할 수도 있다. 도 8b는 Y-Y' 면상에서의 도 8a에 도시한 장치의 측면도이다. 녹색 무기 LED들(12)을 적색이나 청색 nLED들로 대체하기 때문에, 원뿔 형상으로 발광하는 적색(10) 및 청색(14) 무기 LED들은 서로 가깝게 배치된다. 그 결과, 동일한 색의 무기 LED들로부터의 광(3, 4)의 중첩이 D1보다 상당히 짧은 거리(D2)에서 시작된다. 도 8a 및 8b에 도시한 바와 같이 무기 및 유기 LED들의 본 발명에 따른 장치를 이용함으로써, 균질한 광을 방출하기 위한 평면형 광원의 전체 심도를 현저히 줄일 수 있다. 평면형 균질 방출 광원의 전체 심도를 줄이기 위한 특허 출원 EP 03101926에 개시된 바와 같은 복잡한 반사기 장치들은, 그 내부에 미러 측벽들(mirrored side-walls)에서의 다중 반사에 의한 광 혼합을 위해 점 형태로 발광하는 무기 LED들로부터 광의 측면 편향이 존재하며, 평면형으로 발광하는 유기 LED을 전혀 필요로 하지 않을 수 있으며 또는 적어도 평면형으로 발광하는 유기 LED를 위해 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 또다른 실시예가 도 9에 도시되어 있다. 이 경우, 원뿔 형상으로 발광하는 무기 발광 다이오드들 및 평면형으로 발광하는 유기 발광 다이오드들이 도 2 및/또는 도 8a에 도시한 인쇄 회로 기판들(40) 상에 배치되며, 이 인쇄 회로 기판들(40)은 공간에서의 상이한 방향들로 캐리어(5) 상에 장착된다. 공간(6) 체적에서는, 모든 발광 다이오드들로부터 출력되는 색을 갖는 광이 혼합되어 백색 광을 형성하게 된다. 광의 균질한 혼합을 위해 필요한 거리에 장착되는 확산기 표면(34)에 의해 균질한 강도의 광이 넓은 입체각으로 방출된다. 도 2 및 도 8a에 도시한 바와 같이 유기 및 무기 발광 다이오드들의 본 발명에 따른 장치는 이점을 가지면서 더욱 컴팩트한 구조 및 확산기 표면(34)을 위한 더욱 작은 직경을 가능하게 한다. 도 9에 도시한 확산기 표면을 위해 도시한 구 형상은, 단지 일 예일 뿐이며, 다른 실시예에서는 다른 만곡형의 형상 및 물리적으로 연속되는 형상일 수도 있다.
무기 및 평면 유기 LED들의 제조는 당업자에게 알려져 있다. 예를 들어, 스퍼터링, 기상 증착 및 인쇄와 같은 알려져 있는 기술들을 이용하여 무기 LED들을 끼우기 위한 위치에서 컷아웃을 갖는 도 2 및/또는 도 8a에 도시한 바와 같은 구조의 유기 LED들을 제조할 수 있다. 박층 제조 프로세스를 위해, 아직 구조화되지 않은 기판들뿐만 아니라 예를 들어 무기 LED들을 끼우기 위한 위치에서 홀들을 갖는 기판들도 이용할 수 있다. 마스크를 이용하는 코팅 프로세스들, 리소그래픽 및 식각 프로세스들, 및 인쇄 프로세스들에 의해 유기 LED의 층형 구조화를 달성할 수 있다.
명료한 실시예들은 발광체의 가능한 예들을 나타낼 뿐이며 본 발명이 에러한 예들로 한정되지는 않는다.

Claims (11)

  1. 균질한 강도와 색의 광을 방출하는 발광체로서,
    스펙트럼의 제1 영역에서 평면형으로 발광하는 적어도 하나의 유기 발광 다이오드(22)와,
    상기 스펙트럼의 제2 영역에서 원뿔형(1, 2, 3, 4)으로 발광하는 적어도 하나의 무기 발광 다이오드(10, 14)와,
    확산체 표면을 포함하는 모든 상기 발광 다이오드에 의해 방출되는 광을 혼합하는 장치
    를 포함하는 발광체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스펙트럼의 제1 영역에서 평면형으로 발광하는 상기 유기 발광 다이오드(22)는 상기 스펙트럼의 녹색 영역에서 최대로 발광하는 것을 특징으로 하는 발광체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스펙트럼의 제3 영역에서 발광하는 적어도 하나의 무기 발광 다이오드 또는 유기 발광 다이오드
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 발광체에 의해 방출되는 광의 색이 가변될 수 있도록, 상기 스펙트럼의 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역에서 발광하는 각각의 발광 다이오드들을 위한 제1 공급 전압, 제2 공급 전압, 제3 공급 전압이 서로 독립적으로 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 발광체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 스펙트럼의 제2 영역에서 발광하는 상기 발광 다이오드는 상기 스펙트럼의 적색 영역에서 최대로 발광하며, 상기 스펙트럼의 제3 영역에서 발광하는 상기 발광 다이오드는 상기 스펙트럼의 청색 영역에서 최대로 발광하는 것을 특징으로 하는 발광체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스펙트럼의 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역에서 발광하는 상기 발광 다이오드들(10, 22, 14)의 수는 대략 동일한 것을 특징으로 하는 발광체.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 스펙트럼의 적어도 하나의 추가 영역에서 발광하는 무기 발광 다이오드 또는 유기 발광 다이오드
    를 더 포함하는 특징으로 하는 발광체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 발광체에 의해 방출되는 하이 컬러 렌더링 인덱스를 갖는 광의 색이 가변될 수 있도록, 상기 스펙트럼의 적어도 하나의 추가 영역에서 발광하는 상기 발광 다이오드들을 위한 적어도 하나의 추가 공급 전압이 나머지 공급 전압들과 독립적으로 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 발광체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스펙트럼의 제1 영역에서 발광하는 상기 유기 발광 다이오드(22)는 상기 확산체 표면을 직접적으로 조사하기 위한 것이며,
    모든 상기 발광 다이오드에 의해 방출되는 광을 혼합하는 장치는 상기 무기 발광 다이오드(LED)와 상기 확산기 표면 사이에 반사기를 포함하며,
    상기 반사기는 상기 무기 발광 다이오드(10, 14)에 의해 원뿔형(1, 2, 3, 4)으로 방출되는 광을 공간에 분산하기 위한 것을 특징으로 하는 발광체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    모든 상기 발광 다이오드에 의해 방출되는 광을 혼합하는 장치는, 상부면, 하부면, 및 광을 분산, 커플링-인, 커플링-아웃하기 위한 복수의 측면을 갖는 도광 패널(30)을 포함하고,
    상기 무기 발광 다이오드(10, 14)로부터의 광은 적어도 하나의 측면에 의해 커플링-인되며 상기 유기 발광 다이오드(22)로부터의 광은 상기 상부면 및/또는 상기 하부면에 의해 커플링-인되는 것을 특징으로 하는 발광체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    모든 상기 발광 다이오드에 의해 방출되는 광을 혼합하는 장치는, 자체적으로 만곡되어 있으며 물리적으로 연속되는 확산체 표면(34)을 포함하고,
    상기 확산체 표면 내에 배치된 발광 다이오드들은 넓은 입체각을 조명하기 위한 것을 특징으로 하는 발광체.
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