KR20170101942A - 무전극 유기발광장치 및 이를 이용한 lcd 시스템 - Google Patents

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다니엘 알로이시오 놀란
마크 알레한드로 케사다
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Abstract

무전극 OLED 조명기구와 이를 이용한 LCD 시스템이 개시된다. 무전극 OLED 조명은 적어도 하나의 OLED 층을 가진 OLED 구조를 포함하며, 조명기는 전송된 빛으로 OLED 구조를 비추도록 작동하게 배치된다. 전송된 빛은 하나 이상의 OLED 층이 빛을 방출하게 하며, OLED 조명기구로부터 조명을 구성한다. LCD 시스템은 조명을 수용하도록 LCD 패널에 대해 작동하게 배치된 무전극 OLED 조명 기구를 포함한다. OLED 층은 분할될 수 있고, 각각의 분할된 세그먼트는 빛의 원색을 방출한다. OLED 세그먼트는 디스플레이 이미지를 형성하기 위해 픽셀을 형성하도록 LCD 패널의 셀과 정렬된다. LCD 시스템은 "꺼진" 상태인 경우 검정색이 아닌 배경 색을 갖도록 구성될 수 있다. 조명과 디스플레이 빛을 형성하는 방법이 또한 개시된다.

Description

무전극 유기발광장치 및 이를 이용한 LCD 시스템{ELECTRODELESS ORGANIC LIGHT-EMITTING DEVICE AND LCD SYSTEMS USING SAME}
본 출원은, 35 U.S.C. 119 하에서, 2015년 1월 6일에 제출된 미국 가출원 번호 62/100,288의 우선권을 주장하며, 그 내용은 참조를 위해 본 명세서에 모두 포함된다.
본 발명은 유기발광장치(OLEDs)에 대한 것이며, 구체적으로, 무전극 OLED 조명 기구(luminaire)와 이를 이용한 액정 디스플레이 장치(LCD) 시스템에 대한 것이다.
OLED는 유기 재료의 각각의 면에 배치된 투명 전극으로부터 전류를 받을 때 유기 재료(필름)의 전자 발광(electroluminescence)에 의존하는 발광 장치의 한 형태이다. 뛰어난 발광 특성으로 인해, OLED는 다양한 디스플레이 분야에 대한 광원으로서 매력적이다.
LCD와 같은 특정 유형의 디스플레이는 디스플레이 광원으로서 광원 또는 "백라이트(backlights)"를 사용한다. LCD에서, 전기로 다룰 수 있는 적색, 녹색 및 청색 서브-픽셀(sub-pixels)로 구성된 액정 기반 픽셀(pixel)은 각 서브-픽셀에서 액정 물질의 편광(polarization)을 변화시킴으로써 그들 각각의 색의 상이한 양을 방출하는데 사용된다.
OLED는 예컨대, "백색" 광을 발생할 수 있는, 가시 스펙트럼에서의 광범위한 색상에 걸쳐 빛을 방출할 수 있기 때문에 LCD와 같은 디스플레이를 위한 조명 기구를 형성하는데 사용될 수 있다. 그러나, 상업적으로 실행 가능한 OLED 조명 기구를 제작하는 데 문제가 되는, OLED가 가진 많은 기술적 문제가 있다. 하나의 기술적 문제는 OLED에 의해 방출된 빛의 최대 80%가 유기층에 갇혀 있게 된다는 것이다. OLED의 발광 효율을 개선하기 위한 추출 방법이 개발되어 왔지만, 추출이 빠르게 일어나야하며 그렇지 않으면 OLED 구조의 음극이 플라스몬 모드(plasmon mode)의 빛을 흡수하게 될 것이다.
다른 문제점은 복잡한 OLED 구조이다. OLED 구조는 다수의 적층된 층으로 구성되며, 전극이 유기층으로부터 효율적으로 발광할 수 있도록 배치될 필요가 있다. 7개에서 10개의 많은 층이 정교하게 배치되어야 한다. 다른 문제점은 전술한 전도성 전극에 대한 필요성이다. 양극 및 음극(The anode and the cathode)은 보통 전도성 재료의 층으로 배치된다. 빛이 보통 방출되는, 양극은 통상적으로 인듐 주석 산화물(indium tin oxide) 또는 ITO 같은 투명 전도성 산화물(TCO) 층으로 이루어지며, 150nm 두께를 갖는다. 다른 문제점은 OLED 재료의 수명이며, 이는 비효율적인 발광 공정으로 인해 부분적으로 제한되며, 더 높은 전극 여기(excitation)를 필요하게 만든다. 모든 이러한 문제점들은 엄청난 비용과 제한된 수명을 가진 비효율적인 OLED 기반 조명 기구를 야기한다.
본 발명의 실시예는 유기층의 전자 여기(electrical excitation)를 위한 전극을 채용하지 않는 대신 유기층의 광학 여기를 채용한 OLED 조명 기구에 대한 것이다. 전기적으로 여기된 OLED는 유기층의 두께 변화에 매우 민감하다. 이는 큰 전압이 이 층에 가해지고 어떤 두께의 변화가 얇은 부분에서의 저항을 감소시키기 때문이다. 이는 두꺼운 부분에 대한 얇은 부분의 전류를 증가시키고, 얇은 부분이 더 빨리 연소되게 한다.
OLED 층의 광학 여기는 광원으로부터 OLED 구조로 빛을 전송하도록 구성된 투명 유리 패널과 같은 광-전송 부재를 구비한 조명 기구에 의해 가능하다. 상기 전송된 빛은 OLED 분자에 의해 흡수되고, 이후 형광 발광을 통해 빛을 방출한다. OLED 재료 선택에 따라, 방출된 빛의 선택 파장이 생성될 수 있다. 선택 파장이 원색(primary color)을 포함하는 경우, 조명(illumination)은 백색 빛을 포함하는, 색 영역 내에서 색을 가진 빛을 발생하도록 구성될 수 있다. OLED 구조에 포함된 백색 확산 코팅(white diffusive coating)은 전송된 빛과 방출된 OLED 빛을 반사시키는데 사용될 수 있다. 선택적 추출 층은 OLED 구조에 채용될 수 있지만, 일부 실시예에서, OLED 층이 LCD 시스템을 형성하기 위해 LCD 패널에 가능한 가까이 배치될 수 있도록 선택적 추출 층이 사용되지 않는다.
본 발명의 다른 실시예는 하나 이상의 OLED 층을 가진 OLED 구조를 포함하는 무전극 OLED 조명 기구와, 전송된 빛으로 OLED 구조를 비추도록 작동하게 배치된 조명(illuminator)에 대한 것이다. 전송된 빛은 하나 이상의 OLED 층이 조명을 구성하는 빛을 방출하게 한다. LCD 시스템은 LCD 패널에 대해 작동하게 배치된 무전극 OLED 조명 기구를 구비한다. OLED 층은 빛의 원색을 방출하는 각각의 세그먼트(segment)로 분할될 수 있다. 하나의 실시예에서 서브-픽셀로 여겨질 수 있는 OLED 세그먼트는 디스플레이 이미지를 형성하기 위한 픽셀을 형성하도록 LCD 패널의 셀(cell)과 정렬된다. LCD 시스템은 "꺼짐(off)" 또는 "배경(background)" 상태일 때 검정색이 아닌 배경색을 갖도록 구성될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예는 조명(illumination)을 방출하며 다음을 포함하는 조명 기구 장치이다: 제1 파장을 가진 제1 빛(light)을 발생하는 적어도 하나의 광원을 가지며, 상기 광원은 광-전송 부재에 작동하게 연결되고, 이는 제1 빛을 수용하고 그로부터 전송된 빛을 형성하는, 조명기(illuminator)와; 광-전송 부재에 인접하게 작동하게 배치되며, 상기 OLED 구조가 전송된 빛으로 조사될 때 빛을 방출하는 적어도 하나의 유기층을 가진, 유기 발광 장치(OLED), 여기서 상기 OLED 구조는 어떤 전도성 전극을 포함하지 않으며; 그리고, OLED 구조로부터 방출된 빛은 조명을 구성한다.
본 발명의 다른 실시예는, 광-전송 부재가 적어도 하나의 타입의 광-전송 특성을 가진 제1 빛(light)을 실질적으로 투과시키는 평평한 시트를 구비한, 전술한 조명 기구 장치이다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치이며, 여기서, 적어도 한 유형의 광-전송 특성은, 광-전송 층, 표면 거칠기, 내부 공극률, 내부 입자 및 내부, 내부 굴절률 변화를 포함하는 광-전송 특성의 그룹에서 선택된다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치이며, 여기서 제1 파장은 청색 또는 보라색 파장을 갖는다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치이며, 여기서 적어도 하나의 유기층은 각각의 유기층이 전송된 빛에 의해 조사된 경우 상이한 파장의 빛을 방출하는, 다중 유기층을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치이며, 여기서, 다중 유기층은 각각: i) 적색 및 녹색 빛 중 하나, 또는 ii) 적색, 녹색 및 청색 빛 중 하나를 방출한다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치로서, 여기서, OLED 구조는 적어도 하나의 유기층 주위에 작동하게 배치된 밀봉 구조를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치를 포함하는 디스플레이 시스템과, 조명 기구로부터 조명을 수용하기 위해 조명 기구 장치 근처에 작동하게 배치된 LCD 패널이다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 디스플레이 시스템으로서, 상기 디스플레이 시스템이 백색 배경, 착색된 배경 및 반투명한 배경 중 하나를 제공하는 배경 상태를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치로서, OLED 구조는 대향하는 전방 및 후방 표면을 포함하고, 광-전송 부재가 상기 OLED 구조의 전방 표면에 인접하여 작동하게 배치되고, 상기 조명 빛이 OLED 구조의 전면을 통해 그리고 광-전송 부재를 통해 전달된다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치이며, 여기서, OLED 구조가 광-전송 부재와 대향하는 측면 상의 적어도 하나의 유기층에 인접하게 배치된 광-전송 층을 포함하여, 광-전송 부재 및 광-전송 층은 적어도 하나의 유기층을 사이에 끼운다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치이며, 여기서, 적어도 하나의 OLED 층은 그 안에 갇혀있는 빛을 발생하며, 광-전송 층은 적어도 하나의 유기층과 밀접하게 접촉하여 배치된 거친 표면을 포함하고, 상기 거친 표면은 적어도 하나의 유기층으로부터 갇힌 빛의 추출을 용이하게 하는 표면 거칠기를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치이며, 여기서 광-전송 층의 거친 표면의 표면 조도의 값은 50 nm 제곱 평균 제곱근(RMS)보다 크며 2 ㎛ 미만의 주기를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치이며, 여기서 OLED 구조는 대향하는 전방 및 후방 측면을 포함하며, 상기 광-전송 부재는 상기 OLED 구조의 후방 측에 인접하여 작동 가능하게 배치되며, 상기 전송된 빛은 상기 OLED 구조의 후면을 통해 진행하고, 상기 조명은 상기 OLED 구조로부터 OLED 구조의 전방 측을 통하여 방출된다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치이며, 여기서 OLED 구조에 대향하는 광-전송 부재의 측면 상에 확산 반사 층을 추가로 구비한다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 조명 기구 장치를 포함하는 디스플레이 시스템과, 상기 조명 기구로부터 조명을 수용하기 위해 상기 조명 기구 장치에 인접하게 작동하게 배치된 LCD 패널이다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 디스플레이 시스템이며, 여기서 LCD 패널은 거기를 통해 빛의 전송을 제어하도록 구성된 셀의 배열을 포함하며, 적어도 하나의 유기층은 세그먼트의 배열을 가진 분할된 유기층을 구비하며, 상기 각각의 세그먼트는 LCD 패널의 상응하는 셀과 정렬된다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 디스플레이 시스템이며, 여기서 각각의 세그먼트는 원색 파장을 가진 빛을 방출한다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 디스플레이 시스템이며, 여기서 전송된 빛은 청색이며, 각각의 세그먼트는 적색 및 녹색 원색 빛 중 하나를 방출하고, 분할된 유기층은 LCD 패널의 상응하는 셀과 정렬되고 청색 전송된 빛을 통과시키는 개방부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 디스플레이 시스템이며, 여기서 디스플레이 시스템은 뷰어(viewer) 측면을 가지며, 분할된 유기층은 LCD 패널의 뷰어 측에 존재한다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 디스플레이 시스템이며, 여기서 디스플레이 시스템은 밀봉 구조로 둘러싸인다.
본 발명의 다른 실시예는 조명을 형성하는 방법이며, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다: 전방 및 후방 표면을 가진 OLED 구조와 제1 파장의 빛으로 조사될 때 빛을 방출하는 적어도 하나의 유기층을 제공하는 단계로서, 상기 OLED 구조는 어떤 전도성 전극을 포함하지 않으며; 적어도 하나의 유기층이 OLED 구조의 전방 표면으로부터 빛을 방출하게 하도록 OLED 구조의 전방 또는 후방 표면 중 하나를 통해 적어도 하나의 유기층을 비추기 위해 제1 파장의 제1 빛을 발생하고 제1 빛을 전송하는 단계로서, 상기 방출된 빛은 조명을 구성한다.
본 발명의 다른 실시예는 조명을 형성하는 방법이며, 상기 제1 빛을 전송하는 단계는 적어도 하나의 타입의 광-전송 특성을 포함하는 광-전송 부재를 통한 제1 빛을 보내는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 OLED 구조의 적어도 일부분을 밀봉 구조로 둘러싸는 단계를 포함하는, 조명을 형성하는 방법이다.
본 발명의 다른 실시예는 디스플레이 광을 형성하기 위해 LCD 패널을 통해 조명을 지향하는 단계를 추가로 포함하는, 전술한 방법이다.
본 발명의 다른 실시예는 조명을 형성하는 방법이며, 여기서 디스플레이 광은 백색 빛 또는 색채를 가진 빛으로서 배경 상태로 제공된다.
본 발명의 다른 실시예는 조명을 형성하는 방법이며, 이는 적어도 하나의 유기층의 조사를 종료하는 단계와 LCD 패널을 실질적으로 반투명하도록 구성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 조명을 형성하는 방법이며, 여기서 OLED 층은 세그먼트를 포함하며, 각각의 세그먼트는 전송된 빛이 조사될 때 2개 또는 3개의 원색 파장 중 하나의 파장을 가진 빛을 방출하며, 상기 각 세그먼트에서 방출된 빛은 OLED 구조에 인접하게 배치된 LCD 패널의 적어도 하나의 셀을 통과하여 지나간다.
본 발명의 다른 실시예는 조명을 형성하는 방법이며, 여기서 각각의 세그먼트는 적색 또는 녹색 빛을 방출하며, OLED 층은 조명 빛이 통과해 지나갈 수 있는 개구부를 구비하고, 조명은 청색 빛이다.
본 발명의 다른 실시예는 조명을 형성하는 방법이며, 여기서 OLED 층은 세그먼트를 구비하며, 각각의 세그먼트는 전송된 빛에 의해 조사될 때 2개 또는 3개의 원색 파장 중 하나의 파장을 가진 빛을 방출하며, 조명은 LCD 패널의 적어도 하나의 셀을 통해 지나가고 이후 OLED 층의 적어도 하나의 세그먼트를 조사한다.
본 발명의 다른 실시예는 조명을 형성하는 방법이며, 여기서 각각의 세그먼트는 적색 또는 녹색 빛을 방출하고, OLED 층은 조명 빛이 통해 지나갈 수 있는 개구부를 포함하고, 조명은 청색 빛이다.
본 발명의 특정 실시예에 대한 다음의 상세한 설명은 동일한 도면 부호가 동일한 도면 부호로 표시되어 있는 다음의 도면과 함께 읽혀질 때 가장 잘 이해될 수 있다. 직교 좌표는 참조 및 용이한 설명을 위해 일부 도면에 포함되어 있으며 방향 또는 방향을 제한하려는 의도가 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 무전극 OLED 조명 기구의 예시에 대한 측면도이다.
도 2는 도 1의 무전극 OLED 조명 기구의 부분 분해도이다.
도 3a 및 3b는 무전극 OLED 조명 기구의 조명의 광-전송 부재에 대한 예시의 정면도이다.
도 4a에서 4c는 광-전송 부재의 바닥 가장자리에 광학적으로 연결된 예시의 광원의 근접도이다.
도 5a는 전방 표면 상에 광-전송 층을 가진 광-전송 부재의 근접 단면도이다.
도 5b는 도 5a와 유사하며 광-전송 부재가 표면 거칠기를 갖는 예시를 나타낸다.
도 5c는 도 5b와 유사하며, 광-전송 부재의 본체 내의 3개의 상이한 타입의 광-전송 특성을 나타낸다.
도 6은 무전극 OLED 구조의 부분적 분해도이며, OLED 재료 층은 각각 상이한 색의 빛을 방출하는 3개의 유기층을 포함한다.
도 7a 및 7b는 OLED 조명 기구의 일반적 작동을 나타내는 무전극 OLED 조명 기구의 예시에 대한 단면도이다.
도 8a는 백라이트로서 이곳에 개시된 무전극 OLED 조명 기구를 활용하는 예시의 LCD 시스템의 분해도이다.
도 8b는 도 8a의 LCD 시스템의 부분 분해도이며 이는 조명과 디스플레이 광의 분기 특성을 나타낸다.
도 9a는 무전극 OLED 조명 기구의 예시에 대한 측면도이며, 광-전송 부재는 OLED 구조 뒤에 배치된다.
도 9b는 도 9a의 무전극 OLED 조명 기구 예시의 부분 분해도이다.
도 10a는 백라이트로서 도 9a 및 9b의 무전극 OLED 조명 기구를 활용하는 예시의 LCD 시스템에 대한 분해 측면도이며, 도 10b은 분해되지 않은 측면도이다.
도 11은 OLED 층의 분할된 구조와 LCD 패널의 셀 구조를 보여주는 도 9a 및 9b의 예시의 LCD 시스템에 대한 분해도이다.
도 12는 예시의 유기층의 전면도이며, 분할된 구조가 픽셀을 형성하는 그룹 서브 픽셀을 통해 형성된다.
도 13은 도 11의 LCD 시스템에 대한 단면도이며, 이는 LCD 패널의 셀과 정렬된 OLED 구조의 유기층의 서브-픽셀(세그먼트)을 나타내며 또한 디스플레이 광을 형성하기 위해 조명으로부터의 광이 어떻게 처리되는지를 나타낸다.
도 14는 도 11의 LCD 시스템에 대한 근접 단면도이며, 이는 유기층의 세그먼트 또는 서브-픽셀에서 방출된 광이 어떻게 기판을 통해 지나가고 이후 LCD 패널의 상응하는(정렬된) 셀을 통과하는지에 대한 예시를 나타낸다.
도 15a는 도 10과 유사한 LCD 시스템의 예시에 대한 분해 측면도이며, 도 15b는 분해되지 않은 측면도이고, 그러나 유기 구조는 LCD 시스템의 전면 또는 뷰어 측면에 있다.
도 16a는 도 13과 유사하며 LCD 패널의 셀과 정렬된 OLED 구조의 유기층의 서브-픽셀(세그먼트)을 나타내고 또한 조명으로부터의 빛이 어떻게 디스플레이 광을 형성하도록 처리되는지를 나타낸다.
도 16b는 도 16a와 유사하지만 개방부보다 유기층의 청색 방출 세그먼트를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 예시의 무전극 OLED 조명 기구 장치(10, luminaire)(OLED 조명 기구)에 대한 측면도이고 도 2는 분해된 측면도이다. OLED 조명 기구(10)는 전방 측면(12)과 후방 측면(14)을 포함하며, OLED 조명(15)("조명")이 전방 측면에서 방출된다. OLED 조명 기구(10)는 무전극 OLED 구조(200)에 대해 작동하게 배치된 조명 시스템(100, 조명기(illuminator))를 구비한다. 조명기(100)는 광-전송 부재(150)에 광학적으로 연결된 하나 이상의 광원(112)을 가진 광원 시스템(110)을 포함한다. 하나의 예시에서, 다중 광원(112)은 하기 설명된 것처럼, 광-전송 부재(150)에 대해 하나 이상의 배열로 배치된다.
광원(112)은 각각 빛(114)을 방출한다. 설명에서 하기 "빛(114)"은 또한 "빛 빔(114, light beam)"로도 나타낸다. 하나의 예시에서, 조명기(100)는 모두 실질적으로 같은 파장의 빛(114)을 방출하는 다중 광원(112)을 포함한다. 다른 예시에서, 조명기(100)는 다중 광원(112)를 포함하고, 각각의 광원은 빛(114)을 방출하며, 빛은 2개 이상의 상이한 파장으로부터 선택된 단일 파장을 갖는다. 하나의 예시에서, 하나 이상의 광원(112)은 레이져이며, 다른 하나의 예시에서, 이는 레이저 다이오드(laser diodes)이다. 하나의 예시에서, 하나 이상의 광원(112)은 하나 이상의 청색 레이저 다이오드 또는 하나 이상의 자외선 레이저 다이오드를 포함할 수 있다. 하나의 예시에서 다중 광원(112)이 사용되고, 각각의 광원은 2개 이상의 상이한 유형의 레이저 다이오드로부터 선택된 한 타입의 레이저 다이오드일 수 있으며, 이는 각각 2개 이상의 상이한 빛(114)의 파장을 방출한다.
도 3a 및 3b는 광-전송 부재(150)의 예시에 대한 전면도이다. 도 2 및 도 3a 및 3b를 참고하여, 하나의 예시에서, 광-전송 부재(150)는 본체(151), 전방 측면(전방 표면)(152), 후방 측면(후방 표면)(154), 상부 가장자리(156t), 바닥 가장자리(156b), 및 측면 가장자리(156s)을 포함하는 일반적으로 투명한 시트(150S)를 구비한다. 하나의 예시에서, 투명 시트(150S)는 하기 설명된 것처럼, 실질적으로 빛의 가시 파장 뿐만아니라 빛의 자외선 파장까지 투과한다. 하나의 예시에서, 투명 시트(150S)는 저-알칼리성 유리(low-alkaline glass)로 구성되고, 이는 실질적으로 350nm만큼 낮은 UV 빛을 투과시킨다. 다른 예시에서, 투명 시트(150S)는 용융된 실리카(silica) 또는 불화칼슘(calcium fluoride)으로 이루어지며, 이들 재료는 약 190㎚까지 우수한 광 투과성을 갖는다.
도 3a는 예시의 광원 시스템(110)을 나타내고 광원(112)은 광-전송 부재(150)의 바닥 가장자리(156b)를 따라 배치된다. 하나의 예시에서, 광원(112)은 각각의 광원의 활성화를 제어하는 제어기(116)(예, 마이크로컨트롤러(microcontroller))에 전기적으로 연결된다. 도 3b는 예시의 광원 시스템(110)을 나타내고 광원(112)은 바닥 가장자리(156b), 상부 가장자리(156t) 및 측면 가장자리(156s)를 따라 배치된다. 하나의 예시에서, 광원 시스템(110)은 바닥 가장자리(156b), 상부 가장자리(156t) 및 측면 가장자리(156s) 중 적어도 하나와 인접하게 작동하게 배치된다.
도 4a에서 4b는 광-전송 부재(150)의 바닥 가장자리(156b)에 광학적으로 연결되고 광-전송 부재의 본체(151)로 빛 빔(114)을 방출하는 예시의 광원(112)에 대한 근접도이다. 하나의 예시에서, 빛 빔(114)은 분기한다. 도 4a에서, 광원(112)은 광-전송 부재(150)의 바닥 가장자리(156b)에 연결된다. 도 4b는 도 4a와 동일하며 추가적으로 광-전송 부재(150)의 본체(151)로 효과적인 빛(114)의 가장자리 연결을 용이하게 하도록 광원(112)과 바닥 가장자리(156b) 사이에 작동하게 배치된 굴절률 정합 재료(예, 굴절률 정합 유체)를 구비한다. 도 4c는 광학 시스템(160)이 본체(151)로 빛(114)의 연결을 용이하게 하도록 광-전송 부재의 바닥 가장자리(156b)와 광원(112) 사이에 작동하게 배치된 점 외에 도 4a 및 4b와 유사하다. 하나의 예시에서, 광학 시스템(160)은 광-전송 부재(150)의 본체(151) 내에 빛 빔(114)의 빔 분기 각도 θ를 형성하도록 구성된 하나 이상의 광학 요소(162)를 구비한다. 하나의 예시에서, 빔 분기 각도 θ는 빛 빔(114)이 일반적으로 전방 및 후방 표면 (152 및 154)에서의 전체 내부 반사에 의해 본체(151) 내에 갇히는 것이다.
광-전송 부재(150)는 전송된 또는 "편향된" 빛(114D)으로서 후방 표면(154) 밖으로 본체(151) 내로 진행하는 빛(114)의 적어도 일부를 전송하도록 구성된다. 하나의 예시에서, 광-전송 부재(150)는 하나 이상의 상이한 유형의 광-전송 특성을 포함한다.
도 5a는 광 전송 부재의 본체(151)가 일반적으로 투명하며 빛(114)의 파장에서 상대적으로 낮은 감쇠를 가지며, 전방 표면(152)이 광-전송 특성으로서 광-전송 층(170)을 포함하는 예시를 나타내는 광-전송 부재(150)의 근접 단면도이다. 하나의 예시에서, 광-전송 층(170)은 그렇지 않으면 전방 표면(152)으로부터 전체적으로 내부로 반사할 산란 또는 확산 빛(114)으로 구성되어, 후방 표면(154)을 나가는 전송된 빛(114D)을 형성한다. 전송된 빛(114D)은 OLED 구조(200)를 향해 이동하며, 이는 하기에서 설명된다. 예시의 광-전송 층(170)은 지르코니아(zirconia) 나노입자와 같은 광 산란 입자를 포함한다.
도 5b는 도 5a와 유사하며 광-전송 부재의 예시를 나타내며 전방 표면(152)은 후방 표면(154)을 나가는 전송된 빛(114D)을 형성하기 위헤 거기에서 산란된 빛(114)을 야기하는 표면 거칠기 σ(예, RMS 표면 거칠기)에 의해 형성된 거친 표면이다. 하나의 예시에서, 표면 거칠기 σ는 50nm에서 250nm의 범위에 있다. 따라서, 하나의 예시에서, 광-전송 부재(150)의 광-전송 특성은 광-전송 부재(150)의 거친 표면(예, 거친 전방 표면(152))을 포함한다.
도 5c는 도 5b와 유사하며 실시예를 나타내며 여기서 광-전송 부재(150)의 본체(151)는 빛(114)의 일부가 전송된 빛으로서 광-전송 부재의 후방(154) 밖으로 전송되게 하는 내부 광-전송 특성(180)의 하나 이상의 유형을 포함한다. 하나의 예시에서, 내부 광-전송 특성(180)은 도 5c의 3개의 확대도에 각각 나타난 것처럼, 공극(182), 입자(184), 또는 굴절률 변화(186)와 같은 빛-산란 또는 빛-확산 요소 또는 구조를 포함한다. 본체(151) 내의 광-전송 특성(180)은 모두 동일한 유형일 필요는 없다. 하나의 예시에서, 내부 광-전송 특성(180)은 무작위로 배치되고, 반면 다른 예시에서 이는 준-무작위로 배치될 수 있으며, 예컨대, 그 분포는 주기 성분과 무작위 성분에 의해 형성될 수 있다. 도 5a 내지 5c에서, 전송된 빛(114D)은 설명의 편의상 화살표로 나타낸다. 실제로, 전송된 빛은 일반적으로 평행화되지 않으며 상대적으로 넓은 범위의 각도에 걸쳐 후방 표면(154)으로 빠져나간다.
도 2를 다시 참고하여, OLED 구조(200)는 전방 표면(202)과 후방 표면(204)을 구비하며, 하나의 예시에서, 전방 표면에서 후방 표면으로의 순서로, 투명 기판(210), 선택 추출 층(230), 적어도 하나의 발광 유기 재료 층(유기층)(250), 및 광-전송 층(280)을 포함한다. 투명 기판(210)은 유리로 만들어질 수 있다. 유기층(250)은, Alq3과 같은, 전송된 빛(114)이 조사되면 빛(254)을 방출하는 유기 재료로 만들어진다. 추출층(230)은 유기층(250)에서 발생된 빛(254)의 추출을 향상시키도록 구성되며 그렇지 않으면 유기층 내에 한정된 채로 남아있게 된다. 추출층(230)에 대한 예시 구성은 미국 특허 8,538,224호와, 미국 특허 공개 2009/0015142호, 그리고 미국 가출원 번호 62/068190호에 개시된다. OLED(250)로부터 방출되고 발생된 빛은 (254)로 표시된다. 도 2의 OLED 조명 기구의 예시 구성에서, 광-전송 부재(210)와 광-전송 층(280)은 그 사이에 유기층(250)을 끼워넣으며, 광-전송 층은 유기층의 후방 측과 밀접하게 접촉된다.
예시에서, OLED 구조(250)를 포함하는 OLED 조명 기구(10)의 적어도 일부분은 도 1 및 도 6, 7a, 8a, 9a 및 10b 및 15b에 도시된 것처럼, 밀봉 구조(290)로 둘러싸인다. 용접 밀폐를 형성하고 광-산화, 광-표백 및 급속 퇴색과 같은, 해로운 환경 영향을 줄이도록 구성된 밀봉 구조(290) 는 OLED 구조의 성능에 실질적으로 영향을 줄 수 있다. 도 2에 도시된 예시에서, 밀봉 구조(290)는 투명 기판(210), 추출층(230), 유기층(250), 및 광-전송 층(280)을 싸고 있는 것으로 도시된다. 도 6에 도시된 다른 예시(바로 아래에서 소개되고 설명된)에서, 밀봉 구조(290)는 유기층(250)을 둘러싼다. 밀봉 구조(290)는 당업계에 알려진 밀봉 구조의 임의의 유형일 수 있다. 밀봉 구조(290)의 예시 유형은 프릿 실(frit seal), 스퍼터(sputter)-기반 캡슐화 구조 및 레이저-용접 구조를 포함할 수 있다. 밀봉 구조(290)의 예시 재료는 금속, 유리 및 플라스틱을 포함한다. 한 예시에서, 밀봉 구조(290)는 게터(getter) 재료와 같은 재료를 함유할 수 있으며, 이는 환경 영향으로 인한 악화 속도를 줄인다.
도 6은 OLED 층(250)이 전송된 빛(114)이 조사되면 각각 적색, 청색 및 녹색 빛(254R, 254G 및 254B)을 방출하는 3개의 유기층(250R, 250G 및 250B)을 포함하는 예시를 나타내는 무전극 OLED 구조(200)의 부분 분해도이다. 하나의 예시에서, 유기층(250R, 250G 및 250B)은 전술한 재료 ALq3의 상이한 제형을 포함하며, 각각의 층은 전송된 빛(114D)이 조사되면, 적색, 청색 및 녹색 광(254R, 254G 및 254B)을 발생(방출)하기 위한 흡수 및 방출 특성을 갖도록 구성된다. 하나의 예시에서, 조사된 빛(114D)은 350nm와 같은 자외선 파장을 가지며, 이는 각각의 유기층(250R, 250G 및 250G)으로부터 적색, 청색 및 녹색 광(254R, 254G 및 254B)의 발생 및 방출을 야기하도록 제공된다. 다른 예시에서, 전송된 빛(114)은 3개의 상이한 파장을 가지며, 각각의 파장은 유기층(250R, 250G 및 250B) 중 하나의 최적 또는 거의 최적의 흡수 파장에 상응하게 선택된다.
무전극 OLED 구조(200)의 중요한 특징은 음극 층이나 양극 층을 포함하지 않는다는 것이며, 즉, 무전극 OLED 구조는 당업계에 전극으로서 지칭되는 어떤 전기 연결도 갖지 않는다. 이는 OLED 구조(200)가 조명기(100)로부터 전송된 빛(114D)에 의해 시각적으로 활성화되어서 빛(254)의 방출을 야기하기 위해 적어도 하나의 유기층(250)을 활성화하기 위한 전도 요소를 필요로 하지 않기 때문이다.
하나의 실시예에서, 광-전송 층(280)은 실질적으로 같은 양으로 가시 파장 범위에서 빛을 확산하는 백색 확산 재료(예, 백색 페인트 등)로 이루어진다. 하나의 예시에서, 백색 확산 재료는 OLED 층(250)에 의해 발생되지만 OLED 층에 갇힌 채 남아있는 색을 가진 빛(254)의 추출을 높이기 위해 거칠 수 있다(즉, 표면 거칠기의 양을 가질 수 있다). 어떤 금속 전극도 채용되지 않기 때문에, 거친 전도 표면으로 인한 해로운 표면 플라즈몬 분극을 발생시킬 가능성이 제거된다. 거칠기는 추출을 높이기 위해 2㎛보다 작은 주기로 50nm RMS보다 더 클 수 있다. 이러한 상대적으로 큰 표면 거칠기의 양은 허용되지 않는데, 그 이유는 단락을 야기할 높은 전극 전압이 없기 때문에 수명에 악영향을 미치기 때문이다.
도 7a는 OLED 조명기구의 일반적인 작동을 나타내는 예시의 OLED 조명기구(10)의 단면이다. 빛(114)은 광원 시스템(110)의 광원(112)에 의해 그리고 광-전송 부재로 y-방향으로 방출된다. 빛(114)은 도시된 예시에서 유리 기판(210), 추출 층(230) 통해 그리고 유기층(250)으로 일반적으로 x-방향으로 이동하는 전송된 빛(114D)을 형성하기 위해 광-전송 부재(150)에 의해 전송된다. 밀봉 구조(290)의 예시는 또한 OLED 조명기구(10)의 일부로서 도시된다.
전술한 것처럼, 전송된 빛(114D)은 유기층(250)이 빛(254)을 발생(방출)하게 하는 적어도 하나의 파장을 갖는다. 하나의 예시에서, 빛(254)은 하나 이상의 파장을 가지며, 또한 하나의 예시에서 빛(254)이 "백색" 빛을 구성할 수 있도록 충분한 양의 적색, 녹색 및 청색 빛(254R, 254G 및 254B)을 가질 수 있다. 실제로, 전송된 빛(114D)은 상대적으로 큰 범위의 각도에 걸쳐 이동하지만, 이는 유기층(250) 내에 빛(254)의 방출에 악영향을 미치지 않으며, 예컨대, 실질적으로 모든 방향으로 균일하게, 광범위한 각도에 걸쳐 빛 방출이 일어난다. 그러나, 유기층에 의해 발생된 대부분의 빛(254)은 유기층 내에 포획되게 된다. 추출층(230)의 사용은 실제로 유기층(250)을 떠나는 방출된 빛(254)의 양을 증가시킨다.
유기층(250)의 유기 물질에 의해 흡수되지 않은 전송된 빛(114D)의 일부분은 거기를 통하여 이동하고 광-전송 층(280) 상에 입사되고 전송된 빛의 일부를 유기층으로 다시 지향시켜, 유기층으로부터의 빛 방출을 증가시킨다. 유기층에 의해 발생된 빛(254)의 일부는 또한 방출되고 광-전송 층(280)으로 입사되고 그에 의해 전송되며, 상기 방출된 빛의 일부는 유기층(250)을 통해 다시 이동하도록 전송되게 한다. 한편, 선택적 추출 층(230)은 광-전송 부재(250)를 향해 x-방향으로 다시 이동하는 방출된 빛(254)의 양을 높이도록 작용한다. 다른 예시에서, 광-전송 층(280)은 전술한 방식으로 광-추출 층으로서 제공되어, 광-추출 층(230)에 대한 필요성을 없앤다.
OLED 구조(200)로부터 방출된 빛(254)은 광-전송 부재(250)를 통해 이동하고 조명(15)을 형성한다. 방출된 빛(254)은 광-전송 부재(150)를 통과할 때 보통 일부 전송을 겪게 된다. 이러한 전송은 방출된 빛(254)이 상대적으로 넓은 범위의 각도에 걸쳐 이동하기 때문에 OLED 조명(15)의 품질을 실질적으로 손상시키지 않으며, OLED 조명(15)이 또한 도 7b에 도시된 것처럼, 상대적으로 넓은 범위의 각도에 걸쳐 이동한다.
도 8a는 LCD 시스템이 보여지는 관찰자 측 VS를 갖는 예시의 LCD 시스템(300)의 분해 측면을 나타낸다. LCD 시스템(300)은 백라이트로서 제공되기 위한 LCD 패널(400)에 대해 작동하게 배치된 OLED 조명기구(10)를 포함한다. 예시의 밀봉 구조(290)는 전체 LCD 시스템(300)을 감싸는 것으로 도시된다.
도 8b는 도 8a의 LCD 시스템의 부분 분해도이다. 전술한 것처럼, 조명기(100)는 도시된 예시에서 OLED 구조(200)로 -z 방향으로 이동하는, 전송된 빛(114D)을 발생한다. 대응으로, OLED 구조(200)는 전술한 것처럼 방출된 빛(254)을 발생한다. 방출된 빛(254)은 조명(15)을 구성하는, 전송된 방출된 빛(254)를 형성하기 위해 광-전송 부재(150)를 통해 보통 +z 방향으로 이동한다. 따라서, OLED 조명(15)은 LCD 패널(400)을 역-비추기 위해 제공된다. LCD 패널(400)은 하기 설명된 것과 같은 광-제어 스위치 또는 셀(cell)의 배열을 포함하며, 하나의 예시에서 디스플레이 이미지를 형성하는, 당업계에 공지된 방식으로 디스플레이 빛(415)을 발생하기 위해 조명(15)을 조절하도록 작동한다.
도 9a는 도 1과 유사하며 OLED 조명기구(10)의 실시예를 나타내며, 조명기(100)는 OLED 구조(200)의 후방 측면(204)에 인접한다(즉, OLED 구조 뒤에 배치된다). 도 9b는 도 2와 유사하며, 조명기(100)와 OLED 구조(200)의 구성을 더욱 자세하게 나타낸다. 상기 실시예에서, 조명기(100)는 후방 측면(154)에 인접한 반사체 층(190)을 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 광-전송 부재(150)는 광-전송 층(170)을 포함하며 광-전송 층은 후방 측면(154)에 바로 인접하여 있고 따라서 반사체 층(190)과 광-전송 부재 사이에 있다. 이러한 구성은 +z 방향으로 그리고 광-전송 층(170)을 통해 이동하는 빛을 반사하도록 작용하여 -z 방향으로 뒤로 이동한다. 이는 -z 방향으로 그리고 OLED 구조(200)로 이동한 전체적인 전송된 빛(114D)의 양을 늘린다.
하나의 예시에서, 반사체 층(190)은 확산 반사체이며, 하나의 예시에서 실질적으로 같은 양의 가시 파장 범위에서 빛을 산란시키는 산란 재료(예, 백색 페인트 등)를 구비한다.
도 10a는 LCD 패널(400)에 대해 작동하게 배치된 도 9a 및 9b의 OLED 조명기구(10)를 포함하는 예시의 LCD 시스템(300)에 대한 분해 측면이다. 도 10b는 도 10a의 LCD 시스템(300)의 비 분해도이다. 전술한 것처럼, 조명기(100)는 OLED 구조(200)에 대해 +x 방향으로 이동하는 전송된 빛(114D)를 발생한다. 대응으로, OLED 구조는 또한 일반적으로 +x 방향으로 이동하는 그리고 조명(15)을 구성하는 방출된 빛(254)을 발생한다. 이러한 구조에서 OLED 구조(200)에서 OLED 구조(200)에서 방출된 빛(254)은 광-전송 부재를 통과하지 않으며, OLED 구조 뒤에 존재한다는 것을 유의해야 한다. OLED 조명(15)은 LCD 패널(400)을 다시 비추도록 제공된다. 앞서 설명된 실시예에서와 같이, LCD 패널(400)은 디스플레이 이미지를 형성하는 디스플레이 빛(415)을 생성하도록 OLED 조명(15)을 조절하도록 당업계에 알려진 방식으로 작동한다.
도 11은 LCD 시스템(300)의 실시예의 분해 측면이며, 유기층(250)은 개별 섹션 또는 예컨대, 확대도 I1에 예시의 방식으로 도시된, 적색(R) 및 녹색(G)와 같은 원색과 같은, 둘 이상의 파장 중 하나에서 빛을 각각 방출하는 상이한 유기 재료로 만들어진 세그먼트(252)를 포함한다. 또한 한 예시에서, 유기층(252)은 어떤 유기 물질도 존재하지 않는 개구부(O)를 구비할 수 있어서, 전송된 빛(114D)이 제3 원색으로서 제공되기 위한 유기층을 직접 통과할 수 있다. 한 예시에서, 개별 섹션(252)은 알려진 증착 기술을 이용하여(예, 패턴(patterned)) 형성된다. 한 예시에서, 개별 섹션(252)은 점으로 형성된다. 또한 한 예시에서, 개별 섹션(252)은 서브-픽셀(sub-pixels)로서 크기가 정해지고 LCD 시스템에 대해 여러 색의 픽셀을 형성하기 위해, 예컨대, 적색(R), 녹색(G) 및 개구부(O)로 그룹지어진다. 따라서, 개별 섹션(252)은 또한 "서브-픽셀"로서 하기에 나타낸다. 서브-픽셀(252)은 서로 접촉할 필요는 없으며 예시에서는 서로 이격되어 있으며, 또한 하나의 예시에서 서브-픽셀 사이의 공간에 광-흡수 물질을 갖는다.
하나의 예시에서, 도 11의 OLED 구조(200)는 추출층(230)을 포함할 필요가 없으므로, 유기층(250)은 기판(210)에 직접 존재할 수 있다. 상기 예시에서, OLED 구조(200)에서 추출된 방출된 빛(254)의 양은 광-방출 OLED 층 세그먼트(252)가 LCD 패널(400)에 가능한 가까이 존재하도록 교환된다. 또한 도 11a의 확대도 I2에 도시된 것은 LCD 패널(400)의 개별 구조이며, 이는 전술한 광-제어 스위치 또는 셀(C)의 배열을 포함한다. 셀(C)은 독립적으로 고심해 볼만 한 액정 셀이다. 각 셀(C)을 통해 지나갈 수 있는 빛의 양은 LCD의 분야에서 알려진 것처럼, 투명 전극(즉, 양극 및 음극)의 배열(그리드(grid))을 통해 전기로 제어된다.
도 11의 확대도 I1을 참고하여, 조명기(110)로부터 전송된 빛(114D)은 -z 방향으로 이동하며 OLED 구조(200)의 유기층(250)으로 입사된다. 전송된 빛의 일부는 적색(R) 서브-픽셀(252)에 입사되고, 이는 적색 서브-픽셀이 적색 빛(254R)을 방출하게 한다. 마찬가지로, 전송된 빛의 일부는 녹색(G) 서브-픽셀(252)로 입사되며, 이는 녹색 서브-픽셀이 녹색 빛(254G)을 방출하게 한다. 전송된 빛(114D)의 일부는 유기층(250)의 개구부(O)로 입사되고 따라서, 청색 빛으로서 OLED(200)를 직접 통과해 지나가며, 이 빛이 OLED-방출된 청색 빛과 유사하다는 것을 나타내도록 "(254B)"로서 따옴표로 나타낸다. 이러한 예시에서, 전송된 빛이 이미 청색이므로 필요한 청색-방출 유기 물질이 없기 때문에, 청색 빛(254B)은 실제로 유기층으로부터 방출되지 않음을 유의해야 한다. 대안 예시에서, 유기층(250)은 청색 서브-픽셀(252)을 가질 수 있으며, 이 경우 청색 빛은 청색 빛(254B)이 방출될 것이다. 이는, 예를 들어, 전송된 빛(114D)이 예컨대, 보라색 또는 자외선과 같은 청색 이외의 색을 가질 경우일 수 있다. 하나의 예시에서, 적색, 청색 및 녹색 빛(254R, 254B (또는 “(254B)”) 및 254G)의 조합은 백색을 포함하는 색 전반에 걸쳐 조명(15)을 형성하는데 사용될 수 있다.
도 12는 R, G 및 O 서브-픽셀(252)의 그룹이 픽셀(260)을 형성하는, 예시의 유기층(250)의 전면을 나타낸다. 하나의 예시에서, 인접한 픽셀은 흡수 격리 영역(262)에 의해 분리된다.
도 13은 LCD 패널(300)의 상응하는 셀(C)과 z 방향으로 정렬된 OLED 구조(200)의 유기층(250)의 서브-픽셀(252)을 나타내는 도 11의 LCD 시스템(300)의 단면이다. LCD 시스템(300)의 작동에서, 전송된 빛(114D)은 OLED 구조(200)로 -z 방향으로 이동하며, 이는 전술된 것처럼 조명(150)을 발생한다. 조명(15)은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 포함한다. 각각의 서브-픽셀(252)은 상응하는 셀(C)과 z방향으로 정렬된다. 이는 각 서브-픽셀(252)과 연관된 조명(15)이 상응하는(인접한) 셀(C)에 의해 조절될 수 있게 하여, 디스플레이 빛(415)이 색 전반에 걸쳐 색깔 디스플레이 이미지를 형성하도록 다양한 색깔을 가질 수 있다(예, 예시의 방식으로 나타낸, 415R, 415G 및 415B). 다른 예시에서, 적색, 녹색 및 청색(또는 그에 추가된) 이외의 다른 빛의 원색은 색 전체(예, 황색, 청록색 및 자홍색)를 형성하는데 사용될 수 있다. 유기 물질의 세그먼트(252)를 활용함으로써, 상이한 세그먼트 각각은 원색 중 하나의 빛을 방출하며, 어떤 색 필터도 LCD 시스템(300)에 필요치 않다.
도 14는 LCD 패널(400)의 상응하는 셀(C)에 대한 유기층 세그먼트(서브-픽셀)(252)를 나타내는 도 11의 LCD 시스템의 일부분의 확대 단면이다. 예시에서, 유리 기판(210)은 유기층(232)과 셀(C) 사이에 존재하며, 따라서 이들을 분리한다는 것을 유의한다. 유기층 세그먼트(252)로부터의 빛(254)은 분기된다. 따라서, 하나의 예시에서 서브-픽셀(252)은 빛 분기를 처리하기 위해 LCD 패널(400)의 셀(C)보다 더 작게 만들어지며, 상기 빛 분기는 기판(210)의 두께 TH에 걸쳐 일어난다. 하나의 예시에서, 서브-픽셀은 기판(210)의 두께 TH와 같은 폭 W를 가지며, 하나의 예시에서, W 와 TH는 각각 약 200㎛이다.
도 15a 및 15b는 도 10a 및 10b와 유사하며, 예시의 LCD 시스템(300)을 나타내고, LCD 패널(400)과 OLED 구조(200)의 순서는 OLED 구조(200)가 뷰어 측(VS)에 더 가깝도록 전환된다. 도 16a는 도 13과 유사하며 LCD 시스템(300)의 확대를 나타낸다. 도 15a 및 15b의 LCD 시스템의 작동에서, 조명기(100)로부터 전송된 빛(114D)은 LCD 패널(400)에 먼저 입사된다. LCD 패널(400)의 셀(C)은 OLED 구조(200)의 OLED 층(250)으로 통과하는 전송된 빛(114D)의 강도를 국부적으로 제어하도록 제공된다. OLED 섹션(252)은 전송된 빛(114D)의 선택량(예, 강도)이 상응하는 OLED 섹션을 여기 시키도록 셀(C)과 정렬된다. OLED 섹션(252)은 제공된 전송된 빛(114D)의 양에 비례하여 빛(254)을 방출한다. 도시된 예시에서, OLED 섹션(252)은 각각 적색 빛(254R)과 녹색 빛(254G)을 방출하도록 구성되며, 전송된 빛(114D)은 개방부(O)를 직접 통해 지나가는 청색 빛("254B")이다. 방출된(또는 방출된 + 통과된) 빛(254)은 디스플레이 빛(415)을 형성하며, 이는 원하는 색 전체에 걸쳐 색 디스플레이 이미지를 형성하기 위해 다양한 컬러(예, 415R, 415G 및 415B)로 구성되는 것으로 도시된다. 하나의 예시에서, 셀(C)은 켜진 상태(송신 상태) 또는 꺼진 상태(빛-차단)가 되도록 이원 방식으로 제어될 수 있다. 전술한 것처럼, OLED 섹션 또는 서브-픽셀(250)은 색 픽셀(260)로 그룹화될 수 있다.
도 16b는 도 16a와 유사하며, OLED 층(250)이 청색 빛(254B)을 방출하는 청색-방출 섹션(252B)을 포함하는 예시를 나타낸다. 이 구조는 전송된 빛(114D)이 보라색 또는 자외선과 같은, 청색 외의 파장을 갖는 경우 사용될 수 있다.
대표적인 LCD 시스템은 꺼진 상태일 때 검정색(즉, 뷰어(viewer)가 볼 때 검정색 스크린 또는 검정색 배경)이다. 본 발명의 실시예는 시스템이 "꺼진" 상태에 있을 때 LCD 시스템(300)을 위한 검정색이 아닌 배경을 제공하는 것을 포함한다. 여기에서, "꺼진" 상태는 LCD 시스템이 종래의 디스플레이 이미지를 형성하는데 사용되지 않음을 의미한다. 이 상태는 또한 "배경" 상태로도 나타낸다. 이러한 검정색이 아닌 배경 특성은 조명기(100)가 켜진 상태로 있는 동안 배경 조명으로서 적어도 일부 조명(15)을 전송하기 위해 셀(C)을 구성함으로써 배경 상태에서 달성될 수 있다. 하나의 예시에서, 셀(C)이 "개방" 또는 완전 전송 상태로 설정될 수 있는 반면, 조명기(100)는 디스플레이 이미지를 발생하는데 사용된 보통 또는 고-출력 상태에 비해 감소된 양의 전송된 빛(114D)을 발생하는 저-출력 상태에서 작동된다. 조명이 3원색을 포함할 수 있는 예시에서, 이때, LCD 시스템의 "꺼진" 상태 배경 색은 색 전체 내에서 흰색 또는 어떤 다른 색깔일 수 있다. 배경 색은 또한 시간에 따라 변경되도록 수정될 수 있으며 현재 컴퓨터에 사용되는 화면보호기 이미지와 유사한 배경 패턴을 생성하는데도 사용될 수 있다. 또한 하나의 예시에서, "꺼진" 상태 또는 배경 상태에서는 디스플레이 빛(415)이 없으며, LCD 시스템(300)은 실질적으로 반투명해서(즉, "배경"은 실질적으로 반투명함) 뷰어 측 VS에서의 뷰어는 LCD 시스템을 통해 볼 수 있다.
첨부된 청구 범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 본원에 기재된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구 범위 및 그 등가물의 범위 내에서의 수정 및 변형을 포함한다.

Claims (33)

  1. 제1 파장을 가진 제1 빛을 발생하고, 제1 빛을 수용하고 거기로부터 전송된 빛을 형성하는 광-전송 부재와 작동하게 연결되는 적어도 하나의 광원을 가진, 조명기;
    광-전송 부재에 인접하게 작동하게 배치되고, 전송된 빛이 조사되면 빛을 방출하는 적어도 하나의 유기층을 가지며, 어떤 전도성 전극도 포함하지 않는, 유기 발광 장치(OLED) 구조;를 구비하되,
    상기 OLED 구조로부터 방출된 빛이 조명을 구성하는, 조명을 방출하는 조명 기구 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광-전송 부재는 실질적으로 제1 빛에 투명하고 적어도 하나의 유형의 광-전송 특성을 포함하는 평면 시트를 포함하는, 조명 기구 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유형의 광-전송 특성은, 광-전송 층, 표면 거칠기, 내부 공률, 내부 입자 및 내부 굴절률 변화 광-전송 특성의 그룹으로부터 선택되는, 조명 기구 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    제1 파장은 청색 또는 자주색 파장을 가진, 조명 기구 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유기층은 다중 유기층을 포함하되, 각각의 유기층은 전송된 빛이 조사되면 상이한 파장의 빛을 방출하는, 조명 기구 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 다중 유기층 각각은: i)적색 및 녹색 빛 중 하나 또는 ii)적색, 녹색 및 청색 빛 중 하나를 방출하는, 조명 기구 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 OLED 구조는 적어도 하나의 유기층의 적어도 주위에 작동하게 배치된 밀봉 구조를 포함하는, 조명 기구 장치.
  8. 청구항 1에 따른 조명 기구 장치와;
    조명 기구로부터 조명을 수용하도록 조명 기구 장치에 인접하여 작동하게 배치된 액상 디스플레이(LCD) 패널을 구비하는, 디스플레이 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 디스플레이 시스템은 백색 배경, 색깔이 있는 배경 및 반투명한 배경 중 하나을 제공하는 배경 상태를 갖는, 디스플레이 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 OLED 구조는 대향하는 전방 및 후방 표면을 포함하며, 상기 광-전송 부재는 OLED 구조의 전방 표면에 인접하게 배치되고, 상기 조명 빛은 OLED 구조의 전방 표면을 통하여 이동하고 이후 광-전송 부재를 통해 지나가는, 조명 기구 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 OLED 구조는 광-전송 부재와 광-전송 층이 적어도 하나의 유기층을 끼워 놓도록 광-전송 부재 맞은편에 적어도 하나의 유기층 근처에 배치된 광-전송 층을 포함하는, 조명 기구 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 OLED 층은 그 안에 갇힌 채 남아있는 빛을 발생하고, 상기 광-전송 층은 적어도 하나의 유기층과 밀접하게 접촉하여 배치된 거친 표면을 포함하고, 상기 거친 표면은 적어도 하나의 유기층으로부터 갇힌 빛의 추출을 용이하게 하는 표면 거칠기의 양을 갖는, 조명 기구 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 광-전송 층의 거친 표면의 표면 거칠기의 양은 50nm 자승 평균보다 크고 2㎛보다 작은 주기를 갖는, 조명 기구 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 OLED 구조는 대향하는 전방 및 후방 측면을 가지며, 상기 광-전송 부재는 상기 OLED 구조의 후방 측면에 인접하게 작동하게 배치되며, 상기 전송된 빛은 OLED 구조의 후방 측면을 통해 이동하고 조명은 상기 OLED 구조의 전방 측면을 통해 OLED 구조로부터 방출되는, 조명 기구 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 OLED 구조 맞은편의 광-전송 부재의 한 측면에 확산 반사 층을 추가로 포함하는, 조명 기구 장치.
  16. 청구항 14에 따른 조명 기구 장치와;
    조명 기구로부터 조명을 수용하도록 조명 기구 장치에 인접하게 작동하게 배치된 액정 디스플레이(LCD) 패널을 구비한, 디스플레이 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 LCD 패널은 그곳을 통한 빛의 전송을 제어하도록 구성된 셀의 배열을 포함하며, 적어도 하나의 유기층은 세그먼트의 배열을 가진 분할된 유기층을 포함하고, 각각의 세그먼트는 LCD 패널의 상응하는 셀과 정렬되는, 디스플레이 시스템.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 각각의 세그먼트는 원색 파장을 가진 빛을 방출하는, 디스플레이 시스템.
  19. 청구항 18항에 있어서,
    전송된 빛은 청색이며, 각각의 세그먼트는 적색 및 녹색 원색 빛 중 하나를 방출하고, 분할된 유기층은 LCD 패널의 상응하는 셀과 정렬되고 청색 전송된 빛을 통과시키는 개방부를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 디스플레이 시스템은 뷰어 측면을 가지며, LCD 패널은 분할된 유기층의 뷰어 측에 존재하는, 디스플레이 시스템.
  21. 청구항 16에 있어서,
    상기 디스플레이 시스템은 뷰어 측면을 가지며, 분할된 유기층은 LCD 패널의 뷰어 측면에 존재하는, 디스플레이 시스템.
  22. 청구항 16에 있어서,
    상기 디스플레이 시스템은 밀봉 구조로 둘러싸인, 디스플레이 시스템.
  23. 전방 및 후방 표면을 구비한 유기 발광 장치(OLED) 구조와 제1 파장의 빛이 조사되면 빛을 방출하는 적어도 하나의 유기층을 제공하는 단계로서, 상기 OLED 구조는 어떤 전도성 전극도 포함하지 않는, 단계와;
    제1 파장의 제1 빛을 발생하고 상기 적어도 하나의 유기층이 상기 OLED 구조의 전방 표면으로부터 빛을 방출하게 하도록 OLED 구조의 전방 또는 후방 표면을 통해 적어도 하나의 유기층을 조사하기 위해 제1 빛을 전송하는 단계로서, 상기 방출된 빛은 조명을 구성하는, 단계로 이루어진, 조명을 형성하는 방법.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 제1 빛을 전송하는 단계는 적어도 하나의 유형의 광-전송 특성을 포함하는 광-전송 부재를 통해 제1 빛을 보내는 단계를 포함하는, 방법.
  25. 청구항 23에 있어서,
    밀봉 구조로 상기 OLED 구조의 적어도 일부분을 둘러싸는 단계를 포함하는, 방법.
  26. 청구항 23에 있어서,
    디스플레이 빛을 형성하기 위해 LCD 패널을 통해 조명을 지향시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 조명은 적색, 녹색 및 청색 빛을 포함하며, 상기 LCD 패널은 적색, 녹색 및 청색 조명으로 형성된 색 전체에 걸쳐 디스플레이 빛을 전송하도록 구성되는, 방법.
  28. 청구항 26에 있어서,
    상기 디스플레이 빛은 백색 빛 또는 색이 있는 빛으로서 배경 상태에 제공되는, 방법.
  29. 청구항 23에 있어서,
    적어도 하나의 유기층의 조사를 종료하는 단계와 LCD 패널을 실질적으로 투명하게 구성하는 단계를 포함하는, 방법.
  30. 청구항 23에 있어서,
    상기 OLED 층은 세그먼트를 포함하며, 각각의 세그먼트는 전송된 빛이 조사되면 2개 또는 3개의 원색 파장 중 하나의 파장을 가진 빛을 방출하며, 상기 각각의 세그먼트에서 방출된 빛은 OLED 구조 근처에 배치된 LCD 패널의 적어도 하나의 셀을 통해 지나가는, 방법.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 각각의 세그먼트는 적색 또는 녹색 빛을 방출하며, 상기 OLED 층은 조명 빛이 통과해 지나갈 수 있는 개구부를 포함하며, 조명은 청색 빛인, 방법.
  32. 청구항 23에 있어서,
    상기 OLED 층은 세그먼트를 포함하며, 각각의 세그먼트는 전송된 빛이 조사되면 2개 또는 3개의 원색 파장 중 하나의 파장을 가진 빛을 방출하며, 조명은 LCD 패널의 적어도 하나의 셀을 통해 지나가며 이후 OLED 층의 적어도 하나의 세그먼트를 조사하는, 방법.
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 각각의 세그먼트는 적색 또는 녹색 빛을 방출하며, OLED 층은 조명 빛이 통과해 지나갈 수 있는 개구부를 포함하며, 조명은 청색 빛인, 방법.
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