KR101911285B1 - 발광장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 국부적으로 휘도가 불균일하게 되는 상태를 억제하고 그 사용수명을 늘릴 수 있는 발광장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기판과; 상기 기판에 마련되는 제1전극과; 상기 제1전극상에 상호 분할되고 이격되어 배치되는 복수의 보조전극과; 상기 제1전극 및 상기 보조전극 상에 배치되는 발광부와; 상기 발광부에 마련되는 제2전극과; 상기 제1전극과 상기 제2전극과 통전가능하게 마련되고 상호 이격되어 복수개로 마련되며 상기 복수의 보조전극에 각각 대응되게 배치되는 전원공급부와;상기 전원공급부와 연결되어 각각의 전원공급부를 통하여 공급되는 전력의 크기를 제어할 수 있는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치 및 그 제어방법을 제공한다.

Description

발광장치 및 그 제어방법{ A light emitting device and a control method thereof }
본 발명은 발광장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 국부적으로 휘도가 불균일하게 되는 상태를 억제하고 그 사용수명을 늘릴 수 있는 발광장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode; OLED)장치는 애노드, 상기 애노드 상에 위치하는 유기발광부 및 상기 유기발광부 상에 위치하는 캐소드를 포함한다.
유기발광 장치에 있어서, 애노드와 캐소드 간에 전압을 인가하면 정공은 애노드로부터 유기발광부 내로 주입되고, 전자는 캐소드로부터 유기발광부내로 주입된다.
유기발광부 내로 주입된 정공과 전자는 유기발광부에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출하게 된다.
상기 애노드, 캐소드, 유기발광부가 공기 중의 수분이나 산소, NOx 등과 접촉하게 되면 성능 및 수명이 현저히 저하되므로, 그 위에는 보호층이 형성된다.
유기발광 장치는 그 자체를 박막으로 제조 가능하여 광원의 두께를 획기적으로 줄일 수 있고, 온도 상승 경향이 적을 뿐 아니라 저전력 구동이 가능하다.
또한, 유기발광장치는 각종 컬러 광을 구현할 수 있는 다양한 이종의 유기 발광 물질들을 사용함으로써, 표시 장치의 패널로서도 기능할 수 있어, 액정표시장치의 백라이트, 각종 조명 기기, 표시 장치 등에 널리 사용되고 있다.
도 22은 종래의 유기발광장치에서 양전원과 음전원이 공급되는 형태를 도식화하여 나타낸 도면이다.
유기발광 장치(10)에서, 유기발광부(20)의 각 변에 인접한 곳에는 복수의 전극패드가 상호 이격되어 배치된다. 각각의 전극패드에는 (+)전원과 (-)전원이 공급된다.
즉, (+)전원과 (-)전원은 상호 교번적으로 공급될 수 있다.
그러나, 도23에서 도시한 바와 같이, 유기발광부(20)의 각각의 변 및 에지 주변(E)에서는 전하 밀도가 높지만, 중앙부분(C)으로 갈수록 전기저항 등에 의해 전하 밀도가 낮아지게 된다.
따라서, 유기발광부(20)에서 양전하와 음전하의 밀도가 가장 높은 에지 부분이 전압이 가장 높고 휘도가 가장 높게 된다.
또한, 유기발광부(20)에서 양전하와 음전하의 밀도가 가장 낮은 중앙 부분이 전압이 가장 낮으면서 휘도가 가장 낮게 된다.
예를 들어, 도23에서 나타난 유기발광부(20)에서, 에지 부분의 휘도가 887cd라 하면, 중앙 부분은 495cd로 2배 이상 차이가 나게 된다. 이러한 휘도 불균일이 일어나면 고휘도를 내기가 어려울 뿐만 아니라 유기발광부(20) 수명에도 악영향을 끼친다.
한편, 다른 종래의 유기발광 다이오드 장치는 한국 특허 공개번호 10-2009-0050950에서 도시한 바와 같이, 보조전극이 사용된다.
통상 애노드로 사용되는 물질의 저항으로 인하여, 유기발광 장치의 테두리 부분과 그 중심부 간의 휘도가 현저한 차이가 있었다.
즉, 유기발광부의 각각의 변 및 에지 주변에서는 전하 밀도가 높지만, 중앙부분으로 갈수록 전기저항 등에 의해 전하 밀도가 낮아지게 된다.
따라서, 유기발광부에서 양전하와 음전하의 밀도가 가장 높은 에지 부분이 전압이 가장 높고 휘도가 가장 높게 된다.
또한, 유기발광부에서 양전하와 음전하의 밀도가 가장 낮은 중앙 부분이 전압이 가장 낮으면서 휘도가 가장 낮게 된다.
이러한 휘도 불균일이 일어나면 고휘도를 내기가 어려울 뿐만 아니라 유기발광장치의 수명에도 악영향을 끼친다.
이를 해결하기 위해서 애노드 상부에 애노드의 저항보다 낮은 저항값을 갖는 보조전극을 배치함으로써, 전류가 유기발광 장치의 중심부에도 원활하게 전달될 수 있도록 하였다.
그러나, 이러한 경우에도, 보조전극의 중심부와 외곽부의 저항차가 발생하고 이로 인하여 인가되는 전류의 차이가 발생함으로써 휘도가 구역별로 달라진다는 문제는 완전히 해소되지 않았다.
또한, 유기발광장치가 오랜 기간 동안 동작을 하면, 그 수명이 줄어들면서 휘도가 저하되는 특성을 가지고 있는데, 이 경우, 특히 중앙부가 다른 부분에 비하여 현저하게 휘도의 저하정도가 커진다는 문제가 있었다.
보조전극은 유기발광장치의 애노드 전체에 대해 일체화 된 상태로 배치되어 있기 때문에 국부적인 휘도저하 현상을 극복하는 데에 한계가 있었다.
또한, 종래 유기발광장치에서는 국부적으로 전압이나 전류를 조절할 수 있는 방법이 없었기 때문에, 전류나 전압의 국부적인 조정을 통한 휘도균일화를 도모하는데 어려움이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보조전극 배치 상태 및 전원공급부의 배치 상태를 조절하여 휘도의 불균일 상태를 억제할 수 있는 발광장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기판과; 상기 기판에 마련되는 제1전극과; 상기 제1전극상에 상호 분할되고 이격되어 배치되는 복수의 보조전극과; 상기 제1전극 및 상기 보조전극 상에 배치되는 발광부와; 상기 발광부에 마련되는 제2전극과; 상기 제1전극과 상기 제2전극과 통전가능하게 마련되고 상호 이격되어 복수개로 마련되며 상기 복수의 보조전극에 각각 대응되게 배치되는 전원공급부와;상기 전원공급부와 연결되어 각각의 전원공급부를 통하여 공급되는 전력의 크기를 제어할 수 있는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치를 제공한다.
상기 보조전극은 복수개로 분할되며, 상기 제1전극면 외곽 및 내부에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 전원공급부는 각각의 보조전극에 대응되게 위치하되, 상기 제어부는 상기 제1전극면 내부에 배치되는 보조전극 및 그 인근에 인가되는 전력이 상기 제1전극면 외곽에 배치되는 보조전극 및 그 인근에 인가되는 전력보다 크게 될 수 있도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 기준 기간 또는 통상 수명 경과 후, 특정한 전원공급부에 공급되는 전력이 다른 전원공급부에 공급되는 전력의 크기보다 크게 될 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 기준 기간 또는 통상 수명 경과후, 상기 제1전극면 내부에 배치되는 보조전극 및 그 인근에 인가되는 전력이 상기 제1전극면 외곽에 배치되는 보조전극 및 그 인근에 인가되는 전력보다 크게 될 수 있도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 기준기간 또는 통상수명은 상기 발광부에 발생되는 빛의 휘도가 최초 휘도의 70%가 되는 기간인 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 보조전극에 대응되는 제1전극과 제2전극 부분을 연결하여 각각의 보조전극의 위치에 대응되는 부분에 인가되는 전력 또는 전압 또는 전류를 측정할 수 있는 복수의 비교기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 비교기와 연결된 상기 제1전극 또는 제2전극은 상기 비교기의 수량에 대응되는 수량으로 분할되는 것을 특징으로 한다.
상기 보조전극의 수량과, 상기 비교기의 수량과, 분할된 상기 제1전극 또는 제2전극의 수량은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.
상기 복수개로 분할된 보조전극에 대응되는 복수의 전원공급부 중 적어도 일부의 전원공급부는 제1전극과 제2전극의 일측변에 위치하고, 다른 전원공급부는 제1전극과 제2전극의 타측변에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 일부의 전원공급부와 다른 전원공급부는 지그재그 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개로 분할된 보조전극에 대응되는 복수의 전원공급부는 제1전극과 제2전극의 일측변과 타측변에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 발광부와, 복수로 마련되어 상호 이격되는 보조전극들과;
상기 각각의 보조전극 방향으로 독립적으로 전력을 인가하는 복수의 전원공급부를 포함하는 발광장치의 제어방법에 있어서, 상기 보조전극이 배치된 구역 중 일부구역에서의 휘도가 최초 휘도의 일정 비율 이하로 되는 기준기간 또는 통상수명에 이르렀는지 판단하는 단계와; 그러한 경우, 해당 일부구역에 인가되는 전력량이 최초 인가된 전력량보다 크게 될 수 있도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제어방법을 제공한다.
상기 기준기간 또는 통상수명은 최초 휘도의 70%가 되는 시기인 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하여 휘도의 불균일한 현상이 보다 억제될 수 있다. 즉, 발광장치의 외곽구역과 내부구역의 휘도를 비교하면, 내부 구역이 외곽 구역보다 낮은 휘도가 된다.
그런데, 본 발명과 같이 내부 구역에 대한 인가전력을 변화시켜, 외곽 구역보다 높은 인가전력을 공급하면, 내부 구역의 휘도가 종전보다 높아져서 휘도의 불균일도를 어느정도 해소할 수 있다.
발광장치가 장시간 사용되면, 외부 구역에는 내부 구역에 비하여 전력이 상대적으로 많이 공급되고, 그 부분에 대응되는 발광부의 소진정도는 내부 구역에 위치한 발광부의 소진정도에 비하여 크다.
즉, 내부 구역에 있는 발광부는 외부 구역에 있는 발광부에 비하여 그 활용정도가 크지 못하다.
그러나, 본 발명과 같이, 내부 구역에 있는 발광부의 활용도를 높이기 위하여, 내부 구역에 대응되는 보조전극 및 그 인근영역에 최초 입력량보다 큰 입력전력을 인가하면, 내부 구역의 휘도가 종전보다 높아지게 되어 내부 구역과 외부 구역간의 휘도 차이가 줄어들 수 있다.
발광장치의 통상적인 수명은 최초 평균 휘도보다 일정비율(예, 70%)이하로 떨어지는 시기로 정의하는데, 외부 구역에 비하여 내부 구역이 통상 수명에 이르는 시기가 더 빠르다.
따라서, 통상 수명에 다다른 시기에 내부 구역에 대한 입력전력량을 늘리면, 내부 구역의 휘도가 증가하고, 그 만큼 수명이 유예되어 사용 수명이 증가될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 보조전극을 복수개로 분리하고, 해당 보조전극에 대응되는 복수의 전원공급부의 위치를 다양하게 배치할 수 있다.
따라서, 휘도 균일도를 증대시키거나, 발광장치의 기구적인 제약사항에 유연하게 대응할 수 있다.
그리고, 보조전극을 더 많은 수량으로 분할함으로써, 보다 세밀한 휘도 조절이 가능하다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 발광장치의 평면도이다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 발광장치의 단면도이다.
도3은 본 발명의 발광장치의 개략적인 회로도이다.
도4는 본 발명의 발광장치에 마련되는 비교기의 개략도이다.
도5 내지 도15는 본 발명에 의한 발광장치의 제작 공정을 도시한 도면이다.
도16은 종래 기술과 본 발명에 의한 입력전력과 광량(휘도)와, 수명 간의 관계 그래프이다.
도17은 본 발명의 발광장치의 제2실시예를 도시한 평면도이다.
도18은 본 발명의 발광장치의 제3실시예를 도시한 평면도이다.
도19는 본 발명의 발광장치의 제4실시예를 도시한 평면도이다.
도20은 본 발명의 발광장치의 제5실시예를 도시한 평면도이다.
도21은 본 발명의 발광장치의 제6실시예를 도시한 평면도이다.
도22는 종래 기술에 의한 발광장치의 개략도이다.
도23은 종래 기술에 의한 발광장치의 휘도 상태를 도시한 개략도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 알아보도록 하겠다.
여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
본 발명에 의한 발광장치(100)는 유기발광다이오드로 구성된다.
도1과 도2에서 도시한 바와 같이, 상기 발광장치(100)는 기판(101)과, 상기 기판(101)위에 배치되어 애노드로 기능하는 제1전극(110)과, 상기 제1전극(110)위에 배치되는 보조전극(120)과, 상기 보조전극(120) 및 상기 제1전극(110)의 위에 배치되는 발광부(130)와, 상기 발광부(130)위에 배치되어 캐소드로 기능하는 제2전극(140)이 배치된다.
한편, 상기 제1전극(110)의 일측에는 (+)전원을 공급하는 제1전원공급부(210)가 마련되는데, 상기 전원공급부(210)는 상기 제1전극(110)의 변을 따라서 복수개로 마련되고 상호 이격되어 배치된다.
또한, 상기 제2전극(140)의 일측에는 (-) 전원을 공급하는 제2전원공급부(220)가 마련되는데, 상기 제2전원공급부(220)는 상기 제2전극(140)의 변을 따라서 복수개로 마련되고 상호 이격되어 배치된다.
상기 보조전극(120)은 복수개로 마련되어 상호 이격되어 배치된다.
도1에서 도시한 바와 같이, 상기 보조전극(120)은 상기 제1전극(110) 위에 배치되며, 제1전극(110)의 외곽부 또는 외부에 배치되는 제1,3보조전극(121,123)과, 제1,3보조전극(121, 123)사이에 배치되고, 상기 제1전극(110)의 중앙부 또는 내부에 배치되는 제2보조전극(122)을 포함한다.
한편, 상기 제1,2전원공급부(210,220)는 복수개로 마련되어 이격되어 배치되되, 그 위치는 상기 제1~3보조전극(121~123)의 위치에 대응되도록 배치되는 것이 바람직하다.
도1과 도2에서 도시된 발광장치(100)의 각 구성요소의 구체적인 특징은 아래와 같다.
상기 기판(101)은 투명한 기판 또는 불투명한 기판일 수 있다.
또한, 상기 기판(101)은 유연성을 갖는 플랙시블(flexible)한 재질로 이루어질 수도 있다.
상기 기판(101)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연상 기판으로 형성될 수 있으며, 상기 기판(210)은 다각형, 원형, 타원형, 별 모양, 임의의 곡면 등의 형상을 가질 수 있다.
상기 기판(101) 상에는 제1 전극(110)이 형성된다.
상기 제1 전극(110)은 도전성 물질을 상기 기판(101) 상에 증착 또는 도포하여 형성될 수 있다.
상기 제1전극(110)는 정공 주입 전극인 (+)극이 된다. 한편, 후술하겠지만, 상기 제2전극(140)는 전자 주입 전극인 (-)극이 된다.
상기 보조전극(120)은 전류가 흐를 수 있는 배선형태로 마련되는데, 본 도면에서와 같이 상기 제1전극부(110) 상부에 메쉬(mesh) 형태로 배치될 수 있다.
상기 보조전극(120)은 메쉬 형태 이외에도, 스트라이프 모양으로 형성되고, 여러 기하학적 도형으로 형성될 수 있고, 숫자나 기호, 문자, 또는 꽃 모양이나 기타 문양으로 형성될 수 있다.
상기 보조전극(120)의 형상에 따라서, 상기 발광장치(100)는 발광 또는 비발광영역을 이용하여 그림이나 도형, 문자, 숫자 등을 표현할 수 있다.
상기 보조전극(120)은 상기 제1전극(110)과 전기적으로 연결되며, 상기 제1전극(110)보다 비저항이 낮은 물질로 만들어 진다.
상기 보조전극(120)은 반사물질로 만들어지는 것이 바람직하다.
구체적으로 상기 보조전극(120)은 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au) 등의 물질로 만들어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 보조전극(120)은 복수개로 나뉘어지고 상호 이격되도록 마련되는 것이 바람직하다.
상기 보조전극(120)을 복수개로 나눈 이유는 다음과 같다
상기 발광장치(100)의 발광동작이 일정시간 경과되면, 발광부(130)의 중앙부 또는 내부구역의 휘도가 외부구역보다 현저하게 떨어지게 되는데, 이 상태에서 발광장치(100)에 대해서 동일한 전력을 공급하면, 그 휘도 불균형 현상이 그대로 유지된다.
그런데, 발광부(130)의 중앙부 또는 내부구역에 대응되는 부분에 위치한 제1,2전원공급부(210,220)에 공급되는 전력의 크기를 다른 부분보다 크게 하는 경우, 그 부분에서 휘도가 증가할 수 있다.
또한, 상기 제2보조전극(122)이 제1,3보조전극(121,123)과 분리되어 있으므로, 제2보조전극(122)을 따라 이동하는 전류가 제1,3보조전극(121,123)으로 빠져나가지 않고, 제2보조전극(122)이 위치한 부분 및 그 부분에 위치한 제1,2전극(110,140)에 전류의 흐름이 집중될 수 있다.
따라서, 중앙부 또는 내부구역의 휘도가 종전보다 커질 수 있고, 이에 의하여 외곽부분과의 휘도차이가 줄어들어서 휘도불균형 상태를 최소화 할 수 있다.
상기 보조전극(120)위에는 절연부(150)가 마련되어 상기 보조전극(120)과 상기 발광부(130)를 절연시킨다.
상기 발광부(130)는 전자-정공 쌍의 재조합의 결과로서 발광을 수행하는 발광부(emissive layer)을 구비한다.
또한, 상기 발광부(130)는 정공주입층(hole injecting layer), 전자 주입층(electron injecting layer), 정공수송층(hole transporting layer) 및 전자수송층(electron transporting layer) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다중 막으로 구성될 수 있다.
이들 모두를 포함할 경우, 정공 주입층이 양극인 제1전극(110)상에 배치되고, 그 위에 정공 수송층, 발광부, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
그리고, 상기 발광부(130)의 위에는 상기 제2전극(140)이 배치된다.
제2 전극(140)은 불투명한 금속 물질, 예를 들어, 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
또한, 제2 전극(140)은 투명성 도전체, 예를 들어 ITO(Indium tin oxide; 인듐 틴 옥사이드)나 IZO(Indium zinc oxide; 인듐 징크 옥사이드)로 형성될 수 있다. 일 예로, 제2 전극(140)은 알루미늄으로 이루어진다.
상기 발광 장치(100)가 일면 발광을 할 경우에는, 제1 전극(110)와 제2 전극부(140) 중 어느 하나가 투명성 전극으로 구성되고, 발광장치(100)가 양면 발광을 할 경우에는, 제1 전극(110)과 제2 전극(140)은 모두 투명성 전극으로 형성된다.
그리고, 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(140)에는 상기 제1,2전원공급부(210, 220)가 연결되어 전원을 공급할 수 있도록 한다.
상기 제1,2전원공급부(210,220)는 패드 형태로 마련되어 각각 상기 제1전극(110)과, 상기 제2전극(140)과 통전가능하게 마련될 수 있다.
도3은 본 발명에 의한 발광장치의 간략한 회로도이다.
도3에서 저항으로 표시된 부분이 상기 보조전극(120)이며, 다이오드로 표시된 부분이, 본 발명의 발광장치(100)를 구성하는 유기발광 다이오드이다.
상기 보조전극(120)은 상술한바와 같이, 제1 내지 제3 보조전극(121~123)으로 구분되며, 각각의 보조전극(121~123) 및 각각의 보조전극과 통전되는 제1전극(110)에는 전류가 독립적으로 흐를 수 있다.
도4는 본 발명의 발광장치(100)에 비교기(160)가 설치된 것을 도시한 것이다.
이 경우, 상기 비교기(160)는 상기 보조전극(120;121~123)의 수량에 대응되는 숫자로 마련될 수 있으며, 각각의 보조전극(121;121~123)의 위치에 대응되는 제1,2전극(110,140)에 연결되어 인가되는 전압을 측정할 수 있다.
이때, 상기 제1전극(110)이나 상기 제2전극(140)은 상기 비교기(160) 및 상기 보조전극(120)의 위치 및 수량에 맞게 분리되는 것이 바람직하다.
본 도면에서는 비교기(160)의 수량이 도1에 나타난 보조전극(120)의 수량 및 위치에 맞게 3개로 구비되는 것을 도시하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 비교기(160)는 OP-AMP로 구현될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니며, 트랜지스터로도 구현될 수 있다.
상기 비교기(160)는 제1비교기(161), 제2비교기(162), 제3비교기(163)으로 구성될 수 있으며, 각각의 비교기(160)는 도1에 나타난 제1보조전극(131), 제2보조전극(132), 제3보조전극(133)에 대응될 수 있다.
따라서, 제1보조전극(131), 제2보조전극(132), 제3보조전극(133)의 위치에 대응되는 인가전압을 측정함으로써, 인가전압의 과부족을 센싱할 수 있는 역할을 한다.
이러한 인가전압의 과부족에 대한 센싱 결과에 기반하여, 상기 전원공급부(210,220)와 연결된 제어부(미도시)가 필요한 부분에 전압을 적정하게 공급할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 발광장치의 제조방법에 대하여 알아보도록 하겠다.
도5와 도6에서 도시한 바와 같이, 상기 기판(101)에 상기 제1전극(110)을 형성한다.
제1 전극(110)은 불투명한 금속 물질, 예를 들어, 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
또한, 제1 전극(110)은 투명성 도전체, 예를 들어 ITO(Indium tin oxide; 인듐 틴 옥사이드)나 IZO(Indium zinc oxide; 인듐 징크 옥사이드), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등으로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 전극부(110)는 ITO로 이루어진다.
그리고, 도7과 도8에서 도시한 바와 같이, 상기 제1전극(110)위에 상기 보조전극(120)을 배치한다.
상기 보조전극(120)은 상술한 바와 같이, 전기전도성이 상기 제1전극(110)을 구성하는 물질보다 좋은 재질로 구성되는데, 대표적으로 Ag로 구성될 수 있다.
상기 보조전극(120)은 다양한 형상으로 배치될 수 있으며, 특정한 무늬나 형상이나 글자가 투사될 수 있도록 보조전극(120)의 형상을 다양화 할 수 있다.
상기 보조전극(120)은 상기 제1전극(110) 위에 하나의 일체형태로 마련된는 것이 아니라, 복수개로 분리된 상태로 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제1전극(110)의 양측에 배치된 보조전극(120)을 제1,3보조전극(121,123)이라고 하고, 가운데에 배치된 보조전극(120)을 제2보조전극(122)이라고 할 수 있다.
이때, 각 보조전극(120)간의 간격은 특정한 보조전극(120)이 이웃한 보조전극(120)에 전기적으로 영향을 주지 않는 범위내에서라면 얼마든지 가능하다.
도9에서 도시한 바와 같이, 상기 보조전극(120)의 배치가 완료되면, 상기 보조전극(120)위에 절연물질을 코팅하여 절연부(150)를 형성하여, 상기 보조전극(120)의 상부와 측부를 외부와 차단시킨다.
절연물질은 산화규소 또는 질화 규소와 같은 소재로 만들어진 무기재료로 구성되는 것이 바람직하다. 그러나, 그 재질이 이에만 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류의 무기재료 또는 유기재로로도 구성될 수 있다.
상기 보조전극(120)이 상기 제1전극(110)에 비하여 전기전도성이 좋기 때문에, 상기 보조전극(120)이 상기 발광부(130)와 통전되는 경우, 그 통전되는 지점에서 집중적으로 전하가 이동하고, 그 부분에 과부하가 걸려서 상기 발광부(130)에 손상이 발생할 수 있다.
따라사, 상기 절연부(150)를 형성하는 것이 필요하다.
상기 보조전극(120)이 상기 발광부(130)와 절연된 상태에서 상기 제1전극(110)과 상기 발광부(130)가 통전되도록 하는 것이 바람직하다.
도10과 도11에서 도시한 바와 같이, 상기 절연부(150) 배치 과정이 종료되면, 상기 발광부(130)를 배치한다.
상기 발광부(130)는 상기 제1전극(110) 및 상기 절연부(150)위에 배치될 수 있다.
상기 발광부(130)는 유기발광체로 구성되며, 정공주입층(hole injecting layer), 전자 주입층(electron injecting layer), 정공수송층(hole transporting layer) 및 전자수송층(electron transporting layer), 발광층(emissive layer)를 포함하는 다중 막으로 구성될 수 있다.
상기 제1전극(110) 상에 CuPc 또는 MTDATA 등의 유기막을 형성함으로써 상기 정공주입층을 형성한다. 정공 주입층 상에 NPB 또는 TPD 등의 유기막을 형성하여 정공 수송층을 형성한다.
또한, 정공 수송층 상에 발광층을 형성한다.
이때, 발광층은 Alq3 또는 Alq3:C545T 등으로 구성된 녹색 발광층, Alq3:DCJTB 등으로 구성된 적색 발광층, SAlq 또는DPVBi등으로 구성된 청색 발광층 및 이들로 구성된 그룹 중 어느 하나일 수 있다.
상기 발광층상에 Alq3 등의 물질층을 형성하여 전자 수송층을 형성한다. 전자 수송층 상에 LiF, BCP:Cs 등의 물질층을 형성하여 전자 주입층을 형성한다.
물론 상기 각 층을 구성하는 물질은 상술한 설명에 한정되지 않고, 현재 공개되어 있는 다양한 물질층이 사용될 수 있다.
또한, 발광장치(100)의 구조와 특징에 따라 상기 5개 층 중 적어도 하나의 층이 삭제될 수 있고, 필요에 따라 다른 구조의 층이 삽입될 수 있다. 그리고, 상기 각 층들은 단일 막으로 제작되거나 다층막으로 제작될 수 있다.
도12와 도13에서 도시한 바와 같이, 상기 발광부(130)의 배치가 완료되면, 그 위에 상기 제2전극(140)을 배치한다.
상기 제2전극(140)은 불투명한 금속 물질, 예를 들어, 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
또한, 제2 전극(140)은 투명성 도전체, 예를 들어 ITO(Indium tin oxide; 인듐 틴 옥사이드)나 IZO(Indium zinc oxide; 인듐 징크 옥사이드)로 형성될 수 있다. 일 예로, 제2 전극(140)은 알루미늄으로 이루어진다.
한편, 상기 제2전극(140)은 상기 제1전극(110) 및 상기 보조전극(120)과 절연된 상태를 유지해야 한다. 그렇지 않으면, 쇼트가 발생할 수 있다.
따라서, 도시하지는 않았지만, 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120)사이와 상기 보조전극(120)과 상기 제2전극(120)사이에는 절연층이 배치되거나, 또는 별도의 물리적 공간(예, 절연라인 또는 그루브)이 형성되는 것이 바람직하다.
도14와 도15에서 도시한 바와 같이, 상기 제1전극(110)에는 (+)전원을 공급할 수 있는 패드형태의 제1전원공급부(210)를 연결하고, 상기 제2전극(140)에는 (-)전원을 공급하는 패드 형태의 제2전원공급부(220)를 연결한다.
상술한 바와 같이, 상기 제1전원공급부(210)와 상기 제2전원공급부(220)는 복수개로 마련되며, 상기 제1~3보조전극(121~123)의 위치에 대응되게 배치되는 것이 바람직하다.
각 전원공급부(210,220)는 이웃한 다른 전원공급부(210, 220)와 독립적으로 전원을 인가할 수 있다. 따라서, 제1보조전극(121)이 위치한 부분과, 제2보조전극(122)이 위치한 부분과, 제3보조전극(123)이 위치한 부분에 인가되는 전압이 서로 달라질 수 있다.
특히, 중앙부 또는 내부구역에 해당하는 상기 제2보조전극(122)이 위치한 부분의 휘도가 소정 기준 이하로 낮아지는 경우, 그에 대응되는 전원공급부(210,220)의 전력인가량을 늘려서 휘도를 높여 다른 부분과의 휘도차이를 줄일 수 있다.
상기 각 전원공급부(210, 220)는 그 전력의 인가량을 제어할 수 있는 제어부(300)와 연결될 수 있고, 상기 제어부(300)는 도4에서 도시한 비교기(160)와도 연결될 수 있다.
따라서, 상기 비교기(160)에 의하여 측정된 전력 데이터에 근거하여 상기 전원공급부(210, 220)를 제어하여 필요한 전력이 인가되도록 제어할 수 있다.
도16(a)는 종래 기술에 의한 전력인가량과 휘도, 그리고 제품수명간의 관계 그래프이고, 도16(b)는 본 발명에 의한 전력인가량과 휘도, 그리고 제품수명간의 관계 그래프이다.
여기서 도16(a)와 도16(b)는 상기 발광장치 부분 중 상대적으로 휘도가 낮은 중앙부분 또는 내부 구역에 대한 입력전력량과 휘도, 그리고 제품수명간의 관계를 도시하였다.
발광장치가 장시간 사용되면, 외부 구역에는 내부 구역에 비하여 전력이 상대적으로 많이 공급되고, 그 부분에 대응되는 발광부의 소진정도는 내부 구역에 위치한 발광부의 소진정도에 비하여 크다.
즉, 내부 구역에 있는 발광부는 외부 구역에 있는 발광부에 비하여 그 활용정도가 크지 못하다.
도16(a)에서 도시한 바와 같이, 종래기술에서는 최초 입력치(P1)에 해당하는 전력을 입력하면, H1에 해당하는 광량(휘도)가 발생하였다.
그러나, 시간이 흐르면서, 입력전력량을 최초 입력치(P1)에 해당하는 양으로 하여도, 상기 발광부(130)의 기능이 쇠퇴하면서 그 광량(휘도)가 줄어드는 상태가 된다.
특히, 최초 평균 광량(휘도)의 70% 이하가 되면, 통상적인 수명을 다하였다고 판단하고, 70%가 되는 시기를 통상수명(T1)이라고 정의하였는데, 외부 구역에 비하여 내부 구역이 통상 수명에 이르는 시기가 더 빠르다.
왜냐하면, 내부 구역에는 외부 구역에 비하여 충분한 전력이 공급되기 어려운 상태에서 내부구역은 내부구역대로 기능이 점점 소진 되기 때문이다.
내부 구역에 대한 광량(휘도)를 증가시키기 위해서는 입력 전력량을 늘려야 하는데, 이 경우, 입력전력이 중앙부 또는 내부구역 이외에 외곽부에도 전달되어 휘도의 불균형은 여전히 일어날 수 있다는 문제점이 있다.
도16(b)에서 도시한 바와 같이, 본 발명에선, 통상 수명(T1)에 이르면, 내부구역에 대한 입력전력을 최초 입력전력(P1)보다 높은 변경입력전력(P2)으로 제어한다.
다만, 중앙부 또는 내부 구역을 제외한 외곽부의 휘도는 중앙부 또는 내부 구역의 휘도보다 높은 상태를 유지하기 때문에 입력전력을 변경할 필요가 없거나, 중앙부 또는 내부 구역에 입력된 변경입력전력(P2)보다 낮은 전력을 입력하면 된다.
중앙부분 또는 내부 구역에 대한 입력전력이 P1에서 P2로 증가하면, 중앙부 또는 내부구역에 대한 광량(휘도)가 더 이상 감소하지 않고, 최초 광량(휘도)의 70%를 유지할 수 있다.
상기 중앙부분 또는 내부구역에 대한 입력전력을 P2로 변경했음에도 불구하고, 광량(휘도)가 70% 이하로 내려가면, 본 발광장치에 대한 적정수명이 다 했다고 판단한다.
다만, 그 시기는 T1보다는 지체된 T2가 되고, 여기서, T2를 변경된 수명으로 정의할 수 있다.
여기서 입력전력이 P1에서 P2로 변하는 시점을 중앙부분 또는 내부 구역의 광량(휘도)가 70%가 되는 시점으로 정의하였으나, 이러한 기준은 제품설계 스펙이나 환경에 따라서 달라질 수 있다.
도17은 본 발명의 제2실시예를 도시한 것이다.
도1에서는 상기 보조전극(120)이 상하방향으로 절단되어 나뉜 것을 도시하였는데, 도17에서는 보조전극(120)이 수평방향으로 절단되어 나뉜 것을 도시하였다.
도1에서는 제1,2전원공급부(210, 220)는 상기 제1,2전극(110, 140)의 하부 테두리에 배치되었으나, 도17에서 상기 제1,2전원공급부(210, 220)는 제1,2전극(110, 140)의 측면 테두리에 배치되었다.
여기서, 상기 제1,2전원공급부(210, 220)의 위치는 상기 복수 개로 나뉜 보조전극(120)의 위치에 각각 대응되게 배치되는 것이 바람직하다.
이러한 보조전극(120) 및 상기 제1,2전원공급부(210,220)의 형태 및 배치의 특징을 제외한 나머지 특징이나 동작은 도1에서 나타난 발광장치의 그것과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 하겠다.
도18은 본 발명의 제3실시예를 도시한 것이다.
도18에서는 발광장치(100)의 중앙부 또는 내부 구역에 배치되는 제2보조전극(122)에 대응되는 제1,2전원공급부(210, 220)가 다른 제1,2전원공급부(210, 220)와 정반대의 위치에 배치된 것을 도시하였다.
즉, 복수의 제1전원공급부(210)와 복수의 제2전원공급부(220)가 지그재그 형태로 배치될 수 있음을 도시한 것이다.
이때, 전류의 흐름을 보면, 제1,3보조전극(121,123)에 대응되는 부분에서는 전류가 제1방향으로 이동하고, 제2보조전극(122)에 대응되는 부분에서는 전류가 제1방향과 정반대 방향인 제2방향으로 이동할 수 있다.
따라서, 휘도의 균일도를 도모할 수 있다.
도19에서는 상기 제1,2전원공급부(210)가, 상기 제1,2전극(110, 140)의 한 변에만 배치되는 것이 아니라, 서로 마주보는 두 변에 배치되는 것을 도시하였다.
이 경우, 제1~3보조전극(121~123)에 대응되는 부분에서는 전류의 흐름이 제1방향과, 제2방향 모두를 향하여 움직일 수 있다.
따라서, 이 경우에는 동일한 전력을 가지고도 보다 많은 영역에 광을 전달할 수 있으므로, 전력효율성이 높아질 수 있다.
도20은 본 발명의 제4실시예를 도시한 것이다.
도20에서는 제1,2보조전극(121, 122)에 대응되는 전원공급부(210,220)는 상기 제1,2전극(110,140)의 일측변에 배치되고, 제3보조전극(123)에 대응되는 전원공급부(210, 22)는 제1,2전극(110,140)의 타측변에 배치된다.
이와 같이, 전원공급부(210, 220)의 위치가 다르게 배치된 이유는, 발광장치(100)의 기구적인 제약이 있는 경우에, 대응할 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 전원공급부(210, 220)에는 연성회로기판(FPCB)가 연결될 수 있는데, 발광장치(100) 외곽 부분 중 연성회로기판(FPCB)을 설치할 수 없는 부분이 있는 경우, 그 반대 방향으로 전원공급부(210, 220)를 위치시켜서 전력을 공급할 수 있도록 하기 위함이다.
이때, 전류의 흐름을 보면, 제1,2보조전극(121,122)에 대응되는 부분에서는 전류가 제1방향으로 이동하고, 제3보조전극(123)에 대응되는 부분에서는 전류가 제1방향과 정반대 방향인 제2방향으로 이동할 수 있다.
도21은 본 발명의 제5실시예를 도시한 것이다.
제5실시예에서는 보조전극(1120)을 보다 세밀하게 분리하는 것을 특징으로 하였다. 즉 보조전극(1120)을 제1보조전극(1121), 제2보조전극(1122), 제3보조전극(1123), 제4보조전극(1124), 제5보조전극(1125)로 분리하였다.
그리고, 상기 제1,2전원공급부(210, 220)를 각 보조전극(1120)에 대응되도록 하였으며, 이에 따라 다른 실시예에 비하여 제1,2전원공급부(210, 220)의 수량도 늘어났다.
따라서, 다른 실시예에 비하여 휘도 조절이 보다 세밀하게 이루어질 수 있는 장점을 구현할 수 있다.
100: 발광장치 101: 기판
110: 제1전극 120: 보조전극
121: 제1보조전극 122: 제2보조전극
123: 제3보조전극 130: 발광부
140: 제2전극 150: 절연부
210: 제1전원공급부 220: 제2전원공급부
300: 제어부

Claims (14)

  1. 기판과;
    상기 기판에 마련되는 제1전극과;
    상기 제1전극 상에 상호 분할되고 이격되어 배치되되, 상기 제1전극면의 외곽부에 배치되는 제1,3 보조전극과, 상기 제1,3 보조전극 사이의 상기 제1전극면 내부에 배치되는 제2 보조전극을 포함하는 복수의 보조전극과;
    상기 제1전극 및 상기 복수의 보조전극 상에 배치되는 발광부와;
    상기 발광부에 마련되는 제2전극과;
    상기 제1전극과 상기 제2전극과 통전가능하게 마련되고 상호 이격되어 복수개로 마련되며 상기 복수의 보조전극에 각각 대응되게 배치되는 전원공급부와;
    상기 전원공급부와 연결되어 각각의 전원공급부를 통하여 상기 복수의 보조전극에 공급되는 전력의 크기를 독립적으로 제어할 수 있는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 제2 보조전극에 인가되는 전력이 상기 제1 보조전극과 상기 제3 보조전극에 인가되는 전력보다 크게 되도록 제어하는 발광장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 기준 기간 또는 통상 수명 경과 후,
    특정한 전원공급부에 공급되는 전력이 다른 전원공급부에 공급되는 전력의 크기보다 크게 될 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기준기간 또는 통상수명은 상기 발광부에 발생되는 빛의 휘도가 최초 휘도의 70%가 되는 기간인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 보조전극에 대응되는 제1전극과 제2전극 부분을 연결하여 각각의 보조전극의 위치에 대응되는 부분에 인가되는 전력 또는 전압 또는 전류를 측정할 수 있는 복수의 비교기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 비교기와 연결된 상기 제1전극 또는 제2전극은 상기 비교기의 수량에 대응되는 수량으로 분할되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보조전극의 수량과, 상기 비교기의 수량과, 분할된 상기 제1전극 또는 제2전극의 수량은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 발광장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수개로 분할된 보조전극에 대응되는 복수의 전원공급부 중 적어도 일부의 전원공급부는 제1전극과 제2전극의 일측변에 위치하고, 다른 전원공급부는 제1전극과 제2전극의 타측변에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 일부의 전원공급부와 다른 전원공급부는 지그재그 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수개로 분할된 보조전극에 대응되는 복수의 전원공급부는 제1전극과 제2전극의 일측변과 타측변에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  13. 기판과;
    상기 기판에 마련되는 제1전극과;
    상기 제1전극 상에 상호 분할되고 이격되어 배치되되, 상기 제1전극면의 외곽부에 배치되는 제1,3 보조전극과, 상기 제1,3 보조전극 사이의 상기 제1전극면 내부에 배치되는 제2 보조전극을 포함하는 복수의 보조전극과;
    상기 제1전극 및 상기 복수의 보조전극 상에 배치되는 발광부와;
    상기 발광부에 마련되는 제2전극과;
    상기 제1전극과 상기 제2전극과 통전가능하게 마련되고 상호 이격되어 복수개로 마련되며 상기 복수의 보조전극에 각각 대응되게 배치되는 전원공급부와;
    상기 전원공급부와 연결되어 각각의 전원공급부를 통하여 상기 복수의 보조전긍에 공급되는 전력의 크기를 독립적으로 제어할 수 있는 제어부를 포함하는 발광장치의 제어방법에 있어서,
    상기 제2 보조전극이 배치된 구역의 휘도가 최초 휘도의 일정 비율 이하로 되는 기준기간 또는 통상수명에 이르렀는지 판단하는 단계와;
    그러한 경우, 상기 제2 보조전극에 인가되는 전력이 상기 제1 보조전극과 상기 제3 보조전극에 인가되는 전력보다 크게 되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기준기간 또는 통상수명은 최초 휘도의 70%가 되는 시기인 것을 특징으로 하는 발광장치의 제어방법.
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