KR102470063B1 - 조명 장치용 oled 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 조명 장치용 OLED 패널은 발광 영역을 포함하는 어레이 영역과 상기 어레이 영역 외곽의 더미 영역으로 구분되는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 보조 배선 패턴; 상기 보조 배선 패턴이 배치된 기판 상에 배치되는 제1 전극; 상기 제1 전극이 배치된 기판 상에 배치되며, 더미 영역에서 상기 보조 배선 패턴 및 상기 제1 전극을 감싸는 패시베이션 패턴; 상기 어레이 영역에서 상기 패시베이션 패턴이 배치된 기판 상에 배치되는 OLED 발광 구조체; 상기 OLED 발광 구조체가 배치된 기판 상에 배치되는 제2 전극; 상기 제2 전극이 배치된 기판 상에 배치되며, 상기 더미 영역에서 상기 패시베이션 패턴과 접촉하는 접착층; 및 상기 접착층 상에 배치되는 봉지층을 포함하고, 상기 더미 영역에서 상기 접착층의 하부면은 3차원 구조를 갖는다. 본 발명에 따른 조명 장치용 플렉서블 OLED 패널은 접착층의 하부면이 3차원 구조로 되어 있어, 기판 더미 영역의 패시베이션 패턴과 접착층 간의 수분 침투 경로를 증가시킬 수 있다. 어, 외부에서의 투습 등에 의한 OLED 발광 구조체의 열화를 방지할 수 있다.

Description

조명 장치용 OLED 패널 {OLED PANEL FOR LIGHTING DEVICE}
본 발명은 조명 장치용 발광 패널 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수분 침투 지연 효과가 우수하여 수명 특성이 우수한 조명 장치용 OLED 패널에 관한 것이다.
현재 조명 장치로는 주로 형광등이나 백열등을 사용한다. 백열등의 경우, 연색지수가 좋으나 에너지 효율이 매우 낮은 단점이 있다. 형광등의 경우, 에너지 효율은 좋으나 연색지수가 낮고 수은을 함유하고 있어 환경 문제가 발생하는 문제점이 있다.
최근에는, 발광다이오드(LED) 기반의 조명 장치가 제안되고 있다. 발광다이오드는 GaN과 같은 질화물 반도체의 적층 구조로 형성되며, 청색 파장대에서 발광효율이 가장 높으며, 적색과 시감도가 가장 높은 색인 녹색 파장대역으로 갈수록 발광효율이 저하된다. 따라서, 적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드, 청색 발광다이오드를 조합하는 백색광을 발광하는 경우, 발광효율이 낮아진다는 문제가 있었다. 또한, 적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드, 청색 발광다이오드를 사용하는 경우 각각의 발광 피크의 폭이 좁기 때문에 색연색성도 저하되는 문제도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드, 청색 발광다이오드를 조합하는 방식 대신에, 청색 발광다이오드와 황색의 형광체를 조합하여 백색광을 출력하는 조명 장치가 제안되고 있다. 이러한 구성의 발광다이오드가 제안되는 이유는 발광효율이 낮은 녹색 발광다이오드를 사용하는 것보다 발광 효율이 높은 청색 발광다이오드만을 사용하고 나머지 색은 청색광을 받아 황색광을 발산하는 형광물질을 이용하는 방법이 더 효율적이기 때문이다.
그러나, 청색 발광다이오드와 황색컬러의 형광체를 조합하여 백색광을 출력하는 조명 장치의 경우에도 황색광을 발광하는 형광물질 자체가 발광효율이 좋지 않기 때문에, 조명 장치의 발광효율을 향상시키는 데에 한계가 있었다.
특히, 질화물 반도체 발광다이오드(LED) 기반의 조명 장치의 경우, 발광다이오드에서 발생하는 많은 열로 인해 조명 장치 배면에 방열 수단이 배치되어야만 하고, 고품질의 질화물 반도체 성장을 위해서는 고가의 사파이어 기판이 이용되어야만 하는 한계가 있다.
또한, 질화물 반도체 발광다이오드 기반의 조명 장치의 경우, 질화물 반도체를 성장시키기 위한 에피 공정, 개별 발광다이오드 칩을 제조하기 위한 칩 공정 및 개별 발광다이오드 칩들을 회로 기판에 실장하기 위한 실장 공정을 포함하여 많은 공정이 포함된다.
이러한, 종래의 질화물 반도체 발광다이오드 기반의 조명 장치의 문제점을 해결하기 위해 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED) 기반의 조명 장치에 대하여 많은 연구가 이루어지고 있다.
유기발광다이오드의 경우, 대면적화가 용이하여 면발광이 가능하며, 질화물 반도체 발광다이오드 형성을 위한 고가의 사파이어 기판을 필요로 하지 않으며, 발열 또한 질화물 반도체 발광다이오드에 비해 양호한 장점이 있다.
다만, OLED 기반의 조명 장치의 경우, OLED가 수분에 취약한 단점이 있다. OLED에서 수분 침투는 기판 외곽의 더미 영역에서부터 진행되며, 주로 패시베이션 패턴과 봉지층 형성을 위한 접착층과 간의 계면을 통해 진행된다. OLED에 수분 침투가 계속되면, OLED를 열화시켜 발광 성능을 저해할 수 있으며, 이는 조명 장치의 수명 특성을 저하시키는 요인이 된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조명 장치용 OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널을 제공하는 것을 과제로 한다.
특히, 본 발명은 수분 침투 경로를 증가시킴으로써 수분 침투에 의한 OLED 발광 구조체의 열화를 방지할 수 있는 조명 장치용 OLED 패널을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치용 OLED 패널은 발광 영역을 포함하는 어레이 영역과 상기 어레이 영역 외곽의 더미 영역으로 구분되는 기판, 보조 배선 패턴, 제1 전극, 패시베이션 패턴, OLED 발광 구조체, 제2 전극, 접착층 및 봉지층을 포함한다.
상기 보조 배선 패턴은 상기 기판 상에 배치된다. 상기 제1 전극은 상기 보조 배선 패턴이 배치된 기판 상에 배치된다. 상기 패시베이션 패턴은 상기 제1 전극이 배치된 기판 상에 배치되며, 상기 더미 영역에서 상기 보조 배선 패턴 및 상기 제1 전극을 감싼다. 상기 OLED 발광 구조체는 상기 어레이 영역에서 상기 패시베이션 패턴이 배치된 기판 상에 배치된다. 상기 제2 전극은 상기 어레이 영역에서 상기 OLED 발광 구조체가 배치된 기판 상에 배치된다. 상기 접착층은 상기 제2 전극이 배치된 기판 상에 배치되며, 상기 더미 영역에서 상기 패시베이션 패턴과 접촉한다. 상기 봉지층은 상기 접착층 상에 배치된다.
이때, 본 발명에 따른 조명 장치용 OLED 패널은 더미 영역에서 패시베이션 패턴과 접착층이 요철 구조의 계면을 갖는다. 이러한 더미 영역에서의 패시베이션 패턴과 접착층 간의 요철 구조의 계면은 수분이 침투하는 경로를 증가시켜 외부에서의 투습 등에 의한 OLED 발광 구조체의 열화를 방지하는 역할을 한다. 또한, 더미 영역에서의 패시베이션 패턴과 접착층 간의 요철 구조의 계면은 수분 침투에 대한 장벽으로 작용할 수 있다. 더미 영역에서의 패시베이션 패턴과 접착층 간의 요철 구조의 계면을 통하여, OLED 패널의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
이때, 기판의 더미 영역에 하나 이상의 더미 패턴이 배치되어 있고, 더미 영역의 패시베이션 패턴은 더미 패턴이 배치된 기판의 표면에 대응하는 요철 구조의 표면을 가질 수 있다. 기판의 더미 영역에 더미 패턴을 배치하면, 그 위에 증착 방식으로 배치되는 보조 배선 패턴, 제1 전극 및 패시베이션 패턴 역시 더미 패턴이 배치된 기판의 표면에 대응하는 요철 구조의 표면을 가질 수 있고, 그 결과, 더미 영역에서의 패시베이션 패턴과 접착층 간의 요철 구조의 계면을 형성할 수 있다.
한편, 더미 영역에서의 패시베이션 패턴과 접착층 간의 요철 구조의 계면을 형성하기 위한 더미 패턴은 광추출 물질을 포함할 수 있다. 조명 장치의 광추출 효율을 높이기 위해, 통상 기판 상의 어레이 영역에는 광추출 패턴이 배치되는데, 이러한 광추출 패턴은 잉크젯 코팅으로 형성 가능하다. 이때, 광추출 패턴을 기판 상의 더미 영역에도 배치하면, 광추출 물질을 포함하는 더미 패턴이 형성될 수 있다.
다른 예로, 더미 영역에서의 패시베이션 패턴과 접착층 간의 요철 구조의 계면을 형성하기 위한 상기 더미 패턴은 보조 배선 패턴과 동일 물질을 포함할 수 있다. 보조 배선 패턴의 경우, 기판의 패드 영역 일부를 제외한 전 영역에 금속 등을 증착하고, 발광 영역에 대한 식각을 통해 발광 영역을 제외한 기판 전 영역에 배치될 수 있다. 이때, 더미 영역의 일부분에도 식각을 수행하게 되면, 더미 패턴이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 전극 상에 유기물 및/또는 무기물 재질의 캡핑층(capping layer)이 추가로 배치될 수 있다. 제2 전극 상에 캡핑층이 배치되어 있음에 따라, 상부로부터 OLED 발광 구조체에 수분이 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, OLED 발광 구조체에서 발생된 광을 효과적으로 추출하는데 기여할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치용 OLED 패널은 전술한 실시예와 마찬가지로 기판 상에 보조 배선 패턴, 제1 전극, 패시베이션 패턴, OLED 발광 구조체, 제2 전극, 접착층 및 봉지층이 순차적으로 배치되어 있다. 이때, 본 실시예의 경우, 상기 기판의 더미 영역에 배치된 패시베이션 패턴을 관통하는 하나 이상의 홈이 배치되어 있고, 상기 접착층은 상기 홈 내에도 배치되어 더미 영역에서 접착층의 하부면은 3차원 구조를 가질 수 있다.
기판의 더미 영역에 배치된 패시베이션 패턴을 관통하는 홈을 통하여, 더미 영역에서 접착층의 하부면이 3차원 구조로 될 수 있다. 이를 통해 수분이 침투하는 경로를 증가시켜 외부에서의 투습 등에 의한 OLED 발광 구조체의 열화를 방지하는 역할을 한다. 또한, 홈과 홈 사이에 존재하는 패시베이션 패턴 등은 수분 침투에 대한 장벽으로 작용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 홈은 기판의 더미 영역의 패시베이션 패턴 하부에 배치된 제1 전극 및 보조 배선 패턴을 추가로 관통할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 홈의 측벽은 계단형일 수 있다. 이러한 홈의 높이 및 구조에 의해, 수분이 침투하는 경로를 더 증가시킬 수 있으므로, 더 높은 수분 침투 지연 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 조명 장치용 OLED 패널은 대면적화가 용이하여 면발광이 가능하며, 질화물 반도체 발광다이오드 형성을 위한 고가의 사파이어 기판을 요하지 않으며, 발열 또한 질화물 반도체 발광다이오드에 비해 양호한 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 조명 장치용 OLED 패널은 봉지층을 접착하기 위한 접착층의 하부면이 3차원 구조로 되어 있어, 수분 침투 경로를 증가시킬 수 있으며, 수분 침투에 대한 장벽으로 작용할 수 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 조명 장치용 OLED 패널은 외부에서의 투습 등에 의한 OLED 발광 구조체의 열화를 방지할 수 있어, 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 장치용 OLED 패널의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 I-I' 단면의 예를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1의 II-II'단면의 예를 나타낸 것이다.
도 4는 도 1의 II-II'단면의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 5는 더미 패턴의 예를 나타낸 것이다.
도 6은 더미 패턴의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 7은 도 1의 II-II'단면의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 8은 도 1의 II-II'단면의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 9는 도 1의 II-II'단면의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 조명 장치용 OLED 패널 및 그 제조 방법에 대한 실시예를 설명한다.
이하에서 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 발명에서 "~~ 상에 있다"라고 함은 "어떠한 부분이 다른 부분과 접촉한 상태로 바로 위에 있다"를 의미할 뿐만 아니라 "어떠한 부분이 다른 부분과 비접촉한 상태이거나 제3의 부분이 중간에 더 형성되어 있는 상태로 다른 부분의 위에 있다"를 의미할 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 장치용 OLED 패널의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이다. 또한, 도 2는 도 1의 I-I' 단면의 예를 나타낸 것으로, 어레이 영역을 나타낸다. 도 3은 도 1의 II-II' 단면의 예를 나타낸 것으로, 더미 영역을 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 조명 장치용 OLED 패널은 기판(110), 보조 배선 패턴(120), 제1 전극(130), 패시베이션 패턴(140), OLED 발광 구조체(150), 제2 전극(160), 접착층(167) 및 봉지층(170)을 포함한다.
기판(110)은 글래스 기판이 될 수 있다. 또한 기판(110)은 플렉서블 특성을 가질 수 있도록 폴리이미드(poly imide; PI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(poly(ethylene naphthalate); PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Poly(ethylene terephthalate); PET) 등과 같은 고분자 재질의 기판일 수 있다. 기판(110)이 고분자 재질인 경우, 롤-투-롤(Roll-to-Roll) 공정으로 조명 장치용 플렉서블 OLED 패널이 제조될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판(110)은 어레이 영역(AA)과, 어레이 영역 외곽의 더미 영역(DA)로 구분된다. 도 1 및 도 3에서는 제2 전극(160)을 기준으로 어레이 영역(AA)과 더미 영역(DA)을 구분하였으나, 이는 하나의 예일 뿐 이 구분에 반드시 구속되는 것은 아니다. 예를 들어, OLED 발광 구조체(150)를 기준으로 어레이 영역과 더미 영역을 구분할 수도 있다.
한편, 어레이 영역(AA)에는 OLED 발광 구조체에서 광이 방출되는 발광 영역이 포함된다. 발광 영역은 어레이 영역(AA) 내에서 OLED 발광 구조체의 하부면이 제1 전극(예를 들어, 애노드 전극)(130)과 접촉하고, OLED 발광 구조체의 상부면이 제2 전극(예를 들어, 캐소드 전극)(160)과 접촉하는 영역으로 정의될 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 기판(110)의 상부면에는 배리어층이 구비되어 있을 수 있다. 배리어층은 기판(110)과 보조 배선 패턴(120) 간의 반응, 그리고 기판(110)과 제1 전극(130) 간의 반응을 억제하는 역할을 한다. 배리어층의 재질로는 SiO2, SiNx 등과 같은 무기물 재질을 제시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 어레이 영역에서 기판(110) 상에는 광추출 패턴(115)이 배치될 수 있다. 광추출 패턴(115)에는 광추출 물질이 포함된다. 광추출 물질로는 TiO2, BaTiO3, ZrO2, ZnO, SiO2 등과 같은 고굴절의 광산란 입자를 제시할 수 있다. 광추출 패턴(115)은 필름의 형태일 수 있으나, 보다 바람직하게는 잉크젯 인쇄 패턴인 것을 제시할 수 있다. 이러한 광추출 패턴(115)을 통하여 광추출 효율을 향상시키는데 기여할 수 있다.
보조 배선 패턴(120)은 기판(110) 상에 배치된다. 보조 배선 패턴(120)의 역할을 다음과 같다. 제1 전극(130)은 일반적으로 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped Tin Oxide) 등과 같은 투명 전도성 산화물(transparent Conductive Oxide; TCO) 재질로 형성될 수 있는데, 투명 전도성 산화물 재질의 경우, OLED 발광 구조체(150)에서 발광되는 광을 투과시키는 장점을 가지지만, 금속에 비해 전기저항이 매우 높다는 단점이 있다. 따라서, 대면적의 조명 장치용 OLED 패널을 제조하는 경우, 투명 전도성 산화물의 높은 저항으로 인해 인가되는 전압의 분포가 제1 전극 전체에 걸쳐 고르지 않게 되며, 이러한 불균일한 전압분포는 대면적 조명 장치의 휘도 균일성을 저하시킨다.
이에, 보조 배선 패턴(120)은 예를 들어 Cu, Al 등의 금속과 같이 투명 전도성 산화물보다 낮은 저항을 갖는 재질로 형성되어, 보조 배선 패턴(120)과 접촉하여 배치되는 제1 전극(130)에 인가되는 전압의 분포가 제1 전극(130) 전체에 걸쳐 고르게 하는 역할을 한다.
한편, 보조 배선 패턴(120)은 도 1에 도시된 예와 같이 망 형태가 될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 보조 배선 패턴(120)은 좌우 대칭에 가까운 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 2에서는 보조 배선 패턴(120)이 수직인 형태의 끝단을 가져 직사각형 단면을 갖는 것을 나타내었으나, 보조 배선 패턴(120)의 끝단은 경사진 형태가 될 수도 있으며 이 경우 테이퍼진 단면을 가질 수 있다.
제1 전극(130)은 보조 배선 패턴(120)이 배치된 기판(110) 상에 배치된다. 제1 전극(130)은 도 1에 도시된 예와 같이 제1 전극 패드(130a)에 연결된다. 제1 전극(130)은 ITO와 같은 투명 전도성 산화물 재질로 형성될 수 있으며, 스퍼터링 공정 또는 코팅 공정을 통하여 형성될 수 있다.
이때, 보조 배선 패턴(120)은 금속 재질이고, 제1 전극(130)은 투명 전도성 산화물 재질일 수 있다. 하부 방향으로 광추출하거나 또는 하부 및 상부 양방향으로 광추출하기 위해 제1 전극(130)은 투명 전도성 산화물 재질인 것이 바람직하며, 전술한 바와 같이 보조 배선 패턴(120)은 투명 전도성 산화물의 높은 저항을 보상하여 제1 전극(130) 전체적으로 균일한 전압이 인가되도록 하는데 기여할 수 있다.
제1 전극(130)은 애노드 전극일 수 있고, 후술하는 제2 전극(160)은 캐소드 전극일 수 있다. 물론 제1 전극(130)이 캐소드 전극이고, 제2 전극(160)이 애노드 전극일 수 있다.
패시베이션 패턴(140)은 제1 전극(130) 상에 배치된다. 패시베이션 패턴(140)은 보조 배선 패턴(120)이 배치된 영역 상에 배치될 수 있다. 또한, 패시베이션 패턴(140)은 도 3에 도시된 예와 같이, 더미 영역(DA)에서 보조 배선 패턴(120) 및 제1 전극(130)을 감싸는 형태를 갖는다.
OLED 조명에서 수분 침투 등에 의해 제1 전극(130)과 제2 전극(160) 간에 쇼트(short) 발생시, 전류 드롭(current drop)으로 인해 쇼트가 발생된 부분 뿐만 아니라 전체 패널의 휘도 저하가 발생하는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위해, 적어도 보조 배선 패턴(120)이 배치된 영역에는 패시베이션 패턴(140)이 형성된다.
패시베이션 패턴(140)은 폴리이미드계 물질과 같은 유기물 재질로 형성될 수 있고, 알루미나(Al2O3), 질화실리콘(SiNx) 등과 같은 무기물 재질로 형성될 수 있다. 패시베이션 물질의 증착은 원자층 증착(ALD) 방법, 화학기상증착(CVD) 방법 등이 이용될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 예와 같이, 제1 전극에 기판(110)이 노출되는 개구부(135)가 배치될 수 있다. 개구부(135)에는 패시베이션 패턴(140)이 추가로 배치된다. 개구부(135)에 패시베이션 패턴(140)이 추가로 배치되어 있음에 따라 OLED 발광 구조체로의 수분, 공기 등의 침투를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
OLED 발광 구조체(150)는 어레이 영역(AA)에서 패시베이션 패턴이 배치된 기판 상에 배치된다. 도 2 및 도 3을 참조하면, OLED 발광 구조체(150)의 하부면의 일부분은 패시베이션 패턴(140)과 접촉하고, 다른 일부분은 제1 전극(130)과 접촉한다. OLED 발광 구조체(150)와 패시베이션 패턴(140)이 접촉하는 부분은 비발광 영역이 되고, OLED 발광 구조체(150)와 제1 전극(130)이 접촉하는 부분은 발광 영역이 될 수 있다.
OLED 발광 구조체(150)에는 유기 발광층(EML: emission layer)과, 상기 유기 발광층에 홀(hole)을 제공하기 위한, 홀 주입층(HIL: hole injection layer) 및/또는 홀 수송층(HTL: hole transport layer), 상기 유기 발광층에 전자(electron)을 제공하기 위한 전자 수송층(ETL: electron transport layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: electron injection layer)이 포함될 수 있다.
OLED 발광 구조체(150)의 각 층은 예를 들어, 구리 프탈로시아닌(CuPc: copperphthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N, N'-디페닐-벤지딘(N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenylbenzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등의 유기물을 진공 증착법으로 증착하는 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
제2 전극(160)은 OLED 발광 구조체(150)가 배치된 기판 상에 배치된다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 조명 장치용 OLED 패널에서 제2 전극(160)은 어레이 영역(AA)에 배치된다. 제2 전극(160)은 도 1에 도시된 예와 같이, 제2 전극 패드(160a)에 연결되도록 배치된다. 제2 전극(160)은 ITO와 같은 투명 전도성 산화물 재질이나, 금속 재질로 형성될 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 제2 전극(160) 상에는 캡핑층(165)이 배치되어 있을 수 있다. 제2 전극(160) 상에 캡핑층(165)이 배치되어 있음에 따라, 상부로부터 OLED 발광 구조체(150)에 수분이 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 양면 발광형인 경우, 캡핑층(165)은 OLED 발광 구조체에서 발생된 광을 상부 방향으로 효과적으로 추출하는 것에도 기여할 수 있다. 이러한 캡핑층(165)은 SiO2, SiNx, MgF2, ZnO, TiO2, ZrO2, NiO, GaN 등의 1종 이상의 무기물이나, 아크릴, 폴리이미드, 폴리아미드, PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 등의 1종 이상의 유기물일 수 있고, 무기물 및 유기물이 혼합되어 있을 수 있다. 또한 캡핑층(165)은 단층 구조일 수 있고, 2층 이상의 다층 구조일 수도 있다.
접착층(167)은 봉지층(170)을 배치하기 위한 것으로, 제2 전극(160)이 배치된 기판 상에 배치된다. 접착층(167)의 상부면은 평탄화되어 있을 수 있다.
봉지층(170)은 접착층(167) 상에 배치되며, 외부로부터 수분이나 공기가 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 봉지층(170)은 아크릴레이트계 화합물, 에폭시계 화합물과 같은 유기물 재질, 세라믹, 금속과 같은 무기물 재질 또는 유무기 복합재로 형성될 수 있으며, 단층 구조 혹은 다층 구조의 필름 형태가 될 수 있다.
봉지층(170) 상에는 추가의 접착층을 통하여 보호 필름이 배치될 수 있으며, 이 보호 필름 역시 외부로부터 수분이나 공기가 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 보호 필름은 PET 기판, 금속 포일 등이 될 수 있다.
도 1을 참조하면, 제1 전극 패드(130a)는 제1 전극(130)과 연결된다. 그리고, 제2 전극 패드(160a)는 제2 전극(160)과 연결된다. 도 1에는 패드 영역의 중앙부에 제1 전극 패드(130a)가 배치되어 있고, 제1 전극 패드(130a) 양측에 제2 전극 패드들(160a)이 배치되어 있는 예를 나타내었으나, 전극 패드의 배치 형태나, 전극 패드의 크기, 개수 등은 필요에 따라 변경 가능하다.
한편, 도 3을 참조하면, 더미 영역에서, 접착층(167)과 패시베이션 패턴(140)의 계면은 평면 형태인 것을 볼 수 있다. 외부로부터 OLED 발광 구조체로의 수분 침투는 주로 접착층(167)과 패시베이션 패턴(140) 계면을 따라 이루어진다. 수분 침투가 지속된다면, OLED 발광 구조체(150)의 셀 수축을 발생시키고 이는 OLED 패널의 수명을 단축시킨다. 이에 OLED 발광 구조체까지의 수분 침투 경로를 증가시켜 수분 침투를 지연시킬 필요가 있다.
도 3에 도시된 예와 같이 접착층(167)과 패시베이션 패턴(140)의 계면이 평면 형태인 경우, 더미 영역(DA)의 폭을 길게 하면 이러한 수분 침투를 지연시킬 수 있다. 그러나, 더미 영역(DA)의 폭을 길게 하는 것은 어레이 영역(AA)의 면적이 감소하는 것을 초래하고 결과적으로는 발광 영역의 면적이 감소하는 것을 초래한다.
도 4는 도 1의 II-II'단면의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 더미 영역(DA)에서 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167)이 접촉하는 것을 볼 수 있다. 특히, 더미 영역(DA)에서 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167)은 3차원 구조에 해당하는 요철 구조의 계면을 갖는 것을 볼 수 있다.
더미 영역(DA)에서 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167)이 2차원 구조에 해당하는 평면 형태의 계면을 갖는 경우의 수분 침투 경로(도 3의 화살표 a)에 비하여, 더미 영역(DA)에서 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167)이 요철 형태의 계면을 갖는 경우의 수분 침투 경로(도 4의 화살표 b)가 상대적으로 증가된 것을 볼 수 있다. 이러한 더미 영역(DA)에서 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167) 간의 요철 구조의 계면를 통하여, 외부로부터 OLED 발광 구조체(150)까지의 수분 침투를 지연시킬 수 있다. 이를 통해 외부에서의 투습 등에 의한 OLED 발광 구조체(150)의 발광 특성 저하를 방지할 수 있다. 그 결과, 조명 장치용 OLED 패널의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 4에 도시된 구조의 경우, 기판(110)의 더미 영역(DA)에 하나 이상의 더미 패턴(115a)이 배치되어 있다. 이에 따라, 더미 패턴(115a)이 배치된 기판의 표면은 요철 구조를 갖는다. 따라서, 증착에 의해 형성되는 더미 영역(DA)의 패시베이션 패턴(140)은 더미 패턴(115a)이 배치된 기판의 표면에 대응하는 요철 구조의 표면을 가질 수 있다. 즉, 기판(110)의 더미 영역(DA)에 더미 패턴(115a)을 배치하면, 그 위에 증착 방식으로 배치되는 보조 배선 패턴(120), 제1 전극(130) 및 패시베이션 패턴(140) 역시 더미 패턴(115a)이 배치된 기판의 표면에 대응하는 요철 구조의 표면을 가질 수 있다. 이에 따라, 더미 영역(DA)에서 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167) 간의 요철 구조의 계면을 형성할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 더미 영역(DA)에서 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167) 간의 요철 구조의 계면을 형성하기 위한 더미 패턴(115a)은 광추출 물질을 포함하는 광추출 패턴일 수 있다. 광추출 효율 향상을 위하여 어레이 영역(AA)에 광추출 패턴(115)을 잉크젯 코팅법으로 형성할 때, 더미 영역(DA)에도 광추출 패턴을 형성하면, 더미 영역(DA)에 형성된 광추출 패턴은 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167) 간의 요철 구조의 계면을 형성하기 위한 더미 패턴(115a)이 될 수 있다.
도 5 및 도 6은 더미 패턴의 예들을 나타낸 것이다. 더미 패턴(115a)은 도 5에 도시된 예와 같이, 라인 형태로 배치될 수 있다. 또한, 더미 패턴(115a)은 도 6에 도시된 예와 같이, 도트 형태로 배치될 수 있다.
도 7은 도 1의 II-II'단면의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 7에는 다른 형태의 더미 패턴(120a)이 도시되어 있다. 도 7에 도시된 더미 패턴(120a)은 보조 배선 패턴(120)과 동일 물질을 포함할 수 있으며, 보조 배선 패턴(120)과 동시에 형성될 수 있다. 보조 배선 패턴(120)의 경우, 기판(110)의 전 영역에 금속 등을 증착하고, 패드 영역의 일부(예를 들어 제2 전극 패드(160a) 및 어레이 영역(AA) 내의 발광 영역에 대한 식각을 통해 이들 영역을 제외한 전 영역에 배치될 수 있다. 이때, 더미 영역(DA)의 일부분에도 식각을 수행하게 되면, 더미 영역(DA)에서의 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167) 간의 요철 구조의 계면을 형성하기 위한 더미 패턴(120a)이 형성될 수 있다.
도 7에 도시된 수분 침투 경로(도 7의 화살표 b')는 더미 영역(DA)에서 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167)이 평면 형태의 계면을 갖는 경우의 수분 침투 경로(도 3의 화살표 a)에 비하여 상대적으로 증가된 것을 볼 수 있다. 아울러, 도 4에 도시된 수분 침투 경로(도 4의 화살표 b)와 도 7에 도시된 수분 침투 경로(도 7의 화살표 b')는 거의 유사한 것을 볼 수 있다. 도 4 및 도 7에서의 수분 침투 경로는 더미 패턴의 개수, 높이 등에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴의 개수를 더 많게 하거나 더미 패턴의 높이를 더 높게 하면, 더미 영역(DA)에서의 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167) 간의 수분 침투 경로 역시 증가하게 된다.
도 8은 도 1의 II-II'단면의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 4 및 도 7에서는 더미 패턴(도 4의 115a 및 도 7의 120a)을 이용하여 더미 영역(DA)에서 패시베이션 패턴(140)과 접착층(167)이 요철 형태의 계면을 갖는 것에 의해 수분 침투 경로가 증가된다.
반면, 도 8에 도시된 예의 경우, 적어도 더미 영역(DA)에 배치된 패시베이션 패턴(140)을 관통하는 홈(145)이 배치되어 있고, 접착층(167)이 패시베이션 패턴(140) 상부 뿐만 아니라 상기 홈(145) 내에도 배치된다. 이러한 홈(145)에 의해, 더미 영역(DA)에서 접착층(167)의 하부면은 3차원 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조의 경우, 도 8에 도시된 수분 침투 경로(화살표 c)와 같이 수분이 침투하는 경로를 증가시킬 수 있다. 또한, 홈(145)과 홈(145) 사이에 잔류하는 패시베이션 패턴(140)은 수분 침투에 대한 장벽으로 작용할 수 있다.
바람직하게는, 홈(145)은 기판(110)의 더미 영역(DA)에서 패시베이션 패턴(140) 하부에 배치된 제1 전극(130)을 추가로 관통할 수 있으며, 도 8에 도시된 예와 같이 제1 전극(130) 및 보조 배선 패턴(120)을 추가로 관통할 수 있다. 패시베이션 패턴(140) 뿐만 아니라 제1 전극(130) 및 보조 배선 패턴(120)을 추가로 관통하는 홈의 경우, 패시베이션 패턴(140)만 관통하는 홈에 비해 더 깊은 깊이를 나타낼 수 있고, 이에 따라 수분 침투 경로를 보다 증가시킬 수 있다.
도 8에 도시된 홈(145)은 기판(110)의 더미 영역(DA)에 보조 배선 패턴(120), 제1 전극(130) 및 패시베이션 패턴(140)을 순차적으로 배치한 후, 일괄 식각을 통해 형성될 수 있다.
도 9는 도 1의 II-II'단면의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 9에 도시된 예는 도 8에 도시된 예와 마찬가지로, 홈(145')에 의해 접착층(167)의 하부면이 3차원 구조를 갖는다.
다만, 도 8에 도시된 홈(145)의 경우, 홈의 측벽이 연속적인 형태를 갖는데 반해, 도 9에 도시된 홈(145')의 경우, 홈의 측벽이 계단형이다. 도 9에 도시된 홈(145')의 경우, 기판(110)의 더미 영역(DA)에 보조 배선 패턴(120), 제1 전극(130) 및 패시베이션 패턴(140)을 순차적으로 배치한 후, 패시베이션 패턴(140)을 먼저 식각하고, 그 하부의 제1 전극(130)을 식각한 후, 보조 배선 패턴(120)을 식각하여 형성할 수 있다.
도 9의 수분 침투 경로(화살표 c')은 도 8의 수분 침투 경로(화살표 c)보다도 더 증가한 것을 볼 수 있어, 더 높은 수분 침투 지연 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 장치용 OLED 패널은 도 4 및 도 7에 도시된 예와 같이, 기판의 더미 영역(DA)에 더미 패턴(도 4의 115a 및 도 7의 120a)을 형성하여 더미 영역에서 패시베이션 패턴과 접착층이 요철 구조의 계면을 갖거나, 도 8 및 도 9에 도시된 예와 같이, 기판의 더미 영역(DA)에 홈(도 8의 145 및 도 9의 145')을 형성하여, 접착층의 하부면이 3차원 구조를 갖는다. 이를 통하여, 수분 침투 경로를 증가시킬 수 있고, 결과적으로 수분 침투 지연에 따라 조명 장치용 OLED 패널의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 통상의 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 따라서, 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 이해할 수 있을 것이다.
110 : 기판 115 : 광추출 패턴
115a : 더미 패턴 120 : 보조 배선 패턴
120a : 더미 패턴 130 : 제1 전극
130a : 제1 전극 패드 140 : 패시베이션 패턴
145, 145' : 홈 150 : OLED 발광 구조체
160 : 제2 전극 160a : 제2 전극 패드
165 : 캡핑층 167 : 접착층
170 : 봉지층

Claims (10)

  1. 발광 영역을 포함하는 어레이 영역과 상기 어레이 영역 외곽의 더미 영역으로 구분되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 보조 배선 패턴;
    상기 보조 배선 패턴이 배치된 기판 상에 배치되는 제1 전극;
    상기 제1 전극이 배치된 기판 상에 배치되며, 더미 영역에서 상기 보조 배선 패턴 및 상기 제1 전극을 감싸는 패시베이션 패턴;
    상기 어레이 영역에서 상기 패시베이션 패턴이 배치된 기판 상에 배치되는 OLED 발광 구조체;
    상기 OLED 발광 구조체가 배치된 기판 상에 배치되는 제2 전극;
    상기 제2 전극이 배치된 기판 상에 배치되며, 상기 더미 영역에서 상기 패시베이션 패턴과 접촉하는 접착층; 및
    상기 접착층 상에 배치되는 봉지층을 포함하고,
    어레이 영역에서, 상기 패시베이션 패턴은 상기 제1 전극과 상기 OLED 발광 구조체 사이에, 또한 상기 보조 배선 패턴이 배치된 영역 상에 배치되어 있고,
    상기 더미 영역에서 상기 패시베이션 패턴과 상기 접착층은 요철 구조의 계면을 가지며,
    상기 기판의 더미 영역에 광추출 물질로서 광산란 입자를 포함하는 하나 이상의 더미 패턴이 배치되어 있고, 상기 더미 영역의 패시베이션 패턴은 상기 광산란 입자를 포함하는 더미 패턴이 배치된 기판의 표면에 대응하는 요철 구조의 표면을 갖는, 조명 장치용 OLED 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광산란 입자는 TiO2, BaTiO3, ZrO2, ZnO, SiO2 중에서 선택되는, 조명 장치용 OLED 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광산란 입자를 포함하는 더미 패턴은 잉크젯 인쇄 패턴인, 조명 장치용 OLED 패널.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극 상에 캡핑층(capping layer)이 추가로 배치된, 조명 장치용 OLED 패널.
  6. 발광 영역을 포함하는 어레이 영역과 상기 어레이 영역 외곽의 더미 영역으로 구분되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 보조 배선 패턴;
    상기 보조 배선 패턴이 배치된 기판 상에 배치되는 제1 전극;
    상기 제1 전극이 배치된 기판 상에 배치되며, 더미 영역에서 상기 보조 배선 패턴 및 상기 제1 전극을 감싸는 패시베이션 패턴;
    상기 어레이 영역에서 상기 패시베이션 패턴이 배치된 기판 상에 배치되는 OLED 발광 구조체;
    상기 OLED 발광 구조체가 배치된 기판 상에 배치되는 제2 전극;
    상기 제2 전극이 배치된 기판 상에 배치되며, 상기 더미 영역에서 상기 패시베이션 패턴과 접촉하는 접착층; 및
    상기 접착층 상에 배치되는 봉지층을 포함하고,
    어레이 영역에서, 상기 패시베이션 패턴은 상기 제1 전극과 상기 OLED 발광 구조체 사이에, 또한 상기 보조 배선 패턴이 배치된 영역 상에 배치되어 있고,
    상기 더미 영역에서 상기 접착층의 하부면은 3차원 구조를 가지며,
    상기 기판의 더미 영역에 광추출 물질로서 광산란 입자를 포함하는 하나 이상의 더미 패턴이 배치되어 있고, 상기 더미 영역의 패시베이션 패턴은 상기 광산란 입자를 포함하는 더미 패턴이 배치된 기판의 표면에 대응하는 3차원 구조의 표면을 갖는, 조명 장치용 OLED 패널.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판의 더미 영역에 배치된 패시베이션 패턴을 관통하는 하나 이상의 홈이 배치되어 있고, 상기 접착층의 일부분은 상기 홈 내에 배치되어 있는, 조명 장치용 OLED 패널.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 홈은 기판의 더미 영역에 배치된 제1 전극을 추가로 관통하거나, 제1 전극 및 보조 배선 패턴을 추가로 관통하는, 조명 장치용 OLED 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 홈의 측벽은 계단형인, 조명 장치용 OLED 패널.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제2 전극 상에 캡핑층이 추가로 배치된, 조명 장치용 OLED 패널.
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