KR102607781B1 - 고 개구율 전계 발광 조명장치 - Google Patents

고 개구율 전계 발광 조명장치 Download PDF

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Abstract

본 출원은 고 개구율을 갖는 전계발광 조명장치에 관한 것이다. 본 출원에 의한 전계발광 조명장치는, 기판, 전원 배선, 버퍼막, 발광 소자, 연결 전극, 보호막, 발광층 및 캐소드 층을 포함한다. 기판은, 발광 영역과 상기 발광 영역을 둘러싸는 비 발광 영역을 구비한다. 전원 배선은, 발광 영역에 배치되어 개구 영역을 정의한다. 버퍼막은, 전원 배선을 덮는다. 발광 소자는, 버퍼막 위에서 개구 영역에 배치된다. 연결 전극은, 버퍼막 위에서 전원 배선과 중첩하며 일측단은 발광 소자에 연결되고, 타측단은 전원 배선에 연결된다. 보호막은, 전원 배선 영역 내에 적층되며 연결 전극을 덮는다. 발광층은, 발광 영역을 덮는다. 캐소드 층은, 발광층 위에서 발광 영역을 덮는다.

Description

고 개구율 전계 발광 조명장치{Electroluminance Lighting Device Having High Aperture Ratio}
본 출원은 고 개구율을 갖는 전계 발광 조명장치에 관한 것이다. 특히, 본 출원은 유기발광 소자를 포함하며, 고 개구율을 갖는 전계 발광 조명장치에 관한 것이다.
최근, 유기발광소자의 많은 장점들을 바탕으로, 유기발광소자를 조명(Lighting)이나 표시장치(Display Device)의 광원으로 사용하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 예를 들어, 면광원 및 점광원이 차량의 실내등, 또는 차량 외부의 전조등, 안개등, 후퇴등, 차폭등, 번호등, 후미등, 제동등, 방향지시등, 비상점멸표시등과 같은 차량의 조명장치에 적용되고 있다.
유기발광 소자를 조명장치에 적용하는 경우, 사용 환경에 따라 외부에서 침투하는 수분, 산소 등에 대해 강건한 구조를 가져야 할 필요성이 있다. 또한, 전반사 등에 의하여 유기 발광 소자의 내부에서 광 손실이 발생하여 발광 효율이 높지 않은 문제점 등도 있다. 따라서, 유기 발광 소자를 조명장치에 적용하기 위해서는 외부 환경으로부터 소자를 보호하면서도 발광 효율 및 개구율을 향상시키는 구조적 개발이 필요하다.
본 출원의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출 된 발명으로써, 개구율 및 발광 효율이 향상된 전계 발광 조명장치를 제공하는 데 있다. 또한, 본 출원의 다른 목적은 사용 수명 및 안정성을 향상한 고 개구율 전계 발광 조명장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는, 기판, 전원 배선, 버퍼막, 발광 소자, 연결 전극, 보호막, 발광층 및 캐소드 층을 포함한다. 기판은, 발광 영역과 상기 발광 영역을 둘러싸는 비 발광 영역을 구비한다. 전원 배선은, 발광 영역에 배치되어 개구 영역을 정의한다. 버퍼막은, 전원 배선을 덮는다. 발광 소자는, 버퍼막 위에서 개구 영역에 배치된다. 연결 전극은, 버퍼막 위에서 전원 배선과 중첩하며 일측단은 발광 소자에 연결되고, 타측단은 전원 배선에 연결된다. 보호막은, 전원 배선 영역 내에 적층되며 연결 전극을 덮는다. 발광층은, 발광 영역을 덮는다. 캐소드 층은, 발광층 위에서 발광 영역을 덮는다.
일례로, 전원 배선은, 개구 영역을 둘러싸는 그물망 형상을 갖는다. 개구 영역은, 전원 배선의 폭에 상응하는 일정 간격으로 이격된 다각형 형상을 갖는다.
일례로, 발광 소자는, 제1 전극, 발광층 및 제2 전극을 포함한다. 제1 전극은, 개구 영역보다 큰 크기를 갖는다. 발광층은, 제1 전극 위에 적층되어 있다. 제2 전극은, 발광층 위에 적층된 캐소드 층에서 개구 영역에 의해 정의된다.
일례로, 연결 전극은, 전원 배선의 중심 영역과 중첩되는 막대 형상을 가진다. 일측단은, 제1 전극과 일체를 이루면서 연결된다. 타측단은, 버퍼막을 관통하는 전극 콘택홀을 통해 전원 배선과 연결된다.
일례로, 보호막은, 발광층 아래에서 연결 전극과 전극 콘택홀 전체를 덮으며, 제1 전극의 가장자리를 덮는다.
일례로, 보호막은, 제1 전극의 가장자리와 개구 영역의 가장자리 사이에 배치된 경계선을 갖고, 개구 영역을 개방한다.
일례로, 라우팅 배선, 제1 단자 및 제2 단자를 더 포함한다. 라우팅 배선은, 전원 배선에 연결되며 발광 영역을 둘러싸도록 비 발광 영역에 배치된다. 제1 단자는, 비 발광 영역의 일측에 배치되며 라우팅 배선과 연결된다. 제2 단자는, 비 발광 영역의 타측에 배치되며 라우팅 배선과 이격되어 배치되되, 캐소드 층과 일측부가 연결된다.
일례로, 캐소드 층은, 제2 단자의 일측부를 덮는 버퍼막에 형성되어 일측부를 노출하는 단자 콘택홀을 통해 제2 단자와 연결된다.
일례로, 봉지층, 커버 필름 및 접착층을 더 포함한다. 봉지층은, 발광 소자가 형성된 발광 영역을 덮는다. 커버 필름은, 봉지층 위에 합착된다. 접착층은, 봉지층과 커버 필름을 합착한다.
본 출원에 의한 전계발광 조명장치는, 전원 보조 배선과 애노드 전극층을 직접 접촉하지 않고 절연막 기능을 갖는 버퍼막을 사이에 두고 중첩하는 새로운 구조를 갖는다. 또한, 애노드 전극층을 패턴하여 형성하는 단락 방지 구조체가 전원 보조 배선과 중첩하도록 배치함으로써, 개구율을 극대화할 수 있다. 또한, 패드 영역에서 애노드 층이 존재하지 않아 플렉서블 조명장치에 유리하며, 소자 안전성이 향상된다.
도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치에서 발광 영역에 배치된 화소들의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치의 구조를 나타내는 것으로 도 1의 절취선 I-I' 및 도 2의 절취선 II-II'을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치의 구조를 나타내는 것으로 도 1의 절취선 I-I' 및 도 2의 절취선 II-II'을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 출원의 또 다른 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치의 구조를 나타내는 것으로 도 1의 절취선 I-I' 및 도 2의 절취선 II-II'을 따라 자른 단면도이다.
본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 출원은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 출원의 일 예들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 본 출원의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 출원의 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 출원의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 출원이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 출원의 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 설계 상의 오차 범위 및/또는 제조 공정상의 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 출원의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 출원의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도 1 및 2를 참조하여, 본 출원에 의한 전계발광 조명장치에 대해 설명한다. 도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계발광 조명장치를 보여주는 평면도이다. 이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따른 조명장치가 유기발광 조명장치(Organic Luminance Lighting Device)인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는 기판(SUB), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL), 애노드 층(ANO) 캐소드 층(CAT), 발광 소자(ED), 제1 단자(AP) 및 제2 단자(CP)를 포함한다.
기판(SUB)은 베이스 기판(또는 베이스 층)으로서, 플라스틱 재질 또는 유리 재질을 포함한다. 조명장치는 다양한 형태와 기능상의 목적에 적합한 특성을 가질 수 있다. 따라서, 기판(SUB)은 기능에 적합한 특성을 갖는것이 바람직하다. 예를 들어, 기판(SUB)을 불투명 재질로 형성하여 한쪽 방향으로만 빛을 제공하거나 투명 재질로 형성하여 양쪽 방향으로 빛을 제공할 수 있다.
일 예에 따른 기판(SUB)은 평면적으로 사각 형태, 각 모서리 부분이 일정한 곡률반경으로 라운딩된 사각 형태, 적어도 6개의 변을 갖는 비 사각 형태 또는 둥근 원 형상을 가질 수 있다.
기판(SUB)은 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(IA)으로 구분될 수 있다. 발광 영역(AA)은 기판(SUB)의 중간 대부분에 마련되는 것으로, 조명용 빛을 출광하는 영역으로 정의될 수 있다. 일 예에 따른 발광 영역(AA)은 평면적으로 사각 형태, 각 모서리 부분이 일정한 곡률 반경을 가지도록 라운딩된 사각 형태, 또는 적어도 6개의 변을 갖는 비 사각 형태를 가질 수 있다.
비 발광 영역(IA)은 발광 영역(AA)을 둘러싸도록 기판(SUB)의 가장자리 영역에 마련되는 것으로, 빛이 표시되는 않는 영역 또는 주변 영역으로 정의될 수 있다. 일 예에 따른 비 발광 영역(IA)은 기판(SUB)의 제1 가장자리에 마련된 제1 비 발광 영역(IA1), 제1 비 발광 영역(IA1)과 나란한 기판(SUB)의 제2 가장자리에 마련된 제2 비 발광 영역(IA2), 기판(SUB)의 제3 가장자리에 마련된 제3 비 발광 영역(IA3), 및 제3 비 발광 영역과 나란한 기판(SUB)의 제4 가장자리에 마련된 제4 비 발광 영역(IA4)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 비 발광 영역(IA1)은 기판(SUB)의 상측(또는 하측) 가장자리 영역, 제2 비 발광 영역(IA2)은 기판(SUB)의 하측(또는 상측) 가장자리 영역, 제3 비 발광 영역(IA3)은 기판(SUB)의 좌측(또는 우측) 가장자리 영역, 그리고 제4 비 발광 영역(IA4)은 기판(SUB)의 우측(또는 좌측) 가장자리 영역일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다.
라우팅 배선(RT)은 기판(SUB)의 가장자리를 둘러싸듯이 배치된다. 라우팅 배선(RT)은 비 발광 영역(IA)에 배치되며 발광 영역(AA)을 둘러싸는 폐곡선, 예를 들어 사각 띠와 같은 형상을 가질 수 있다. 라우팅 배선(RT)은 발광 영역(AA)에 전원을 공급하는 배선이다. 예를 들어, (+) 전압을 제공하는 배선일 수 있다.
전원 배선(PL)은 발광 영역(AA) 내부에서 격자 모양 혹은 스트라이프(Strip) 형태로 배치된다. 도 1에서는 일정한 개구 면적을 갖는 그물망 형상을 갖는 경우로 도시하였으나, 이에 국한되지는 않는다. 전원 배선(PL)은 비 발광 영역(IA)에 배치된 라우팅 배선(RT)에서 발광 영역(AA)으로 연장된 배선으로 기판(SUB) 전체 면적에 걸쳐 균일하게 배치된다. 전원 배선(PL)의 격자 형태에 의해 결정된 개구 영역은 단일 발광부로서, 빛을 제공하는 영역이다. 따라서, 전원 배선(PL)의 형상이 단일 발광부의 형상을 정의한다.
애노드 층(ANO)은 기판(SUB) 위에서 발광 영역(AA)을 덮도록 적층된다. 특히 애노드 층(ANO)은 버퍼막(도시하지 않음)을 사이에 두고 라우팅 배선(RT) 및 전원 배선(PL)을 덮도록 배치된다. 예를 들어, 애노드 층(ANO)은 발광 영역(AA)과 같거나 조금 더 큰 면적을 갖고 기판(SUB) 위에 도포될 수 있다.
캐소드 층(CAT)은 기판(SUB) 위에서 발광 영역(AA)을 덮도록 적층된다. 캐소드 층(CAT)은 발광 영역(AA)뿐 아니라 비 발광 영역(IA)의 일부 위에도 적층될 수 있다. 캐소드 층(CAT)은 발광 영역(AA)과 동일한 면적을 덮도록 형성되거나, 조금더 큰 면적을 덮도록 형성될 수 있다.
발광 소자(ED)는 전원 배선(PL)에 의해 정의된 단일 발광부에 형성된다. 발광 소자(ED)는 제1 전극, 발광층 및 제2 전극을 포함한다. 제1 전극은, 단일 발광부에 대응하도록 형성한 도전층이다. 예를 들어, 제1 전극은 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide) 혹은 인듐-아연 산화물(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전 물질로 형성할 수 있다. 발광층은, 제1 전극(AE) 위에 적층된다. 그리고 제2 전극은, 발광층 위에 적층된다. 제2 전극은, 발광층 위에서 기판(SUB)의 발광 영역(AA) 전체 면적에 연결되도록 적층된 캐소드 전극층(CAT)의 일부로 단일 발광부에 대응하는 부분이다.
제1 단자(AP)는 비 발광 영역(IA)의 일부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 비 발광 영역(IA1)의 일측변에 배치될 수 있다. 제1 단자(AP)는 라우팅 배선(RT)과 일체형으로 형성될 수 있다. 제1 단자(AP)는 라우팅 배선(RT)과 전원 배선(PL)에 제1 전압을 공급하는 단자이다.
제2 단자(CP)는 비 발광 영역(IA)의 다른 일부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 비 발광 영역(IA1)에 배치된 제1 단자(AP)와 대향하는 타측변에 배치될 수 있다. 제2 단자(CP)는 라우팅 배선(RT)과 물리적 전기적으로 이격된 섬 모양으로 형성될 수 있다. 제2 단자(CP)는 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL) 및 제1 단자(AP)와 동일한 물질로 동일한 층에서 형성할 수 있다. 하지만, 제2 단자(CP)는 라우팅 배선(RT)과는 분리된 것으로 캐소드 층(CAT)에 공통 전압을 공급하는 단자이다. 예를 들어, 캐소드 층(CAT)은 제2 단자(CP)의 일측변을 덮는 버퍼막(도시하지 않음)에 형성된 단자 콘택홀(CH)을 통해 제2 단자(CP)와 물리적 전기적으로 연결된다.
이하, 도 2를 더 참조하여, 발광 영역(AA)에 배치된 발광 소자(ED)의 구조에 대해 설명한다. 도 2는 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계발광 조명장치에서 발광 영역에 배치된 화소들의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
우선 도 2를 참조하여 발광 소자(ED)의 평면도 상에서의 구조를 설명한다. 도 2를 참조하면, 발광 소자(ED)는 제1 전극(AE) 및 연결 전극(LE)을 포함한다. 제1 전극(AE)과 연결 전극(LE)은 동일한 투명 도전 물질층을 패턴하여 형성할 수 있다. 따라서, 제1 전극(AE)과 연결 전극(LE)은 하나의 몸체를 이룰 수 있다. 제1 전극(AE)과 연결 전극(LE)은 기판(SUB)의 발광 영역(AA) 전체를 덮는 버퍼막(도시하지 않음) 위에서 전원 배선(PL) 위에 적층되도록 형성될 수 있다.
제1 전극(AE)은 전원 배선(PL)에 의해 정의된 개구 영역(OP)을 완전히 덮도록 개구 영역(OP)보다 큰 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 개구 영역(OP)이 사각형인 경우 제1 전극(AE)도 사각형상을 가지며 개구 영역(OP)보다 조금 더 큰 크기를 가질 수 있다.
연결 전극(LE)은 전원 배선(PL)과 중첩하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 연결 전극(LE)은 전원 배선(PL)의 일변 위에서 중앙부와 중첩하는 선분 형상을 가질 수 있다. 연결 전극(LE)의 일측단은 제1 전극(AE)과 연결된다. 연결 전극(LE)의 타측단은 전원 배선(PL)과 연결된다. 예를 들어, 연결 전극(LE)의 타단은, 전원 배선(PL)을 덮는 버퍼막(도시하지 않음)에 형성된 전극 콘택홀(PH)을 통해, 전원 배선(PL)과 연결될 수 있다. 전극 콘택홀(PH) 및 연결 전극(LE)은 전원 배선(PL)이 차지하는 영역 내부에 배치되어 있다.
연결 전극(LE)은 제1 전극(AE)과 전원 배선(PL)을 연결하는 막대 형상의 연결부이다. 연결 전극(LE)은 전원 배선(PL)에서 제1 전극(AE)으로 전달되는 전원 전압의 전달 통로로서, 가는 형태로 형성됨에 따라 일종의 저항체 역할을 한다. 즉, 어느 한 단일 화소 영역(P)에 배치된 제1 전극(AE)에 단락이 발생할 경우, 고 저항체 기능을 하는 연결 전극(LE)이 과도한 전류의 흐름을 제어하거나, 전류량이 지나치게 많아질 경우 끊어짐으로써, 단락 문제가 이웃하는 다른 단일 화소 영역(P)들로 전파되는 것을 방지한다.
연결 전극(LE)과 전극 콘택홀(PH)은 보호막(PAS)에 의해 덮인다. 도 2에서 점선으로 표시한 부분이 보호막(PAS)의 경계를 나타낸다. 보호막(PAS)은 전원 배선(PL)에 의해 정의된 개구 영역(OP)보다 더 넓은 개구부를 갖는다. 하지만, 보호막(PAS)은 제1 전극(AE)보다는 작은 넓이의 개구부를 갖는다.
제1 전극(AE)과 연결 전극(LE)이 형성된 기판(SUB) 위에는 발광 영역(AA) 전체를 덮도록 발광층(도시하지 않음)이 적층되어 있다. 발광층 위에는 발광 영역(AA) 전체를 덮도록 캐소드 전극층(CAT)이 적층되어 있다. 캐소드 전극(CAT)의 면적 중에서 전원 배선(PL)에 의해 정의된 개구 영역(OP)에 대응하는 면적이 제2 전극(도시하지 않음)으로 정의된다. 그 결과, 전원 배선(PL)에 의해 정의된 개구 영역(OP)이 제1 전극(AE), 발광층 및 제2 전극을 구비한 발광 소자(ED)로 정의된다.
도 1 및 2를 참조하면, 제1 단자(AP)로 발광부 구동 전원 전압을 공급할 수 있다. 전원 전압은 제1 단자(AP)에 연장된 라우팅 배선(RT)을 통해 전원 배선(PL)으로 공급된다. 전원 배선(PL)을 통해 공급된 발광부 구동 전원 전압은 전극 콘택홀(PH)을 통해 연결된 연결 전극(LE)으로 전달된다. 그 결과 발광부 구동 전원 전압은 연결 전극(LE)에 연결된 제1 전극(AE)으로 전달된다.
제2 단자(CP)에서 발광 영역(AA)에 인접한 부분 일부가 버퍼막에 덮여 있다. 제2 단자(CP)를 덮는 버퍼막에 형성된 단자 콘택홀(CH)을 통해, 캐소드 층(CAT)과 제2 단자(CP)가 연결되어 있다. 제2 단자(CP)로 공통 전압을 공급할 수 있다. 공통 전압은 제2 단자(CP)와 연결된 캐소드 층(CAT)으로 공급되고, 캐소드 층(CAT)의 일부인 제2 전극에 전달된다.
이하, 도 3을 참조하여, 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치의 단면 구조를 설명한다. 단면 구조에는 앞의 평면도 설명에서 도시하지 않은 부분들을 도시하므로, 평면도인 도 1 및 2를 참고하면 이해하는 데 도움이 된다. 도 3은 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계발광 조명장치의 구조를 나타내는 것으로 도 1의 절취선 I-I' 및 도 2의 절취선 II-II'을 따라 자른 단면도이다. 절취선 II-II'는 절취선 I-I'에서 단위 발광부 일부를 자른 부분이다.
도 3을 참조하면, 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는, 기판(SUB), 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL), 제2 단자(CP), 버퍼막(MB), 제1 전극(AE), 보호막(PAS), 발광층(EL), 캐소드 층(CAT), 봉지층(EN), 접착층(FS) 및 커버 필름(CF)을 포함한다.
기판(SUB)은 발광 영역(AA)과 발광 영역(AA)을 둘러싸는 비 발광 영역(IA)을 포함할 수 있다. 기판(SUB)은 베이스 층으로서, 플라스틱 재질 또는 유리 재질을 포함한다. 일 예에 따른 기판(SUB)은 불투명 또는 유색 폴리이미드(polyimide) 재질을 포함할 수 있다. 기판(SUB)은 플렉서블(flexible) 기판 혹은 강성(rigid) 기판일 수 있다. 예를 들어, 유리 재질의 플렉서블 기판(SUB)은 100마이크로미터 이하의 두께를 갖는 박형 유리 기판이거나, 기판 식각 공정에 의해 100마이크로미터 이하의 두께를 가지도록 식각된 유리 기판일 수 있다.
기판(SUB)의 상부 표면 상에는 금속 물질로 형성한 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL) 및 제2 단자(CP)가 형성되어 있다. 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT) 및 전원 배선(PL)은 모두 연결된 하나의 몸체로 이루어질 수 있다. 제2 단자(CP)는 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT) 및 전원 배선(PL)과 분리된 형상을 갖도록 패턴될 수 있다.
라우팅 배선(RT)은 발광 영역(AA)의 주변을 둘러싸도록 비 발광 영역(IA)에 형성된다. 전원 배선(PL)은 라우팅 배선(RT)에 연결되어 발광 영역(AA) 내에서 격자 형태의 개구 영역(OP)을 갖는 그물망(혹은 메쉬, Mesh) 형상을 갖는다. 제1 단자(AP)와 제2 단자(CP)는 제1 비 발광 영역(IA1)의 일측변과 타측변에 각각 일정 거리 이격하여 배치된다.
제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL) 및 제2 단자(CP)가 배치된 기판(SUB)의 표면 위에는 버퍼막(MB)이 도포되어 있을 수 있다. 일 예에 따른 버퍼막(MB)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 및 실리콘 산질화막(SiON) 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막(MB)은 유기 버퍼막과 무기 버퍼막이 적어도 2개 이상 적층된 구조를 가질 수도 있다. 버퍼막(MB)은 전원 배선(PL)의 일부를 노출시키는 전극 콘택홀(PH)을 포함할 수 있다.
버퍼막(MB) 위에는 도전 물질을 증착하여 패턴함으로써 형성한 연결 전극(LE)과 제1 전극(AE)이 배치되어 있다. 여기서 도전 물질은, 광을 투과시킬 수 있는 투명 전도성 물질 또는 반투과 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일 예로 투명 도전 물질은, 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide) 혹은 인듐-아연 산화물(Indium Zinc Oxide)을 포함할 수 있다. 일 예에 따른 반투과 전도성 물질은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금 등을 포함할 수 있다.
연결 전극(LE)의 일측단은 전극 콘택홀(PH)을 통해 전원 배선(PL)과 연결되어 있다. 제1 전극(AE)은 전원 배선(PL) 사이에 정의된 개구 영역(OP)보다 약간 더 큰 크기를 가질 수 있다. 제1 전극(AE)은 연결 전극(LE)의 타측단에 연결되어 있다.
연결 전극(LE) 위에는 보호막(PAS)이 형성되어 있다. 보호막(PAS)은 연결 전극(LE)의 폭보다는 크고 전원 배선(PL)보다 좁은 폭을 갖도록 형성할 수 있다. 보호막(PAS)은 제1 전극(AE)의 가장자리 영역을 덮을 수 있으나, 전원 배선(PL)의 폭을 벗어나지 않는 것이 바람직하다.
보호막(PAS)과 제1 전극(AE) 위에는 발광층(EL)이 적층되어 있다. 발광층(EL)은 발광 영역(AA) 전체에 걸쳐 일체형인 박막층으로 형성하는 것이 바람직하다. 일 예에 따른 발광층(EL)은 백색 광을 방출하기 위해 수직 적층된 2 이상의 발광부를 포함할 수 있다. 일 예에 따른 발광층(EL)은 제1 광과 제2 광의 혼합에 의해 백색 광을 방출하기 위한 제1 발광부와 제2 발광부를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 발광부는 제1 광을 방출하는 것으로 청색 발광부, 녹색 발광부, 적색 발광부, 황색 발광부, 및 황록색 발광부 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 제2 발광부는 청색 발광부, 녹색 발광부, 적색 발광부, 황색 발광부, 및 황록색 중 제1 광의 보색 관계를 갖는 제2 광을 방출하는 발광부를 포함할 수 있다.
발광층(EL) 위에는 캐소드 층(CAT)이 적층되어 있다. 캐소드 층(CAT)은 발광 영역(AA)을 모두 덮도록 형성할 수 있다. 예를 들어, 캐소드 층(CAT)은 발광층(EL)보다 약간 더 넓게 도포될 수 있다. 또한, 캐소드 층(CAT)의 일부는 제2 단자(CP) 쪽으로 연장되어 제2 단자(CP)의 일측변을 노출하는 단자 콘택홀(CH)을 통해 제2 단자(CP)와 연결되는 것이 바람직하다.
캐소드 층(CAT)은 반사율이 높은 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐소드 층(CAT)은 알루미늄(Al)과 티타늄(Ti)의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄(Al)과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC(Ag/Pd/Cu) 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 다층 구조로 형성되거나, 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 또는 바륨(Ba) 중에서 선택된 어느 하나의 물질 또는 2 이상의 합금 물질로 이루어진 단층 구조를 포함할 수 있다.
캐소드 층(CAT) 중에서 제1 전극(AE)과 중첩하는 영역 특히, 전원 배선(PL)에 의해 정의된 개구 영역(OP)와 중첩하는 영역은 제2 전극(CE)으로 정의된다. 따라서, 개구 영역(OP)에서 서로 면 접촉하는 제1 전극(AE), 발광층(EL) 및 제2 전극(CE)이 발광 소자(ED)를 형성한다.
발광 소자(ED)가 형성된 기판(SUB) 위에 봉지층(EN)이 적층되어 있다. 봉지층(EN)은 단일 물질층으로 형성할 수도 있고, 복수의 층으로 형성될 수 있다. 일 예에 따른 봉지층(EN)은 제1 무기 봉지층, 제1 무기 봉지층 상의 유기 봉지층 및 유기 봉지층 상의 제2 무기 봉지층을 포함할 수 있다. 봉지층(EN)은 수분이나 산소의 침투를 차단하는 역할을 한다. 일 예에 따른 봉지층(EN)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 또는 티타늄 산화물 등의 무기물로 이루어질 수 있다. 이러한 봉지층(EN)은 화학 기상 증착 공정 또는 원자층 증착 공정에 의해 형성될 수 있다.
일 예에 따른 유기 봉지층은, 실리콘옥시카본(SiOCz) 아크릴 또는 에폭시 계열의 레진(Resin) 등의 유기물로 이루어질 수 있다. 유기 봉지층은 코팅 공정, 예를 들어 잉크젯 코팅 공정 또는 슬릿 코팅 공정에 의해 형성될 수 있다.
봉지층(EN)은 발광 영역(AA)을 모두 덮고, 비 발광 영역(IA)의 일부도 덮을 수 있다. 하지만, 봉지층(EN)은 제1 단자(AP)와 제2 단자(CP)는 덮지 않고 노출시키도록 도포하는 것이 바람직하다.
봉지층(EN) 위에는 커버 필름(CF)이 합착된다. 커버 필름(CF)은 금속 물질을 포함하는 두꺼운 필름일 수 있다. 커버 필름(CF)과 봉지층을 합착하기 위해 접착제(FS)를 이용할 수 있다. 커버 필름(CF)도 제1 단자(AP)와 제2 단자(CP)는 덮지 않고 노출시키도록 합착하는 것이 바람직하다.
이하, 도 4를 참조하여 본 출원의 다른 실시 예에 대해 설명한다. 도 4는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치의 구조를 나타내는 것으로 도 1의 절취선 I-I' 및 도 2의 절취선 II-II'을 따라 자른 단면도이다.
본 출원의 다른 실시 예에 의한 전계 발광 조명장치의 기본적인 구조는 앞에서 설명한 일 실시 예의 것과 동일하거나 유사하다. 차이가 있다면, 단면 구조에서 추가로 적층되는 층들이 더 포함된다.
도 4를 참조하면, 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는, 기판(SUB), 광 추출층(LL), 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL), 제2 단자(CP), 버퍼막(MB), 제1 전극(AE), 보호막(PAS), 발광층(EL), 캐소드 층(CAT), 봉지층(EN), 접착층(FS) 및 커버 필름(CF)을 포함한다. 도 3과 비교했을 때, 기판(SUB)과 라우팅 배선(RT) 사이에 광 추출층(LL)이 더 포함된 구조를 갖는다.
기판(SUB)은 발광 영역(AA)과 발광 영역(AA)을 둘러싸는 비 발광 영역(IA)을 포함할 수 있다. 기판(SUB)의 전체 표면 위에는 광 추출층(LL)이 도포되어 있다.
광 추출층(LL)은 저항이 높은 유기 물질에 산란 입자를 산포하여 형성할 수 있다. 또한, 광 추출층(LL)은 발광층(EL)에서 발생한 빛이 조명장치 외부로 원활하게 방출할 수 있도록 굴절율이 높은 입자들을 포함할 수 있다. 발광층(EL)에서 발생한 빛이 캐소드 층(CAT)에서 반사되어 하부로 출광될 때, 광 추출층(LL)에 의해 출광 효율이 증가할 수 있다. 그 외의 구조는 앞에서 설명한 실시 예와 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
이하, 도 5를 참조하여 본 출원의 또 다른 실시 예에 대해 설명한다. 도 5는 본 출원의 또 다른 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치의 구조를 나타내는 것으로 도 1의 절취선 I-I' 및 도 2의 절취선 II-II'을 따라 자른 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같은 본 출원의 다른 실시 예에서는 기판(SUB) 위에 광 추출층(LL)이 도포되고, 그 위에 금속 물질로 형성한 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL) 및 제2 단자(CP)가 형성되어 있다. 특히, 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL) 및 제2 단자(CP)는 저항이 낮은 구리(Cu)와 같은 저저항 금속 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
구리와 같은 물질은 저항이 낮아 전원 배선(PL) 및 라우팅 배선(RT)으로 매우 좋은 물질이다. 하지만, 하부에 광 추출층(LL)이 적층된 상태에서 바로 증착될 경우, 구리가 산화되는 문제가 발생할 수 있다. 이는 광 추출층(LL)이 유기물이며, 제조 공정상 열 처리 공정을 수행하므로, 이후에 구리가 산소와 접촉할 가능성이 매우 높기 때문이다.
또한, 구리는 유기물질과 계면 접착성이 좋지 않아, 쉽게 박리될 수 있다. 이와 같은 문제를 방지하기 위해, 광 추출층(LL) 위에 하부 버퍼층(BUF)을 더 형성하는 것이 바람직하다.
하부 버퍼층(BUF)은, 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL) 및 제2 단자(CP)를 덮는 버퍼막(MB)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 하부 버퍼층(BUF)은 광 추출층(LL)의 상부 표면 전체에 도포되는 것이 바람직하다.
하부 버퍼층(BUF) 위에 금속 물질로 형성한 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL) 및 제2 단자(CP)가 형성되어 있다. 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL) 및 제2 단자(CP)가 배치된 기판(SUB)의 표면 위에는 버퍼막(MB)이 도포되어 있다. 따라서, 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL) 및 제2 단자(CP)는 하부 버퍼층(BUF)과 버퍼막(MB)에 의해 둘러싸인 구조를 가진다. 그 결과, 제1 단자(AP), 라우팅 배선(RT), 전원 배선(PL) 및 제2 단자(CP)를 구성하는 금속 물질의 산화를 방지할 수 있어 소자의 수명이 길어진다.
그 외의 구성 요소들은 도 3에서 설명한 실시 예와 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
SUB: 기판 AP: 제1 단자
CP: 제2 단자 RT: 라우팅 배선
BUF: 버퍼막 PAS: 보호막
CAT:캐소드 층 EN: 봉지층
ED: 발광 소자 AE: 제1 전극
EL: 발광층 CE: 제2 전극
FS: 접착층 CF: 커버 필름

Claims (9)

  1. 발광 영역과 상기 발광 영역을 둘러싸는 비 발광 영역을 구비한 기판;
    상기 발광 영역에 배치되어 개구 영역을 정의하는 전원 배선;
    상기 전원 배선을 덮는 버퍼막;
    상기 버퍼막 위에서 상기 개구 영역에 배치된 발광 소자;
    상기 버퍼막 위에서 상기 전원 배선과 중첩하며 일측단은 상기 발광 소자에 연결되고, 타측단은 상기 전원 배선에 연결된 연결 전극;
    상기 전원 배선 영역 내에 적층되며 상기 연결 전극을 덮는 보호막;
    상기 발광 영역을 덮는 발광층; 그리고
    상기 발광층 위에서 상기 발광 영역을 덮는 캐소드 층을 포함하는 전계발광 조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 배선은,
    상기 개구 영역을 둘러싸는 그물망 형상을 가지며,
    상기 개구 영역은,
    상기 전원 배선의 폭에 상응하는 일정 간격으로 이격된 다각형 형상을 갖는 전계발광 조명장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 소자는,
    상기 개구 영역보다 큰 크기를 갖는 제1 전극;
    상기 제1 전극 위에 적층된 상기 발광층; 그리고
    상기 발광층 위에 적층된 상기 캐소드 층에서 상기 개구 영역에 의해 정의된 제2 전극을 포함하는 전계발광 조명장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결 전극은,
    상기 전원 배선의 중심 영역과 중첩되는 막대 형상을 가지며,
    상기 일측단은, 상기 제1 전극과 일체를 이루면서 연결되고,
    상기 타측단은, 상기 버퍼막을 관통하는 전극 콘택홀을 통해 상기 전원 배선과 연결된 전계발광 조명장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보호막은,
    발광층 아래에서 상기 연결 전극과 상기 전극 콘택홀 전체를 덮으며,
    상기 제1 전극의 가장자리를 덮는 전계발광 조명장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보호막은,
    상기 제1 전극의 가장자리와 상기 개구 영역의 가장자리 사이에 배치된 경계선을 갖고, 상기 개구 영역을 개방하는 전계발광 조명장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 배선에 연결되며 상기 발광 영역을 둘러싸도록 상기 비 발광 영역에 배치된 라우팅 배선;
    상기 비 발광 영역의 일측에 배치되며 상기 라우팅 배선과 연결된 제1 단자; 그리고
    상기 비 발광 영역의 타측에 배치되며 상기 라우팅 배선과 이격되어 배치되되, 상기 캐소드 층과 일측부가 연결된 제2 단자를 더 포함하는 전계발광 조명장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 캐소드 층은,
    상기 제2 단자의 상기 일측부를 덮는 상기 버퍼막에 형성되어 상기 일측부를 노출하는 단자 콘택홀을 통해 상기 제2 단자와 연결된 전계발광 조명장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 소자가 형성된 상기 발광 영역을 덮는 봉지층;
    상기 봉지층 위에 합착된 커버 필름; 그리고
    상기 봉지층과 상기 커버 필름을 합착하는 접착층을 더 포함하는 전계발광 조명장치.
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