KR102631177B1 - 전계 발광 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 전계 발광 조명장치에 관한 것이다. 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는, 기판, 라우팅 배선, 보조 배선, 반사 전극, 고 저항막, 발광층 및 캐소드 층을 포함한다. 기판은, 발광 영역과 발광 영역을 둘러싸는 비 발광 영역을 구비한다. 라우팅 배선은, 비 발광 영역에서 발광 영역을 둘러싸도록 배치된다. 보조 배선은, 라우팅 배선과 연결되며, 발광 영역에 배치되어 화소 영역을 정의한다. 반사 전극은, 화소 영역 내에 배치된다. 고 저항막은, 라우팅 배선, 보조 배선 및 반사 전극을 덮는다. 발광층은, 고 저항막 위에서 발광 영역에 도포된다. 캐소드 층은,발광층 위에 적층된다.

Description

전계 발광 조명장치{Electroluminance Lighting Device}
본 출원은 전계 발광 조명장치에 관한 것이다. 특히, 본 출원은 유기 발광 소자를 포함하며 기판의 상부 방향으로 조명광을 제공하는 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. 조명장치는 적은 소비 전력으로 많은 광량을 제공하며, 조명 패널 면적 대비 발광 면적의 비율이 높은 고 효율성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 모든 조건을 만족하기 위해서는 기존과는 다른 새로운 구조의 전계 발광 조명장치가 필요하다.
본 출원의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출 된 발명으로써, 기판의 상부 방향으로 조명광을 제공하는 전계 발광 조명장치를 제공하는 데 있다. 또한, 본 출원의 다른 목적은 조명 패널의 면적 대비 발광 면적이 차지하는 비율을 극대화한 전계 발광 조명장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는, 기판, 라우팅 배선, 보조 배선, 반사 전극, 고 저항막, 발광층 및 캐소드 층을 포함한다. 기판은, 발광 영역과 발광 영역을 둘러싸는 비 발광 영역을 구비한다. 라우팅 배선은, 비 발광 영역에서 발광 영역을 둘러싸도록 배치된다. 보조 배선은, 라우팅 배선과 연결되며, 발광 영역에 배치되어 화소 영역을 정의한다. 반사 전극은, 화소 영역 내에 배치된다. 고 저항막은, 라우팅 배선, 보조 배선 및 반사 전극을 덮는다. 발광층은, 고 저항막 위에서 발광 영역에 도포된다. 캐소드 층은,발광층 위에 적층된다.
일례로, 보조 배선은, 발광 영역 내에서 일정 간격으로 배열된 다수 개의 스트라이프 패턴으로 배치된다. 화소 영역은, 스트라이프 패턴들 사이에 배치된다.
일례로, 보조 배선은, 발광 영역 내에서 일정 간격으로 배열된 그물망 패턴으로 배치된다. 화소 영역은, 그물망 패턴 사이에 배치된다.
일례로, 라우팅 배선, 보조 배선 및 반사 전극은, 불투명 금속 물질을 포함한다. 반사 전극은, 보조 배선과 일정 거리 이격하여 배치된다.
일례로, 화소 영역에서 순차 적층된 고 저항막, 발광층 및 캐소드 전극으로 발광 소자를 형성한다.
일례로, 고 저항막은, 보조 배선과 반사 전극 사이의 공간을 채운다.
일례로, 보호막과 콘택홀을 더 포함한다. 보호막은, 고 저항막 아래에 배치되며, 보조 배선을 덮는다. 콘택홀은, 보호막을 관통하여 보조 배선과 고 저항막을 연결한다.
일례로, 보호막은, 보조 배선과 반사 전극 사이의 공간에 배치된다.
일례로, 보호막은, 보조 배선의 상부 표면 및 측벽과 면 접촉하며 덮는다.
일례로, 고 저항막은, 보조 배선의 측벽과 면 접촉하는 보호막의 측벽과 반사 전극 사이의 공간을 채운다.
일례로, 고 저항막은, 108 ~ 109 Ω/□의 면 저항을 갖는다.
일례로, 고 저항막은, 전도성 물질, 용매, 바인더 및 첨가제를 포함한다.
일례로, 전도성 물질은, 전도성 고분자(conducting polymer) 재료로 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polyatyrene sulfonate)를 포함한다.
일례로, 바인더는, TEOS(tetraethly orthosilicate), SSQ 혹은 폴리실록산(polysiloxane)의 실리콘계 또는 아크릴계를 포함한다.
일례로, 전도성 물질은, 그래핀(graphene), 단일벽 탄소나노튜브(Single-Walled CNT; SWCNT) 혹은 다중벽 탄소나노튜브(Multi-Walled CNT; MWCNT)를 포함한다.
일례로, 전도성 물질은, CuNW(Copper Nanowire), AgNW(Silver Nanowire) 혹은 AuNW(Gold Nanowire)를 포함한다.
일례로, 캐소드 층은, 투명 도전 층과 금속층이 적층된 반투명층이다.
일례로, 캐소드 층은, 금속층의 하부에 적층된 제1 투명 도전층과, 금속층의 상부에 적층된 제2 투명 도전층을 구비한다.
본 출원에 의한 전계발광 조명장치는, 기판의 상부 방향으로 조명광을 제공하는 상부 발광형 전계 발광 조명장치를 제공한다. 따라서, 조명장치를 구성하는 기판의 하부 구조에 상관 없이 발광 면적이 차지하는 비율을 극대화할 수 있다. 또한, 투명 캐소드 층에 초박형의 반투명 금속층을 적용하여, 특정 파장대의 빛에 대해 투과율을 극대화할 수 있어, 광 효율을 향상할 수 있다.
도 1은 본 출원의 제1 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 출원의 제1 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치의 구조를 나타내는 것으로 도 1의 절취선 I-I'을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 출원의 제2 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치를 보여주는 평면도이다.
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.
<제1 실시 예>
이하, 도 1 및 2를 참조하여, 본 출원의 제1 실시 예에 의한 전계 발광 조명장치에 대해 설명한다. 도 1은 본 출원의 제1 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치를 보여주는 평면도이다. 도 2는 본 출원의 제1 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치의 구조를 나타내는 것으로 도 1의 절취선 I-I'을 따라 자른 단면도이다. 이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따른 조명장치가 유기발광 조명장치(Organic Luminance Lighting Device)인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는 기판(SUB), 라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL), 반사 전극(RE), 고 저항막(HL), 발광층(EL), 캐소드 층(CAT), 발광 소자(ED), 제1 단자(AP), 제2 단자(CP), 봉지층(EN) 및 커버 기판(CG)을 포함한다.
기판(SUB)은 베이스 기판(또는 베이스 층)으로서, 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.
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 조명장치의 형태와 크기를 결정하는 것으로, 기다란 직 사각형, 정 사각형, 마름모형, 길죽한 다각형 등 다양한 모양을 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. 발광 영역(AA)은 기판(SUB)과 동일한 형상을 가질 수 있으나, 반드시 그런 것은 아니며, 제조 목적 및/또는 기능상의 이유로 기판(SUB)과 다른 모양을 가질 수도 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.
기판(SUB) 전체 표면 위에는 버퍼막이 도포되어 있을 수 있다. 유리 혹은 금속 재잴의 기판(SUB)을 사용하는 경우, 버퍼막은 생략될 수 도 있다. 플렉서블 조명장치를 제조하는 경우, 플라스틱 소재의 기판(SUB) 위에는 버퍼막을 먼저 도포하는 것이 바람직하다.
버퍼막은 발광 소자(ED)로 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지하기 위한 것이다. 일 예에 따른 버퍼막은 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. 버퍼막은 유기 버퍼막과 무기 버퍼막이 적어도 2개 이상 적층된 구조를 가질 수도 있다.
라우팅 배선(RL)은 기판(SUB) 혹은 버퍼막 위의 비 발광 영역(IA)에 형성된다. 예를 들어, 제1 비 발광 영역(IA1) 내지 제4 비 발광 영역(IA4)를 모두 둘러싸는 사각 띠 형상으로 형성하여 발광 영역(AA)을 둘러싸는 구조를 가질 수 있다. 라우팅 배선(RL)에서 은 제1 비 발광 영역(IA1) 및/또는 제2 비 발광 영역(IA2)으로 연장된 제1 단자(AP)의 제1층(M1)이 더 형성되어 있다.
또한, 제2 단자(CP)의 제1층(M1)이 더 포함될 수 있다. 제2 단자(CP)의 제1층(M1)은 비 발광 영역(IA)에 배치되는 것이 바람직하다. 특히 제2 단자(CP)의 제1층(M1)은 제1 단자(AP)의 제1층(M1)과는 물리적 및 전기적으로 분리되어 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 단자(AP)의 제1층(M1)은 제1 비 발광 영역(IA1)에서 양 측변에 하나씩 두 개가 배치될 수 있고, 제2 단자(CP)의 제1 층(M1)은 제1 비 발광 영역(IA1)의 중앙부에 배치될 수 있다. 다른 예로, 제1 단자(AP)의 제1층(M1) 및 제2 단자(CP)의 제1층(M1)은 제2 비 발광 영역(IA2)에도 대칭 구조로 더 배치될 수 있다.
보조 배선(AL)은 기판(SUB) 혹은 버퍼막 위의 발광 영역(AA)에 형성된다. 특히, 보조 배선(AL)은 발광 영역(AA) 내부에서 그물망 모양 형태로 배치될 수 있다. 도 1에서는 일정한 개구 면적을 갖는 그물망 형상을 갖는 경우로 도시하였으나, 이에 국한되지는 않는다. 보조 배선(AL)의 그물망 구조로 인해 격자 형상의 단일 화소(P) 영역을 정의한다. 보조 배선(AL)은 발광 영역(AA) 내에서 균일한 전원 전압을 유지하도록 하기 위해 발광 영역(AA) 전체 면적에 걸쳐 균일한 간격으로 배치된다.
반사 전극(RE)은 보조 배선(AL)에 의해 정의된 화소(P) 영역 내에 배치되어 있다. 반사 전극(RE)은 보조 배선(AL)과 일정 거리 이격하여 형성된 섬 모양의 형상을 가질 수 있다.
라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL) 및 반사 전극(RE)은 은 동일 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 불투명한 금속 물질을 기판(SUB) 혹은 버퍼층 위에 증착한 후, 패턴하여 라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL) 및 반사 전극(RE)을 형성할 수 있다. 라우팅 배선(RL), 제1 단자(AP)의 제1층(M1) 및 보조 배선(AL)은 서로 연결된 구조를 갖되, 반사 전극(RE)은 물리적으로 직접 연결되지 않은 분리된 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 제2 단자(CP)의 제1층(M1)은 라우팅 배선(RL) 및 제1 단자(AP)의 제1층(M1)과 물리적으로 분리된 형상을 갖는 것이 바람직하다.
보조 배선(AL)은 보호막(PAS)이 덮고 있다. 보호막(PAS)은 보조 배선(AL)의 상면과 측면을 모두 덮도록 형성하는 것이 바람직하다. 보조 배선(AL)은 제1 단자(AP)의 제1층(M1)과 연결되어 있어, 제1 단자(AP)로부터 구동 전원 전압을 인가 받는다. 보조 배선(AL)은 구동 전압을 발광 영역(AA) 전체 면적에 걸쳐 일정한 전압 값을 유지하면서, 고르게 전달할 수 있도록 선 저항이 낮은 금속 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 보조 배선(AL)의 선 저항이 높으면, 제1 단자(AP)로부터 멀어질 수록 저항이 증가하여, 구동 전압 값이 떨어지는 전압 강하 현상이 발생할 수 있다.
보조 배선(AL)은 그 위에 적층되는 발광 소자(ED)의 제1 전극(AE)이 되는 고 저항막(HL)에 구동 전압을 인가하는 배선이다. 따라서, 보조 배선(AL)을 덮는 보호막(PAS)에 콘택홀(CH)을 형성하여, 보조 배선(AL)이 그 위에 적층되는 고 저항막(HL)과 접촉할 수 있도록 한다.
불투명한 금속 물질로 라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL), 반사 전극(RE) 및 제1층(M1)이 형성된 기판(SUB) 위에 고 저항막(HL)을 도포한다. 여기서, 라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL), 반사 전극(RE) 및 제1 단자(AP)의 제1층(M1) 위에 적층된 고 저항막(HL)은 서로 연결된 하나의 몸체를 이루는 것이 바람직하다. 하지만, 제2 단자(CP)의 제1층(M1)을 덮는 고 저항막(HL)은 분리되어 섬 모양으로 형성하는 것이 바람직하다. 제1 단자(AP)는 발광 소자(ED)를 구동하기 위한 구동 전압을 공급하는 단자이고, 제2 단자(CP)는 공통 전압을 공급하는 단자이므로, 전기적으로 직접 연결되지 않아야 하기 때문이다. 경우에 따라서, 고 저항막(HL)은 제1 단자(AP) 및 제2 단자(CP)의 제1층(M1)을 덮지 않는 구조를 가질 수도 있다.
고 저항막(HL)은, 투명한 도전성 물질이면서, 저항이 상당히 높은 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는 상부 발광형의 구조를 갖는다. 즉, 조명광이 기판(SUB)의 상부 방향으로 제공되어야 한다. 따라서, 기판(SUB) 위에는 빛을 상부 방향으로 반사할 수 있는 반사 전극(RE)이 배치되어 있고, 그 위에 발광 소자(ED)가 형성된 구조를 갖는다.
기판(SUB) 위에 반사 금속(RE)으로 발광 소자(ED)의 애노드 전극을 구성하면, 애노드 전극으로 전류가 과다 집중되어 발광층(EL)이 열화되기 쉽다. 따라서, 애노드 전극은 어느 정도의 고 저항 값을 갖는 것이 바람직하다. 본 출원에서는 고 저항막(HL)을 반사 전극(RE) 위에 적층하여 발광 소자(ED)의 애노드 전극으로 구성한다.
예를 들어, 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide) 혹은 인듐-아연 산화물(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전 물질보다도 더 높은, 108 ~ 109Ω/□의 면 저항을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 고 저항막(HL)은 전도성 고분자 (conducting polymer) 물질, 카본(carbon)계 물질, 또는 나노와이어(nanowire) 계열 물질의 투명 도전막을 사용할 수 있다.
전도성 고분자 물질의 경우, 전도성 물질 이외에 용매(solvent)와, 바인더(binder) 및 기타 첨가제가 더 포함될 수 있다. 여기서, 전도성 물질로는 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate)를 포함할 수 있다. 용매로는 물(순수)이나 알코올(alcohol)을 포함할 수 있고, 바인더로는 TEOS(tetraethly orthosilicate), SSQ 혹은 폴리실록산(polysiloxane)의 실리콘계나 아크릴계를 포함할 수 있다. 첨가제로는 레벨링제(leveling) 혹은 계면활성제(surfactant)를 포함할 수 있다.
카본계 물질인 경우, 전도성 물질로 그래핀(graphenen)이나 단일벽 탄소나노 튜브(Single-Walled CNT; SWCNT), 또는 다중벽 탄소나노 튜브(Multi-Walled CNT; MWCNT)를 포함할 수 있다.
나노와이어 물질인 경우, 전도성 물질로는 CuNW(Copper Nanowire), AgNW(Silver Nanowire), 또는 AuNW(Gold Nanowire)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 출원에 의한 고 저항막(HL)은, TEOS를 이용한 산화규소 베이스(base)에 전도성 고분자나 카본계 물질, 또는 나노와이어 계열 물질의 전도성 코어(core)가 첨가되어 구성된다.
라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL) 및 반사 전극(RE)을 덮는 고 저항막(HL)은 발광 소자(ED)의 애노드 층에 해당한다. 특히, 고 저항막(HL)에서 보조 배선(AL)을 덮는 부분은 화소(P)에 전원을 공급하는 전원 배선(PL)이 될 수 있다. 고 저항막(HL)에서 반사 전극(RE)를 덮는 부분은 발광 소자(ED)의 제1 전극(AE)이 될 수 있다. 라우팅 배선(RL)을 덮는 고 저항막(HL)은 외부에 노출되기 쉬운 금속 물질이 산화 혹은 손상되지 않도록 보호하는 기능을 한다.
또한, 고 저항막(HL)은 라우팅 배선(RL)을 덮는 부분에서 연장되어 제1 단자(AP)의 제1층(M1)을 덮는 제2층(M2)을 더 형성할 수 있다. 한편, 라우팅 배선(RL)과는 물리적으로 분리되며, 제2 단자(AP)의 제1층(M1)을 덮는 제2층(M2)을 더 형성할 수 있다.
고 저항막(HL) 위에서 발광 영역(AA)에는 발광층(EL)이 도포되어 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.
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. 예를 들어, 제1 비 발광 영역(IA1)의 양측부로 연장되어 제1 단자(AP)의 제2층(M2)와 접촉하는 제3층(M3)을 형성할 수 있다. 또한 제1 비 발광 영역(IA1)의 중앙부에 섬 모양으로 형성된 제2 단자(CP)의 제2층(M2)과 접촉하는 제3층(M3)을 형성할 수 있다.
본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는 기판(SUB)의 상부면으로 조명광을 제공할 수 있는 상부 발광형 구조를 가져야 한다. 따라서, 캐소드 층(CAT)은 투명 도전 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide) 혹은 인듐-아연 산화물(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다.
캐소드 층(CAT)은 공통 전원을 전달하는 전극으로 조명장치 기판(SUB)에서 빛을 제공하는 발광 영역(AA)의 전체 면적에 걸쳐 연속된 일체형 구조를 갖는다. 즉, 상당히 넓은 면적을 갖는다. 따라서, 투명 도전물질의 경우, 면 저항이 금속의 면 저항보다 상당히 높아서, 발광 영역(AA)이 넓어질 수록 전압 강하가 심해질 수 있다. 이러한 전압 강하 문제를 해소하기 위해서는 캐소드 층(CAT)에 면 저항을 낮추어 줄 수 있는 구조체가 더 포함되는 것이 바람직하다.
본 출원에 의한 캐소드 층(CAT)은 투명 도전 물질층과 초박형 금속층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 원형으로 확대한 단면도와 같이, 캐소드 층(CAT)은 하부 투명층(ITD), 초박형 금속층(TML) 및 상부 투명층(ITU)을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 투명층 하나와 초박형 금속층이 적층된 이중층 구조를 가질 수도 있다.
초박형 금속층(TML)은 면 저항이 낮은 물질인 은(Ag), APC(Ag/Pd/Cu) 합금, 금(Au), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 또는 바륨(Ba) 중에서 선택된 어느 하나의 물질 또는 2 이상의 합금 물질로 이루어진 단층 혹은 이중층 구조를 포함할 수 있다.
따라서, 캐소드 층(CAT)은 알루미늄(Al)과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO) 또는 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 3중층 이상의 다층 구조로 형성될 수 있다.
캐소드 층(CAT)은 발광층(EL) 위에 직접 면 접촉되어 있다. 따라서, 보조 배선(AL) 의해 정의된 화소(P) 영역에는 고 저항막(HL)으로 이루어진 제1 전극(AE), 발광층(EL) 및 캐소드 층(CAT)이 순차적으로 면 접촉을 이루면서 적층된 구조를 갖는다. 캐소드 층(CAT) 중에서, 화소(P)에 해당하는 부분을 제2 전극(CE)로 정의할 수 있다. 제2 전극(CE)은, 발광층(EL) 위에서 기판(SUB)의 발광 영역(AA) 전체 면적에 연결되도록 적층된 캐소드 전극층(CAT)의 일부로 화소(P) 영역에 대응하는 부분이다.
따라서, 발광 영역(AA)에서 보조 배선(AL)을 덮는 보호막(PAS)이 차지하는 면적을 제외하고는, 모두 발광에 기여하는 면적이 된다. 따라서, 본 출원의 제1 실시 예에 의한 전계 발광 조명장치는 발광 영역(AA)에서 최대 면적을 발광면으로 확보할 수 있다.
봉지층(EN)은 캐소드 층(CAT) 위에 적층된다. 봉지층(EN)은 발광 영역(AA)에 형성된 발광 소자(ED)들을 보호하기 위한 것이다. 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.
무기 봉지층은 수분이나 산소의 침투를 차단하는 역할을 한다. 일 예에 따른 무기 봉지층은 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 무기 봉지층은 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 기판(CG)이 합착된다. 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는 기판(SUB)의 상부 방향 즉 커버 기판(CG)으로 조명광을 제공한다. 따라서, 커버 기판(CG)은 투명한 유리 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 커버 기판(CG)과 봉지층(EN)을 합착하기 위해 투명한 광학 접착제(OA)를 이용할 수 있다. 커버 기판(CG)은 제1 단자(AP) 및 제2 단자(CP)는 덮지 않고 노출시키는 것이 바람직하다.
<제2 실시 예>
이하 도 3 및 2를 참조하여, 본 출원의 제2 실시 예에 의한 전계 발광 조명장치에대해 설명한다. 도 3은 본 출원의 제2 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치를 보여주는 평면도이다. 제2 실시 예에 의한 조명장치의 기본적인 구성은 제1 실시 예의 것과 거의 동일하다. 차이가 있다면, 보조 배선(AL)의 배치 구조에 있다.
도 3을 참조하면, 본 출원의 제2 실시 예에 의한 전계 발광 조명장치는, 기판(SUB), 라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL), 반사 전극(RE) 및 고 저항막(HL)을 구비하고 있다. 물론, 발광층(EL), 캐소드 층(CAT), 발광 소자(ED), 제1 단자(AP), 제2 단자(CP), 봉지층(EN)과 커버 기판(CG)을 더 구비하고 있으나, 이들은 제1 실시 예와 동일한 것으로 중복 설명은 생략한다.
기판(SUB)은 베이스 기판(또는 베이스 층)으로서, 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. 또는, 기판(SUB)을 불투명 재질로 형성하여 한쪽 방향으로만 빛을 제공하거나 투명 재질로 형성하여 양쪽 방향으로 빛을 제공할 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.
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.
기판(SUB) 전체 표면 위에는 버퍼막이 도포되어 있을 수 있다. 유리 혹은 금속 재잴의 기판(SUB)을 사용하는 경우, 버퍼막은 생략될 수도 있다. 플렉서블 조명장치를 제조하는 경우, 플라스틱 소재의 기판(SUB) 위에는 버퍼막을 먼저 도포하는 것이 바람직하다.
라우팅 배선(RL)은 기판(SUB) 혹은 버퍼막 위의 비 발광 영역(IA)에 형성된다. 예를 들어, 제1 비 발광 영역(IA1) 내지 제4 비 발광 영역(IA4)를 모두 둘러싸는 사각 띠 형상으로 형성하여 발광 영역(AA)을 둘러싸는 구조를 가질 수 있다. 라우팅 배선(RL)에서 은 제1 비 발광 영역(IA1) 및/또는 제2 비 발광 영역(IA2)으로 연장된 제1 단자(AP)의 제1층(M1)이 더 형성되어 있다. 또한, 제2 단자(CP)의 제1층(M1)이 더 포함될 수 있다. 제2 단자(CP)의 제1층(M1)은 제1 단자(AP)의 제1층(M1)과는 물리적 및 전기적으로 분리되어 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 단자(AP)의 제1층(M1)은 제1 비 발광 영역(IA1)에서 양 측변에 하나씩 두 개가 배치될 수 있고, 제2 단자(CP)의 제1 층(M1)은 제1 비 발광 영역(IA1)의 중앙부에 배치될 수 있다.
보조 배선(AL)은 기판(SUB) 혹은 버퍼막 위의 발광 영역(AA)에 형성된다. 특히, 보조 배선(AL)은 발광 영역(AA) 내부에서 스트라이프(Strip) 형태로 배치될 수 있다. 도 3에서는 세로 방향으로 진행하는 가는 띠 형상을 갖는 경우로 도시하으나, 이에 국한되지는 않는다. 보조 배선(AL)의 스트라이프 구조로 인해 세로로 긴 슬릿의 형상을 갖는 화소(P) 영역이 정의된다. 보조 배선(AL)은 발광 영역(AA) 내에서 균일한 전원 전압을 유지하도록 하기 위해 발광 영역(AA)의 가로 방향에 걸쳐 균일한 간격으로 배치될 수 있다.
다른 예로, 보조 배선(AL)은 발광 영역(AA) 내부에서 가로 방향으로 진행하는 선분이 세로 방향으로 다수 개 배열된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 스트라이프 형상의 보조 배선(AL)에 의해 정의되는 화소(P)의 형상은 가로 방향으로 긴 슬릿 형상을 가질 수 있다.
반사 전극(RE)은 보조 배선(AL)에 의해 정의된 화소(P) 영역 내에 배치되어 있다. 반사 전극(RE)은 보조 배선(AL)과 일정 거리 이격하여 형성된 섬 모양의 형상을 가질 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같은 구조에서는, 제1 실시 예와 달리, 반사 전극(RE)이 세로 방향으로 긴 직사각형 형상을 가질 수 있다.
라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL) 및 반사 전극(RE)은 은 동일 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 불투명한 금속 물질을 기판(SUB) 혹은 버퍼층 위에 증착한 후, 패턴하여 라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL) 및 반사 전극(RE)을 형성할 수 있다. 라우팅 배선(RL), 제1 단자(AP)의 제1층(M1) 및 보조 배선(AL)은 서로 연결된 구조를 갖되, 반사 전극(RE)은 물리적으로 직접 연결되지 않은 분리된 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 제2 단자(CP)의 제1층(M1)은 라우팅 배선(RL) 및 제1 단자(AP)의 제1층(M1)과 물리적으로 분리된 형상을 갖는 것이 바람직하다.
보조 배선(AL)은 보호막(PAS)이 덮고 있다. 보호막(PAS)은 보조 배선(AL)의 상면과 측면을 모두 덮도록 형성하는 것이 바람직하다. 보조 배선(AL)은 그 위에 적층되는 발광 소자(ED)의 제1 전극(AE)이 되는 고 저항막(HL)에 구동 전압을 인가하는 배선이다. 따라서, 보조 배선(AL)을 덮는 보호막(PAS)에 콘택홀(CH)을 형성하여, 보조 배선(AL)이 그 위에 적층되는 고 저항막(HL)과 접촉할 수 있도록 한다.
제2 실시 예에서는 보조 배선(AL)이 세로 방향으로 긴 스트라이프 형상을 갖는다. 따라서, 콘택홀(CH)도 보조 배선(AL)과 같이 세로 방향으로 긴 직사각형의 형상을 가질 수 있고, 일정 간격 이격되어 보조 배선(AL) 위에 분포될 수 있다.
불투명한 금속 물질로 라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL), 반사 전극(RE) 및 제1층(M1)이 형성된 기판(SUB) 위에 고 저항막(HL)을 도포한다. 여기서, 라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL), 반사 전극(RE) 및 제1 단자(AP)의 제1층(M1) 위에 적층된 고 저항막(HL)은 서로 연결된 하나의 몸체를 이루는 것이 바람직하다. 하지만, 제2 단자(CP)의 제1층(M1)을 덮는 고 저항막(HL)은 분리되어 섬 모양으로 형성하는 것이 바람직하다. 제1 단자(AP)는 발광 소자(ED)를 구동하기 위한 구동 전압을 공급하는 단자이고, 제2 단자(CP)는 공통 전압을 공급하는 단자이므로, 전기적으로 직접 연결되지 않아야 하기 때문이다. 경우에 따라서, 고 저항막(HL)은 제1 단자(AP) 및 제2 단자(CP)의 제1층(M1)을 덮지 않는 구조를 가질 수도 있다.
고 저항막(HL)은, 투명한 도전성 물질이면서, 저항이 상당히 높은 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는 상부 발광형의 구조를 갖는다. 따라서, 기판(SUB) 위에는 빛을 상부 방향으로 반사할 수 있는 반사 전극(RE)이 배치되어 있고, 그 위에 발광 소자(ED)가 형성된 구조를 갖는다.
본 출원의 제2 실시 예에서도 고 저항막(HL)을 반사 전극(RE) 위에 적층하여 발광 소자(ED)의 애노드 전극으로 구성한다. 예를 들어, 고 저항막(HL)은, 108 ~ 109Ω/□의 면 저항을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 고 저항막(HL)은 전도성 고분자나 카본(carbon)계 물질, 또는 나노와이어(nanowire) 계열 물질의 투명 도전막을 포함할 수 있다.
전도성 고분자 물질의 경우, 전도성 물질 이외에 용매(solvent)와, 바인더(binder) 및 기타 첨가제가 더 포함될 수 있다. 여기서, 전도성 물질로는 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate)를 포함할 수 있다. 용매로는 물(순수)이나 알코올(alcohol)을 포함할 수 있고, 바인더로는 TEOS(tetraethly orthosilicate), SSQ 혹은 폴리실록산(polysiloxane)의 실리콘계나 아크릴계를 포함할 수 있다. 첨가제로는 레벨링제(leveling) 혹은 계면활성제(surfactant)를 포함할 수 있다.
카본계 물질인 경우, 전도성 물질로 그래핀(graphenen)이나 단일벽 탄소나노 튜브(Single-Walled CNT; SWCNT), 또는 다중벽 탄소나노 튜브(Multi-Walled CNT; MWCNT)를 포함할 수 있다.
나노와이어 물질인 경우, 전도성 물질로는 CuNW(Copper Nanowire), AgNW(Silver Nanowire), 또는 AuNW(Gold Nanowire)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 출원에 의한 고 저항막(HL)은, TEOS를 이용한 산화규소 베이스(base)에 전도성 고분자나 카본계 물질, 또는 나노와이어 계열 물질의 전도성 코어(core)가 첨가되어 구성된다.
라우팅 배선(RL), 보조 배선(AL) 및 반사 전극(RE)을 덮는 고 저항막(HL)은 발광 소자(ED)의 애노드 층에 해당한다. 특히, 고 저항막(HL)에서 보조 배선(AL)을 덮는 부분은 화소(P)에 전원을 공급하는 전원 배선(PL)이 될 수 있다. 고 저항막(HL)에서 반사 전극(RE)를 덮는 부분은 발광 소자(ED)의 제1 전극(AE)이 될 수 있다. 라우팅 배선(RL)을 덮는 고 저항막(HL)은 외부에 노출되기 쉬운 금속 물질이 산화 혹은 손상되지 않도록 보호하는 기능을 한다.
또한, 고 저항막(HL)은 라우팅 배선(RL)을 덮는 부분에서 연장되어 제1 단자(AP)의 제1층(M1)을 덮는 제2층(M2)을 더 형성할 수 있다. 한편, 라우팅 배선(RL)과는 물리적으로 분리되며, 제2 단자(AP)의 제1층(M1)을 덮는 제2층(M2)을 더 형성할 수 있다.
이외의 구성 요소들은 제1 실시 예에서 설명한 바와 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
지금까지 두 개의 실시 예를 통해 설명한 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치를 구성하는 발광 소자(ED)의 제1 전극(AE)은 고 저항막(HL)으로 형성하는 특징이 있다. 특히, 고 저항막(HL)은 발광 영역(AA) 전체 표면에 도포되어 있으며, 마찬가지로 발광 영역(AA) 전체에 도포되어 순차 적층된 발광층(EL) 및 캐소드 층(CAT)와 함께 발광 소자(ED)를 구성한다. 특히, 보조 배선(AL)이 배치된 하부 방향으로 조명광을 제공하는 것이 아니므로, 보조 배선(AL)에 의한 개구율 감소가 발생하지 않는다. 즉, 보조 배선(AL) 상부에도 고 저항막(HL), 발광층(EL) 및 캐소드 층(CAT)이 적층되어 발광 소자(ED)를 구성한다. 따라서, 발광 영역(AA) 전체가 면 발광하는 발광 소자(ED)를 구성하므로 개구율을 극대화할 수 있다.
본 출원에 의한 전계 발광 조명장치의 발광 소자(ED)를 구성하는 애노드 전극인 고 저항막(HL)은 ITO나 IZO와 같은 투명 도전 물질보다도 면 저항이 높다. 따라서, 보조 배선(AL)으로 구획된 화소(P) 영역들 사이에서 단락 방지를 위한 퓨즈 패턴이 없더라도, 단락 방지를 이룩할 수 있다.
고 저항막(HL)은 보조 배선(AL)으로부터 구동 전압을 전달 받는다. 이를 위해 보조 배선(AL)은 고 저항막(HL)과 물리적 및 전기적으로 접촉할 수 있어야 한다. 이를 위해 보조 배선(AL)을 덮는 보호막(PAS)에는 콘택홀(CH)이 형성되어 있다. 즉, 콘택홀(CH)은 보조 배선(AL)과 고 저항막(HL)을 접촉하도록 하여 애노드 전극의 기능을 하는 고 저항막(HL)에 구동 전압을 전달한다. 하지만, 보조 배선(AL) 전체가 고 저항막(HL)과 접촉하지 않는다.
예를 들어, 보조 배선(AL)을 보호막(PAS)으로 덮지 않는 경우, 보조 배선(AL) 전체가 노출되어 고 저항막(HL)과 직접 접촉할 수 있다. 이 경우, 구동 전류를 전달하는 보조 배선(AL)과 직접 접촉하는 고 저항막(HL) 주변으로 전류가 집중되어 화소(P) 사이에 단락 방지 기능을 할 수 없다. 즉, 어느 한 화소(P)에서 단락이 발생할 경우, 발광 영역(AA) 전체로 불량이 전파되어, 조명 기능을 상실한다.
또한, 보조 배선(AL) 위에도 발광층(EL)과 캐소드 층(CAT)이 적층되어 발광 소자(ED)와 같은 구성을 형성하는데, 보조 배선(AL) 주변에서 휘도가 급증하는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상이 오래되면, 보조 배선(AL)이 열화되어 단선되거나, 보조 배선(AL) 상부에 적층된 발광층(EL)이 손상되어 단락이 발생할 수도 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위해, 보조 배선(AL)은 절연 보호막(PAS)으로 덮고, 고 저항막(HL)에 구동 전압을 인가하기에 적당한 크기의 콘택홀(CH)을 형성하여, 보조 배선(AL)과 연결하는 것이 바람직하다.
본 출원에 의한 전계 발광 조명장치에서 보호막(PAS)은, 보조 배선(AL)의 콘택홀(CH)을 제외한 상부 표면 및 측벽 표면과 직접 접촉하면서 보조 배선(AL)을 덮는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 특히, 보조 배선(AL)의 측벽과 반사 전극(RE)의 측변 사이 이격 공간 사이에 배치되어 보조 배선(AL)과 반사 전극(RE)이 직접 고 저항막(HL)을 통해 전기적으로 연결되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 보조 배선(AL)의 가장자리를 덮는 보호막(PAS)은, 화소(P) 영역 내에 배치된 반사 전극(RE) 및 고 저항막(HL)으로 구성된 제1 전극(AE)이 보조 배선(AL)과 직접 연결되지 않도록 하는 단락 방지 구조 및 기능을 형성할 수 있다.
반사 전극(RE)은 보조 배선(AL)과 이격되어 있으며, 보조 배선(AL)을 덮는 보호막(PAS)에 의해 전기적으로도 직접 연결되지 않는다. 따라서, 고 저항막(HL)과 면 접촉을 하더라도 고 저항막(HL)이 갖는 저항에 의해 공급되는 전류량이 제한되므로 반사 전극(RE)으로는 전류가 집중되지 않는다.
한편, 보조 배선(AL)을 고 저항막(HL)과 접촉하기 위해 보호막(PAS)에 형성된 콘택홀(CH)의 크기와 형상은 필요에 따라 다양하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서는 보조 배선(AL)이 그물망 형상을 하고 있는 경우, 그물망의 교차점에 콘택홀(CH)을 배치할 수 있다. 다른 예로, 그물망의 교차 부위와 중간 선분 부분에도 배치할 수 있다. 특히, 개구율을 고려하여 콘택홀(CH)의 크기는 보조 배선(AL)의 폭보다 작은 것이 바람직하다.
다른 예로, 도 3에서와 같이 보조 배선(AL)이 스트라이프 형상을 하고 있는 경우, 보조 배선(AL) 위에 산포된 정 사각형 모양으로 콘택홀(CH)을 형성할 수 있다. 또는, 보조 배선(AL)의 길이 방향으로 긴 사각형 모양으로 콘택홀(CH)을 형성할 수도 있다.
또한, 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치에서 캐소드 층(CAT)은 투명 도전층 혹은 반투명 도전층으로 구성되어 있다. 일례로, 투명 도전 물질로만 형성하여 상부 발광 구조를 이룩할 수 있다. 다른 예로, 투명 도전층(ITU, ITD)과 초박형 금속층(TML)을 적층하여, 캐소드 층(CAT)을 반투명 도전층으로 형성할 수도 있다. 이 경우, 발광층(EL)에서 발생한 빛의 일부는 캐소드 층(CAT)을 곧바로 투과하여 조명광으로 제공되며, 나머지는 초박형 금속층(TML)에 의해 반사 전극(RE)으로 반사된다. 캐소드 층(CAT)에서 반사된 빛은 반사 전극(RE)에서 재 반사되어 캐소드 층(CAT)을 투과하여 조명광으로 제공된다.
이와 같이 캐소드 층(CAT)과 반사 전극(RE) 사이에서 반사와 재반사를 수차례 반복할 수 있다. 이 때, 캐소드 층(CAT)에 포함된 초박형 금속층(TML)의 종류와 두께를 조절하여 굴절율을 이용해 특정 파장대의 빛에 대해 투과도를 극대화할 수 있다. 이는 마이크로 캐비티 효과를 이용한 것으로, 발광층(EL)의 출광 효율을 극대화하는 효과를 얻을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 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 CG: 커버 기판
PAS: 보호막 HL: 고 저항막
CAT: 캐소드 층 EL: 발광층
ED: 발광 소자 AE: 제1 전극
P: 화소 CE: 제2 전극
CH: 콘택홀 RE: 반사 전극
RL: 라우팅 배선 AL: 보조 배선
FS: 접착층 EN: 봉지층

Claims (18)

  1. 발광 영역과 상기 발광 영역을 둘러싸는 비 발광 영역을 구비한 기판;
    상기 비 발광 영역에서 상기 발광 영역을 둘러싸는 라우팅 배선;
    상기 라우팅 배선과 연결되며, 상기 발광 영역에 배치되어 화소 영역을 정의하는 보조 배선;
    상기 화소 영역 내에 배치된 반사전극;
    상기 라우팅 배선, 상기 보조 배선 및 상기 반사 전극을 덮는 고 저항막;
    상기 고 저항막 위에서 상기 발광 영역에 도포된 발광층; 그리고
    상기 발광층 위에 적층된 캐소드 층을 포함하는 전계 발광 조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 배선은,
    상기 발광 영역 내에서 일정 간격으로 배열된 다수 개의 스트라이프 패턴으로 배치되고,
    상기 화소 영역은,
    상기 스트라이프 패턴들 사이에 배치되는 전계 발광 조명장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 배선은,
    상기 발광 영역 내에서 일정 간격으로 배열된 그물망 패턴으로 배치되고,
    상기 화소 영역은,
    상기 그물망 패턴 사이에 배치되는 전계 발광 조명장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 라우팅 배선, 상기 보조 배선 및 상기 반사 전극은,
    불투명 금속 물질을 포함하며,
    상기 반사 전극은,
    상기 보조 배선과 일정 거리 이격하여 배치된 전계 발광 조명장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 영역에서 순차 적층된 상기 고 저항막, 상기 발광층 및 상기 캐소드 층으로 발광 소자를 형성하는 전계 발광 조명장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고 저항막은,
    상기 보조 배선과 상기 반사 전극 사이의 공간을 채우는 전계 발광 조명장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고 저항막 아래에 배치되며, 상기 보조 배선을 덮는 보호막; 그리고,
    상기 보호막을 관통하여 상기 보조 배선과 상기 고 저항막을 연결하는 콘택홀을 더 포함하는 전계 발광 조명장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보호막은,
    상기 보조 배선과 상기 반사 전극 사이의 공간에 배치된 전계 발광 조명장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 보호막은,
    상기 보조 배선의 상부 표면 및 측벽과 면 접촉하며 덮는 전계 발광 조명장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 고 저항막은,
    상기 보조 배선의 상기 측벽과 면 접촉하는 상기 보호막의 측벽과 상기 반사 전극 사이의 공간을 채우는 전계 발광 조명장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 고 저항막은,
    108 ~ 109 Ω/□의 면 저항을 갖는 전계 발광 조명장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 고 저항막은,
    전도성 물질, 용매, 바인더 및 첨가제를 포함하는 전계 발광 조명장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전도성 물질은,
    전도성 고분자(conducting polymer) 재료로 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polyatyrene sulfonate)를 포함하는 전계 발광 조명장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 바인더는,
    TEOS(tetraethly orthosilicate), SSQ 혹은 폴리실록산(polysiloxane)의 실리콘계 또는 아크릴계를 포함하는 전계 발광 조명장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 전도성 물질은,
    그래핀(graphene), 단일벽 탄소나노튜브(Single-Walled CNT; SWCNT) 혹은 다중벽 탄소나노튜브(Multi-Walled CNT; MWCNT)를 포함하는 전계 발광 조명장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 전도성 물질은,
    CuNW(Copper Nanowire), AgNW(Silver Nanowire) 혹은 AuNW(Gold Nanowire)를 포함하는 전계 발광 조명장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐소드 층은,
    투명 도전 층과 금속층이 적층된 반투명층인 전계 발광 조명장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 캐소드 층은,
    상기 금속층의 하부에 적층된 제1 투명 도전층과,
    상기 금속층의 상부에 적층된 제2 투명 도전층을 구비한 전계 발광 조명장치.
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