KR102661009B1

KR102661009B1 - 플라스틱 기판 및 이를 이용한 유기 조명 장치

Info

Publication number: KR102661009B1
Application number: KR1020180157403A
Authority: KR
Inventors: 김다영; 신원정
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2024-04-25
Also published as: KR20200069867A

Abstract

본 발명은 인장 변형시 광추출 효율의 저하를 저감할 수 있는 플라스틱 기판 및 이를 이용한 유기 조명 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라스틱 기판은 기재 필름에 구비되는 복수의 홈을 포함하되, 상기 복수의 홈은 음의 포아송비(negative poison's ratio)를 갖는다. 복수의 홈이 음의 포아송비를 가짐에 따라 인장 변형시 홈의 면적 변화가 크지 않게 되고, 이에 따라 광추출 효율의 저하를 저감할 수 있다.

Description

플라스틱 기판 및 이를 이용한 유기 조명 장치 {PLASTIC SUBSTRATE AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 유기 조명 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 기판의 인장 변형 시에도 우수한 광 추출 효율을 나타낼 수 있는 플라스틱 기판 및 이를 이용한 유기 조명 장치에 관한 것이다.

현재 조명 장치로 주로 형광등이나 백열등이 사용되고 있다. 그러나, 백열등은 에너지 효율이 매우 낮고, 형광등은 연색지수가 낮고 수은을 함유하고 있어 환경 문제가 발생하는 문제점이 있다.

최근에는, 질화물 반도체 기반의 발광다이오드를 이용한 LED 조명 장치가 제안되었다. 그러나, LED 조명 장치의 경우, 발광다이오드에서 발생하는 많은 열로 인해 조명 장치 배면에 방열 수단이 배치되어야만 한다. 또한, 발광다이오드의 경우, 사파이어 기판와 같은 경성 기판 상에서 에피택셜 증착 공정에 의해 제조된다. 따라서, 개별 발광다이오드 칩을 연성 기판에 실장하지 않는 한, 플렉서블 특성을 가지기 어렵다.

기존의 질화물 반도체 기반의 LED 조명 장치의 한계를 극복할 수 있는 것으로, 유기발광다이오드를 이용한 유기 조명 장치에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 유기 조명 장치의 경우, 대면적화가 용이할 뿐만 아니라 저가의 글래스 기판이나 플라스틱 기판에도 유기발광다이오드의 형성이 가능하다. 또한, 플라스틱 기판에도 유기발광다이오드를 형성할 수 있으므로 플렉서블 특성 확보 또한 용이하다.

한편, 플라스틱 기판을 이용한 유기 조명 장치에서 광추출 효과를 높이기 위해 플라스틱 기판의 배면에 광추출 필름을 부착하는 방법, 플라스틱 기판 내부에 기공을 형성하는 방법 등이 시도되고 있다. 플라스틱 기판의 배면에 광추출 필름을 부착하는 방식에 비해 플라스틱 기판 내부에 기공을 형성하는 방법이 광추출 효율에 보다 유리할 수 있다. 그러나, 플라스틱 기판을 이용한 유기 조명 장치가 벤딩 등에 의해 인장 변형을 받게 되면 기공이 파괴되어 광추출 효과가 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 과제는 인장 변형을 받게 되는 경우에도 기공의 파괴를 저감할 수 있는 플라스틱 기판을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 과제는 상기의 플라스틱 기판을 이용한 고효율의 유기 조명 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라스틱 기판은 기재 필름에 구비되는 복수의 홈을 포함한다. 이때, 상기 복수의 홈은 음의 포아송비(negative poison's ratio)를 갖는다.

광 추출 효율을 향상시키기 위해 기판 내부에 구 형태의 기공을 형성할 수 있다. 구 형태의 기공은 양의 포아송비를 갖기 때문에 인장 변형시 기공이 납작해지거나 파괴되는 현상이 발생한다. 이는 광 경로 방해, 광 투과 감소 등을 야기하고 그 결과 광추출 효율의 저하가 발생할 수 있다.

그러나, 본 발명에서와 같이 기판에 구비되는 복수의 홈이 나비넥타이 형태와 같이 음의 포아송비를 가질 경우, 인장 변형시 홈이 납작해지지 않으며 원래의 홈의 면적이 크게 변하지 않는다. 이에 따라 인장 변형 후에도 광 경로 방해, 광 투과 감소 등의 문제를 저감할 수 있다.

상기 복수의 홈은 내각에 하나 이상의 요각(reentering angle)을 포함하는 오목 다각형 구조를 가질 수 있다. 인장 변형시 요각의 내각이 감소(예를 들어 내각이 270°에서 180°로 감소)됨으로써 홈이 납작해지는 것을 저감할 수 있다.

바람직하게는 복수의 홈은 인장 변형에 의해 적어도 하나의 요각의 내각이 감소되는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 요각의 내각이 오목 다각형의 상변 또는 하변 쪽에 있을 때 좌우 방향으로 인장 변형이 이루어질 때 요각의 내각이 감소되는 효과가 크다. 반면, 요각의 내각이 오목 다각형의 좌변 또는 우변 쪽에 있는 경우, 좌우 방향으로 인장 변형이 이루어질 때 요각의 내각이 감소되는 효과가 상대적으로 적다.

한편, 상기 복수의 홈은 제1 깊이를 갖는 홈과, 상기 제1 깊이와 상이한 제2 깊이를 갖는 홈을 포함할 수 있다. 복수의 홈의 깊이를 2종 이상으로 할 경우, 복수의 홈의 깊이를 동일하게 하는 경우에 비해 더 높은 광추출 효율을 나타낼 수 있다.

또한, 상기 복수의 홈의 깊이는 상기 기재 필름 두께의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 홈의 깊이가 너무 크면, 기판 지지력이 감소될 수 있기 때문에, 복수의 홈의 깊이는 기재 필름 두께의 절반 이하로 하는 것이 바람직하다.

이상에서는 플라스틱 기판이 1장인 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명에 따른 플라스틱 기판은 전술한 음의 포아송비를 갖는 홈이 구비된 플라스틱 기판이 2장 이상 적층된 것일 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 조명 장치는 플라스틱 기판, 제1 전극, OLED 구조물, 제2 전극, 제1 패드 및 제2 패드를 포함한다. 플라스틱 기판은 어레이 영역과 패드 영역을 갖는다. 제1 전극은 예를 들어 애노드이며, 상기 플라스틱 기판의 제1 면의 어레이 영역 상에 배치된다. OLED 구조물은 제1 전극 상에 배치된다. OLED 구조물은 예를 들어, 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층 등을 포함한다. 제2 전극은 예를 들어 캐소드이며, 상기 OLED 구조물 상에 배치된다. 제1 패드 및 제2 패드는 패드 영역에 배치되며, 제1 전극 및 제2 전극과 전기적으로 연결된다.

이때, 상기 플라스틱 기판의 제2 면에는 복수의 홈이 구비되고, 상기 복수의 홈은 음의 포아송비를 갖는다.

전술한 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 기초로 하여, 유기 조명 장치를 구성할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유기 조명 장치는 플렉서블 특성을 나타낼 수 있어, 곡면 조명 장치 등으로 활용될 수 있다.

한편, 플라스틱 기판의 복수의 홈은 어레이 영역에 대응하는 영역에 구비될 수 있다. 플라스틱 기판의 복수의 홈이 패드 영역에도 구비될 수 있지만, 패드 영역의 경우 발광이 이루어지는 부분이 아니므로 광추출 효과 향상에 크게 영향을 미치지 않을 뿐더라 홈 형성에 의해 전극 패드들에 대한 지지력이 감소할 수 있는 바, 패드 부분을 제외한 나머지 영역에 복수의 홈이 구비되는 것이 더 바람직하며, 보다 바람직하게는 발광 영역에 복수의 홈이 구비되는 것을 제시할 수 있다.

한편, 기판과 제1 전극 사이에 배리어층을 추가로 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 유기 조명 장치는 폴리이미드와 같은 플라스틱 기판을 이용한다. 이에 따라 기판의 제2 면을 통해 수분이 투습되고, 이에 의해 제1 전극이나 OLED 구조물의 특성이 열화될 수 있다. 이때, 기판과 제1 전극 사이에 무기물로 단층 또는 다층의 배리어층을 형성할 경우, 기판의 제2 면을 통해 수분이 투습되는 것을 저감할 수 있다.

또한, 플라스틱 기판의 제2 면을 통해 광이 추출되기 위해, 제1 전극은 투명 전도성 산화물 재질일 수 있다. 다만, ITO와 같은 투명 전도성 산화물의 경우 금속에 비해 고저항이다. 이때 상기 기판과 제1 전극 사이에 금속을 포함하는 보조 전극 패턴이 추가로 포함되어 있으면, 기판의 어레이 영역 전체적으로 고르게 전류를 공급할 수 있다.

다만, 보조 전극 패턴에 대응하는 영역에 전류가 집중되어, 휘도 균일도를 크게 저하시킬 수 있는 바, 상기 제1 전극과 상기 OLED 구조물 사이에 패시베이션 패턴을 추가로 형성하되, 상기 패시베이션 패턴은 상기 보조 전극 패턴에 대응하는 영역을 커버하도록 배치될 수 있다. 이를 통해 보조 전극 패턴 상부 영역에는 발광이 이루어지지 않는다. 이러한 패시베이션 패턴의 형성에 의해 제1 전극 - OLED 구조물 - 제2 전극이 중첩되는 발광 영역이 정의될 수 있다.

또한, 상기 패시베이션 패턴은 상기 제1 전극을 관통하여 상기 발광 영역을 둘러싸는 형태로 추가로 배치될 수 있다. 이를 통해, OLED 구조물로의 수분, 공기 등의 침투를 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 특히, 상기 패시베이션 패턴이 상기 제1 전극을 관통하여 상기 발광 영역을 둘러싸는 부분은 고저항을 나타내고, 단락 발생시 해당 발광 영역의 제1 전극으로 전류가 공급되지 않도록 하여, 단락으로 인한 누설 전류를 감소시키는 역할을 한다.

본 발명에 따른 유기 조명 장치는 플라스틱 기판에 오목 다각형 횡단면을 갖는 것과 같이 음의 포아송비(negative poison's ratio)를 갖는 복수의 홈이 형성되어 있다. 이를 통해, 인장 변형에도 홈이 납작해지지지 않으며 원래의 홈의 면적이 크게 변하지 않으므로, 광 경로 방해, 광 투과 감소 등의 문제를 저감할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 유기 조명 장치는 평면 조명 장치에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 곡면 조명 장치로의 제조 및 사용시 인장 변형이 수반되는 경우에도 광추출 효율의 감소를 저감할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 홈이 구비된 플라스틱 기판의 배면을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 I-I' 단면의 예를 나타낸 것이다.
도 3은 플라스틱 기판에 복수의 홈을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
도 4는 도 1의 플라스틱 기판 및 보조 기판을 이용하여 배리어층, 제1 전극, OLED 구조물 및 제2 전극을 형성한 예를 나타낸다.
도 5는 복수의 홈이 2층 구조로 형성된 플라스틱 기판을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.
도 6은 복수의 홈이 2층 구조로 형성된 플라스틱 기판의 배면을 나타낸 것이다.
도 7은 복수의 홈의 형상의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 8은 복수의 홈의 형상의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 9는 복수의 홈의 형상의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 10은 기재 필름의 두께에 대한 복수의 홈의 깊이 및 복수의 홈의 폭을 나타낸 것이다.
도 11은 복수의 홈이 배치된 예를 나타낸 것이다.
도 12는 복수의 홈의 배치된 다른 예를 나타낸 것이다.
도 13은 플라스틱 기판이 굽힘 가공되었을 때, 부위별로 적용될 수 있는 홈 형상의 예들을 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 유기 조명 장치의 평면도이다.
도 15는 도 14의 I-I'단면의 예를 나타낸 것이다.
도 16은 도 14의 II-II'단면의 예를 나타낸 것이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라스틱 기판 및 이를 이용한 유기 조명 장치를 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 홈이 구비된 플라스틱 기판의 배면을 나타낸 것이다. 또한, 도 2는 도 1의 I-I' 단면의 예를 나타낸 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 플라스틱 기판은 기재 필름(110) 및 복수의 홈(120)을 포함한다.

기재 필름(110)은 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC) 등과 같은 플라스틱 재질이다. 기재 필름(110)은 제1 면(S1)과 제2 면(S2)을 갖는다. 기재 필름(110)의 두께는 약 10~16㎛ 정도가 될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

복수의 홈(120)은 기재 필름(110)의 제2 면(S2)에 구비된다. 복수의 홈은 기판의 면 방향으로는 수백 나노미터 정도의 사이즈를 가질 수 있다. 복수의 홈의 간격은 1~2㎛ 정도가 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.

복수의 홈의 홈의 깊이는 기판의 지지력을 저하시키지 않는 범위로 정해질 수 있으며, 예를 들어 기판 두께의 50% 이하, 보다 구체적으로는 기판 두께의 5~50% 정도가 될 수 있다. 복수의 홈(120)은 도 2에 도시된 예와 같이 서로 다른 깊이를 갖는 홈들(120a, 120b)을 포함할 수 있다. 복수의 홈의 깊이를 2종 이상으로 할 경우, 복수의 홈의 깊이를 동일하게 하는 경우에 비해 더 높은 광추출 효율을 나타낼 수 있다.

본 발명에서 복수의 홈은 도 1에 도시된 예와 같이, 음의 포아송비(negative poison's ratio)를 갖는 구조로 되어 있다. 포아송비는 제1 방향 응력에 대한 제1 방향과 직교하는 제2 방향의 변형의 비율로 정의된다. 본 발명에 있어서, 양의 포아송비를 갖는다는 것은 제1 방향으로 인장 응력을 가하였을 때 제2 방향으로 수축한다는 것을 의미하며, 음의 포아송비를 갖는다는 것은 제1 방향으로 인장 응력을 가하였을 때 제2 방향으로 팽창한다는 것을 의미한다. 예를 들어 원형의 단면을 갖는 구 형태의 기공의 경우, 길이 방향으로 인장을 하게 되면 폭이 상대적으로 감소하는 양의 포아송비(positive poison's ratio)를 갖는다. 이에 반해, 중앙부 폭이 상대적으로 좁은 나비넥타이 단면을 갖는 기공의 경우 길이 방향으로 인장을 하게 되면 중앙부 폭이 오히려 증가하게 되므로 음의 포아송비를 갖는다.

이와 같이, 기재 필름(110)의 제2 면(S2) 에 구비되는 복수의 홈(120)이 나비넥타이 형태와 같이 음의 포아송비를 가질 경우, 인장 변형시 홈이 납작해지지 않으며 원래의 홈의 면적이 크게 변하지 않는다. 이에 따라 굽힙 가공 등에 의한 인장 변형 후에도 광추출 효율의 저하를 저감할 수 있다.

복수의 홈은 예를 들어 도 3에 도시된 방법으로 형성할 수 있다. 즉, 기재 필름(110)의 제2 면(S2)에 레이저를 조사하면, 레이저 조사를 받는 부분에는 식각이 발생하게 되고, 이에 따라 홈이 형성될 수 있다. 레이저를 정해진 좌표로 이동시키면서 복수의 홈을 형성할 수 있고, 마스크를 이용하는 방법 역시 이용될 수 있다. 또한, 기재 필름의 두께가 매우 얇으므로, 원하는 형상으로 안정적으로 홈을 형성하기 위해 글래스 기판 등에 기재 필름을 부착한 상태에서 복수의 홈을 형성할 수도 있다.

도 4는 도 1의 플라스틱 기판 및 보조 기판을 이용하여 배리어층, 제1 전극, OLED 구조물 및 제2 전극을 형성한 예를 나타낸다.

도 4에서는 기재 필름의 두께가 매우 얇아 충분한 지지력을 나타내기 어려울 수 있다는 점을 고려하여 보조 기판(예를 들어 글래스 기판)(101)에 플라스틱 기판(110)을 부착한 후, 플라스틱 기판의 제1 면 상에 배리어층(130), 제1 전극(140), OLED 구조물(150) 및 제2 전극(150)을 형성한 것을 나타내고 있다. 보조 기판(101)은 공정 완료 후 박리될 수 있다.

이상에서는 플라스틱 기판이 1장인 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 5는 복수의 홈이 2층 구조로 형성된 플라스틱 기판을 제조하는 과정을 나타낸 것이다. 도 6은 복수의 홈이 2층 구조로 형성된 플라스틱 기판의 배면을 나타낸 것이다.

도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 예와 같이 음의 포아송비를 갖는 복수의 홈(120)이 구비된 플라스틱 기판이 보조 기판(101) 상에 적층되고, 이후 도 5의 (c) 및 (d)에 도시된 예와 같이 다시 음의 포아송비를 갖는 복수의 홈(120)이 구비된 플라스틱 기판이 미리 적층된 플라스틱 기판의 제1 면 상에 적층될 수 있다. 이를 통해 2층 구조의 복수의 홈이 구비된 플라스틱 기판이 제조될 수 있다.

이때, 먼저 적층되는 플라스틱 기판과 이후에 적층되는 플라스틱 기판의 홈의 패턴이 도 6에 도시된 예와 같이 완전히 중첩되지 않을 수 있다. 이 경우, 단층 구조의 복수의 홈이 구비된 플라스틱 기판을 적용하는 경우에 비해 광 산란 효과를 더 높일 수 있다.

도 7 내지 도 9는 복수의 홈의 형상의 다른 예들을 나타낸 것이다.

앞서 도 1에 도시된 복수의 홈의 형상, 그리고 도 7 내지 도 9에 도시된 복수의 홈의 형상은 모두 오목 다각형 형상에 해당한다. 오목 다각형은 내각들 중에 하나 이상의 요각(reentering angle)(180°보다 크고 360°보다 작은 각도)을 포함하는 다각형을 의미한다. 여기서, "다각형"이라는 용어는 내각들이 완전히 각진 형태뿐만 아니라 뿐만 아니라 내각에 대응하는 부분들이 라운드되어 있는 형태도 포함한다.

도 1에 도시된 예에는 2개의 요각이 포함되어 있고, 도 7에 도시된 예에서는 1개의 요각이 포함되어 있고, 도 8에 도시된 예에서는 4개의 요각이 포함되어 있고, 도 9에 도시된 예에서는 3개의 요각이 포함되어 있다. 인장 변형시 요각의 내각이 감소(예를 들어 내각이 270°에서 180°로 감소)됨으로써 홈이 납작해지는 것을 저감할 수 있다. 도 1 및 도 7에 도시된 예의 경우, 도면의 좌우 방향으로 인장 변형이 이루어질 때 적합한 형상에 해당한다. 그리고, 도 8 및 도 9에 도시된 예의 경우, 구 형태의 조명 장치와 같이 좌우 방향뿐만 아니라 상하 방향 등 여러 방향으로 인장 변형이 이루어질 때 적합한 형상에 해당한다.

바람직하게는 복수의 홈은 인장 변형에 의해 적어도 하나의 요각의 내각이 감소되는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이는 도 11에 도시된 예를 참조하면, 보다 명확히 알 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 7에 도시된 예의 경우, 요각의 내각이 오목 다각형의 상변 또는 하변 쪽에 있을 때(도 11의 (a)) 좌우 방향으로 인장 변형이 이루어질 때 요각의 내각이 감소되는 효과가 크다. 반면, 요각의 내각이 오목 다각형의 좌변 또는 우변 쪽에 있다면(도 11의 (b)), 좌우 방향으로 인장 변형이 이루어질 때 요각의 내각이 감소되는 효과가 상대적으로 적다.

도 10은 기재 필름의 두께에 대한 복수의 홈의 깊이 및 복수의 홈의 폭을 나타낸 것이다.

전술한 바와 같이 홈의 깊이가 너무 크면 기판 지지력이 감소될 수 있기 때문에, 플라스틱 기판 지지력 확보를 위해 복수의 홈의 두께(T2, T3)는 기재 필름(110)의 두께(T1)의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 복수의 홈의 좌우방향 사이즈(W)는 약 500~800nm와 같은 수백 나노미터 정도가 될 수 있다.

또한, 도 10에 도시된 예와 같이 복수의 홈들은 좌우방향 사이즈(W)는 유사하면서 홈 깊이(T2, T3)가 서로 상이할 수 있다.

도 11은 복수의 홈이 배치된 예들을 나타낸 것이다. 예를 들어, 도 11의 (a)에 도시된 예의 경우, 요각의 내각이 오목 다각형의 상변 또는 하변 쪽에 있다. 이에 따라, 좌우 방향으로 인장 변형이 이루어질 때 요각의 내각이 감소되는 효과가 크다. 요각의 내각이 감소된다면 도 12에 도시된 예와 같이 인장 변형 후 사각형에 가까운 홈의 형상을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 인장 변형 전 요각의 내각이 270°였다면, 좌우 방향 인장 변형으로 인해 요각의 내각은 최대 180°까지 감소할 수 있다.

반면, 도 11의 (b)에 도시된 예의 경우, 요각의 내각이 오목 다각형의 좌변 또는 우변 쪽에 있다. 이 경우, 좌우 방향으로 인장 변형이 이루어질 때 요각의 내각이 감소되는 효과가 상대적으로 적다. 예를 들어, 인장 변형 전 요각의 내각이 270°였다면, 좌우 방향 인장 변형 후에도 요각은 270°로 유지되거나 상하 방향 폭이 감소하면서 오히려 요각의 내각이 더 증가할 수 있다.

따라서, 복수의 홈은 도 11의 (a)와 같이, 특정 방향으로의 인장 변형에 의해 적어도 하나의 요각의 내각이 감소될 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

도 13은 플라스틱 기판이 굽힘 가공되었을 때, 부위별로 적용될 수 있는 홈 형상의 예들을 나타낸 것이다.

도 13에 도시된 예와 같이 플라스틱 기판이 굽힘 가공되면, 플라스틱 기판의 제2 면(S2)는 압축력을 받는 곡면 부분(A), 압축력/인장력을 받지 않는 직선 부분(B) 및 인장력을 받는 곡면 부분(C)으로 구분될 수 있다.

압축력/인장력을 받지 않는 직선 부분(B)의 경우 인장 변형이 발생하지 않기 때문에 어떠한 형상의 홈도 가능하다. 그러나, 압축력을 받는 곡면 부분(A)과 인장력을 받는 곡면 부분(C)은 음의 포아송비를 갖도록 홈이 설계될 필요가 있다. 이를 위해, 도 1 및 도 7에 도시된 예들이 A 부위와 C 부위에 적절히 이용될 수 있다. 도 13에서는 A 부위에 도 1에 도시된 예의 홈 형상이 적용되고, C 부위에 도 7에 도시된 예의 홈 형상이 적용되는 것을 나타내었으나, 이에 한정되지 않으며, 반대로 적용되어도 된다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 유기 조명 장치의 평면도이다. 도 15는 도 14의 I-I' 단면의 예를 나타낸 것이다. 도 16은 도 14의 II-II' 단면의 예를 나타낸 것이다.

도 14 내지 도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 유기 조명 장치는 플라스틱 기판(1110), 제1 전극(1130), OLED 구조물(1150), 제2 전극(1160), 제1 패드(1130a) 및 제2 패드(1160a)를 포함한다.

플라스틱 기판(1110)은 어레이 영역(AA)과 패드 영역(PA)을 갖는다. 상기 플라스틱 기판(1110)은 전술한 바와 같이, 기재 필름에 음이 포아송비를 갖는 복수의 홈이 구비된 것이다.

플라스틱 기판(1110)의 복수의 홈은 어레이 영역(AA)에 구비될 수 있다. 복수의 홈이 패드 영역(PA)에도 구비될 수 있지만, 패드 영역은 발광이 이루어지는 영역이 아닐 뿐만 아니라 전극 패드들에 대한 지지력이 감소할 수 있다. 따라서, 복수의 홈은 패드 부분을 제외한 나머지 영역에 복수의 홈이 구비되는 것이 더 바람직하다. 보다 바람직하게는 복수의 홈이 후술하는 보조전극(1120)이 형성되는 영역을 제외한 발광 영역에 구비되는 것을 제시할 수 있다.

제1 전극(1130)은 플라스틱 기판(1110)의 제1 면의 어레이 영역 상에 배치된다. OLED 구조물(1150)은 제1 전극(1130) 상에 배치된다. OLED 구조물은 예를 들어, 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층 등을 포함한다. 제2 전극(1160)은 OLED 구조물 상에 배치된다. 예를 들어, 제1 전극(1130)은 애노드 전극이 되고, 제2 전극(1160)은 캐소드 전극이 될 수 있다.

제1 패드(1130a) 및 제2 패드(1160a)는 각각 패드 영역(PA)에 서로 이격되어 배치된다. 제1 패드(1130a)는 도 14 및 도 15에 도시된 예와 같이 제1 전극(1130)과 전기적으로 연결된다. 제1 패드(1130a)는 제1 전극(1130)의 일부분일 수 있다.

제2 패드(1160a)는 도 14 및 도 16에 도시된 예와 같이 제2 전극(1160)과 전기적으로 연결된다. 제2 패드(1160a)는 제1 전극과 동일한 재질을 포함할 수 있다.

한편, 도 15 및 도 16을 참조하면, 플라스틱 기판(1110)과 제1 전극(1130) 사이에 배리어층(1115)을 추가로 포함할 수 있다. 배리어층(1115)는 SiO₂, SiN 등의 무기물로 형성될 수 있으며 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 본 발명에 따른 유기 조명 장치는 폴리이미드와 같은 플라스틱 기판을 이용하므로, 배리어층(1115)이 구비되는 경우 플라스틱 기판의 제2 면을 통해 수분이 투습되는 것을 보다 더 저감할 수 있다.

플라스틱 기판(1110)의 제2 면을 통해 광이 추출되기 위해, 제1 전극(1130)은 투명 전도성 산화물 재질일 수 있다. 다만, ITO와 같은 투명 전도성 산화물의 경우 금속에 비해 고저항이다. 이때 상기 기판과 제1 전극 사이에 금속을 포함하는 보조 전극 패턴(1120)이 추가로 포함되어 있으면, 플라스틱 기판의 어레이 영역 전체적으로 고르게 전류를 공급할 수 있다. 보조 전극 패턴(1120)은 금속을 포함할 수 있으며, 단층 구조 또는 도 15 및 도 16에 도시된 예와 같이 다층 구조(1120a, 1120b)로 되어 있을 수 있다.

다만, 보조 전극 패턴에 대응하는 영역에 전류가 집중되어, 휘도 균일도를 크게 저하시킬 수 있는 바, 상기 제1 전극과 상기 OLED 구조물 사이에 패시베이션 패턴(1140)이 추가로 배치될 수 있다. 이때, 패시베이션 패턴(1140)은 적어도 보조 전극 패턴(1120)에 대응하는 영역, 즉 보조 전극 패턴(1120)의 상부 영역에 배치될 수 있다. 이를 통해 보조 전극 패턴(1120) 상부 영역에는 발광이 이루어지지 않는다. 이러한 패시베이션 패턴(1140)의 형성에 의해 제1 전극(1130) - OLED 구조물(1150) - 제2 전극(1160)이 중첩되는 발광 영역이 정의될 수 있다.

또한, 패시베이션 패턴(1140)은 제1 전극(1130)을 관통하여 발광 영역을 둘러싸는 형태로 추가로 배치(1145)될 수 있다. 이를 통해, OLED 구조물(1150)로의 수분, 공기 등의 침투를 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 특히, 제1 전극을 관통하여 추가로 배치된 패시베이션 패턴 부분(1145)은 고저항을 나타낸다. 이에 따라, 조명 장치에 단락 발생시 해당 발광 영역의 제1 전극으로 전류가 공급되지 않도록 하여, 단락으로 인한 누설 전류를 감소시키는 역할을 한다.

이외에도 도 15 및 도 16에 도시된 예와 같이 제2 전극 상에, 소자 보호를 위한 보호층(1170), 상부 방향으로 투습을 방지하기 위한 봉지층(1180) 및 보호 필름(1190) 등이 추가로 포함될 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

1. 샘플 제작

① 글래스 기판에 폴리이미드 기판을 형성한 후, 폴리이미드 기판의 상부면에 배리어층, 제1 전극, OLED 구조물 및 제2 전극을 형성하였다.

② 레이저를 이용하여 폴리이미드 기판의 하부면에 복수의 홈을 형성한 후, 글래스를 박리하였다.

2. 광효율 측정 및 결과

① 제작한 샘플을 이용하여 다음과 같은 방법으로 광효율을 측정하였다.

② 전광속 측정법으로 전광속(lm) 측정하여 광효율(lm/W) 환산하였다. (전광속 측정장비: 오츠카 전자, 반구광속계/ 광효율 환산 소프트웨어: Light Studio)

※ 전광속 측정법 및 광효율 도출 실험:

-. 반구 광속계 이용

-. 반구 형태의 장치 안에 샘?V을 부착하고 전류를 가해 주었을 때, 조명 되는 것을 통해 광속 측정

-. 인장하여 측정한 경우, 4~10% 정도로 샘플을 늘려 변형 시킨 상태로 반구에 부착.

-. 전류 밀도(1~10㎃/㎠) 입력하면, 입력된 전류 밀도 내의 실험결과를 바탕으로 소프트웨어에서 광 효율 자동 계산되어 도출.

측정 결과를 표 1에 나타내었다.

[표 1]

표 1을 참조하면, 광추출 필름을 부착한 경우보다 기판 내에 기공을 형성하거나 기판 배면에 나비넥타이형 홈을 형성한 경우 상대적으로 높은 광추출 효과를 나타내는 것을 볼 수 있다.

특히, 기판 내에 기공을 형성한 예의 경우 인장 변형 이후 광추출 효율이 크게 감소하였으나, 기판 배면에 나비넥타이형 홈을 형성한 경우 인장 후에도 광추출 효율이 거의 저하되지 않는 것을 볼 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

110: 기재 필름 120: 홈
1110: 플라스틱 필름 1115: 배리어층
1120: 보조 전극 패턴 1130: 제1 전극
1140: 패시베이션 패턴 1145: 숏 리덕션(short reduction)
1150: OLED 구조물 1160: 제2 전극
1170: 보호층 1180: 봉지층
1190: 보호 필름 1130a: 제1 패드
1160a: 제2 패드

Claims

플라스틱 재질이며, 평평한 표면을 가지는 제1 면과 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 갖는 기재 필름;
상기 기재 필름의 제2 면의 표면으로부터 상기 제1면 방향으로 제1 깊이를 갖는 제1 홈과, 상기 제1 깊이와 상이한 제2 깊이를 갖는 제2 홈을 포함하는 복수의 홈을 포함하고,
상기 복수의 홈은 상기 제2 면을 평면에서 바라볼 때, 내각에 하나 이상의 요각(reentering angle)을 포함하는 오목 다각형 형상을 가지고, 상기 요각의 내각은 상기 기재 필름의 인장 변형에 의해 감소하는 음의 포아송비(negative poison's ratio)를 갖는, 플라스틱 기판.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 복수의 홈의 깊이는 상기 기재 필름 두께의 1/2 이하인, 플라스틱 기판.
제1항에 기재된 플라스틱 기판이 상, 하부로 2장 이상 적층되고,
하부에 배치된 플라스틱 기판의 복수의 홈과, 상부에 배치된 플라스틱 기판의 복수의 홈은 상, 하부 방향에서 적어도 일부 영역이 중첩하지 않도록 배치된, 플라스틱 기판.
어레이 영역과 패드 영역을 갖는 플라스틱 기판;
상기 플라스틱 기판의 평평한 표면을 가지는 제1 면의 어레이 영역 상에 배치되는 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치되는 OLED 구조물;
상기 OLED 구조물 상에 배치되는 제2 전극;
상기 패드 영역에 배치되며, 상기 제1 전극과 연결되는 제1 패드; 및
상기 패드 영역에 상기 제1 패드와 이격 배치되며, 상기 제2 전극과 연결되는 제2 패드를 포함하고,
상기 제1 면과 대향하는 상기 플라스틱 기판의 제2 면은 상기 제2 면의 표면으로부터 상기 제1 면 방향으로 형성된 복수의 홈을 포함하고 상기 복수의 홈은 음의 포아송비를 갖되,
상기 복수의 홈은 상기 패드 영역을 제외한 상기 어레이 영역에 배치된, 유기 조명 장치.
제7항에 있어서,
상기 복수의 홈은 내각에 하나 이상의 요각을 포함하는 오목 다각형 구조를 갖는, 유기 조명 장치.
제8항에 있어서,
상기 복수의 홈은 인장 변형에 의해 적어도 하나의 요각의 내각이 감소되는 구조를 갖는, 유기 조명 장치.
제7항에 있어서,
상기 복수의 홈은 제1 깊이를 갖는 홈과, 상기 제1 깊이와 상이한 제2 깊이를 갖는 홈을 포함하는, 유기 조명 장치.
제7항에 있어서,
상기 복수의 홈의 깊이는 상기 플라스틱 기판 두께의 1/2 이하인, 유기 조명 장치.
제7항에 있어서,
상기 복수의 홈은 2층 이상의 구조로 되어 있는, 유기 조명 장치.
제7항에 있어서,
상기 어레이 영역에 대응하는 영역에 상기 복수의 홈이 구비된, 유기 조명 장치.
제7항에 있어서,
상기 기판과 제1 전극 사이에 배리어층을 추가로 포함하는, 유기 조명 장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 전극은 투명 전도성 산화물 재질이고,
상기 기판과 제1 전극 사이에 금속을 포함하는 보조 전극 패턴을 추가로 포함하는, 유기 조명 장치.
제15항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 OLED 구조물 사이에 발광 영역을 정의하는 패시베이션 패턴을 추가로 포함하되,
상기 패시베이션 패턴은 상기 보조 전극 패턴에 대응하는 영역을 커버하도록 배치된, 유기 조명 장치.
제16항에 있어서,
상기 패시베이션 패턴은 상기 제1 전극을 관통하여 상기 발광 영역을 둘러싸는 형태로 추가로 배치되는, 유기 조명 장치.