KR20050050572A - 일렉트로루미네선스 소자 및 조명장치 - Google Patents

Abstract

일렉트로루미네선스 소자에서, 제 1 반대 표면과 제 2 반대 표면을 가지는 제 1 전극은, 제 1 표면 상의 기판과 접촉하도록 기판상에 형성된다. 발광층을 포함하는 루미네선스 (luminescence) 층을 제 1 전극의 제 2 표면과 접촉하도록 제 1 전극 상에 적층된다. 제 1 대향 표면과 제 2 대향 표면을 가지는 제 2 전극은 그 제 1 전극 상의 루미네선스층과 접촉하도록 루미네선스층 상에 적층된다. 제 2 전극의 제 2 표면은 적어도 부분적으로 노출되어 있다. 제 1 단자는 루미네선스 층과 접촉하지 않는 일부분에서 제 1 전극의 제 2 표면 상에 제공된다. 제 2 단자는 그 노출된 부분에 부분적으로 형성되어 있다. 제 1 전극과 제 2 전극 중 하나 이상의 전극은 투명 전극이다. 제 1 단자와 제 2 단자는 전력 소스에 접속되어 있다.

Description

일렉트로루미네선스 소자 및 조명장치{ELECTROLUMINESCENT ELEMENT AND LIGHTING UNIT}

본 발명은 일렉트로루미네선스 소자 및 이 일렉트로루미네선스 소자를 포함하는 조명장치에 관한 것이다.

일렉트로루미네선스 소자 또는 EL 소자는 기판상에, 일렉트로루미네선스 재료 등을 적층하여 형성한다. 일반적으로, 유기기판 측으로부터 광을 발광하는 EL 소자는 일렉트로루미네선스 재료를 포함하는 루미네선스 층 (EL층) 에 대한 기판의 일측에는 투명전극을 가지며, 기판의 반대측에는 금속전극을 갖고 있다. 일렉트로루미네선스층이 수분이나 산소에 의해 열화되는 것을 방지하기 위하여 투명전극, 유기층 및 금속전극이 밀봉부재에 의해 밀봉된다.

반면, 일본공개특허공보 평6-32297호에 개시된 발명에는, 열방사성능을 강화시키기 위한, 금속전극 상의 밀봉부재가 제공되지 않는다. 미심사 일본공개특허공보 2003-217854호에 개시된 또 다른 발명에는, 밀봉부재로서 박형화된 금속전극을 이용한다.

밀봉 부재에 의해 밀봉되지 않은 전극의 일부분은 전원에 전기적으로 접속된 단자로 이용될 수 있다. 또한, 복수의 EL 소자들은 조명장치를 형성하도록 배열될 수 있다.

반면, 일본공개특허공보 평6-32297호에 개시된 발명에는, 열방사성능을 강화시키기 위한, 금속전극 상의 밀봉부재가 제공되지 않는다. 미심사 일본공개특허공보 2003-217854호에 개시된 또 다른 발명에는, 밀봉부재로서 박형화된 금속전극을 이용한다.

밀봉 부재에 의해 밀봉되지 않은 전극의 일부분은 전원에 전기적으로 접속된 단자로 이용될 수 있다. 또한, 복수의 EL 소자들은 조명장치를 형성하도록 배열될 수 있다.

본 발명에 따르면, 일렉트로루미네선스 소자는 기판, 제 1 전극, 루미네선스층, 제 2 전극, 제 1 단자 및 제 2 단자를 가진다. 제 1 전극은 제 1 표면 및 제 1 표면의 반대측에 있는 제 2 표면을 가진다. 제 1 전극은 기판 상에 적층되어, 이 제 1 전극의 제 1 표면 상의 기판과 접촉한다. 발광층을 포함하는 루미네선스층은 제 1 전극 상에 적층되어, 제 1 전극의 제 2 표면과 접촉한다. 제 2 전극은 제 1 표면, 및 제 1 표면의 반대측에 있는 제 2 표면을 가진다. 제 2 전극은 루미네선스 층에 적층되어, 제 2 전극의 제 1 표면 상의 루미네선스층과 접촉한다. 제 2 전극의 제 2 표면은 적어도 부분적으로 노출된다. 루미네선스층과 접촉하지 않는 일부분에서의 제 1 전극의 제 2 표면 상에는, 제 1 단자가 제공된다. 제 2 전극의 제 2 표면의 노출된 부분에는, 제 2 단자가 부분적으로 형성된다. 제 1 전극과 제 2 전극 중 하나 이상의 전극은 투명전극이다. 제 1 단자와 제 2 단자는 전원에 접속된다.

본 발명의 또 다른 태양과 이점들을, 본 발명의 원리를 예를 들어 설명한 첨부한 도면을 통하여 설명한다.

신규한 본 발명의 특징은 첨부한 청구범위에서 구체적으로 설명한다. 이와 함께, 본 발명은 그 목적과 이점들을 첨부한 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시형태를 통하여 자세히 설명한다.

바람직한 실시형태의 상세한 설명

이하, 본 발명에 따른 일렉트로루미네선스층 (EL층) 에서 유기화학물을 채택하는 유기 일렉트로루미네선스 소자 또는 유기 EL 소자 (1) 에 적용되는, 일렉트로루미네선스 소자의 바람직한 제 1 실시형태를 도 1a 내지 도 2c 를 통하여 설명한다. 단면을 나타내는 사선은 부분적으로 생략하며, 도 1a 내지 도 2c 의 단면도 및 정면도와 관련없이 더욱 용이한 이해를 위하여 동일한 구성요소는 동일한 사선으로 나타낸다.

도 1a 에 도시된 바와 같이, 유기 EL 소자 (1) 는 애노드 또는 제 1 전극 (3), 발광층을 포함하는 유기층 (4), 및 캐소드 또는 제 2 전극 (5) 을 이 순서대로 기판 (2) 상에서 가진다. 즉, 애노드 (3) 는 제 1 표면, 및 제 1 표면의 반대측에 있는 제 2 표면을 가지며, 그 제 1 표면 상의 기판 (2) 과 접촉하도록 기판 (2) 상에 적층되어 있다. 유기층 (4) 은 애노드 (3) 의 제 2 표면과 접촉하도록 애노드 (3) 상에 적층된다. 캐소드 (5) 는 제 1 표면, 및 제 1 표면의 반대측에 있는 제 2 표면을 가진다. 캐소드 (5) 는 그 제 1 표면 상의 유기층 (4) 과 접촉하도록 유기층 (4) 상에 적층된다. 애노드 (3) 는 유기층 (4) 과 접촉하는 접촉부분 (31) 및 유기층 (4) 과 접촉하지 않는 비접촉부분 (32) 을 포함한다. 바람직한 제 1 실시형태에서, 비접촉부분 (32) 은 애노드 (3) 의 주변부에 제공된다. 유기층 (4) 은 일측 (4) 의 전체 표면에 의해 애노드 (3) 와 접촉하며 또 다른 측 (42) 의 전체표면에 의해 캐소드 (5) 와 접촉한다.

밀봉층 또는 밀봉부재 (6) 는 유기층 (4) 의 단부면, 캐소드 (5) 의 단부면, 및 캐소드 (5) 의 유기층 (4) 과 접촉하는 표면의 반대측 표면 (51) 의 주변부를 피복하도록 성막된다. 캐소드 (5) 의 유기층 (4) 과 접촉하는 표면의 반대표면 (51) 에서 밀봉층 (6) 으로 피복되지 않는 부분이 노출되어, 이에 따라 캐소드 단자 또는 제 2 단자 (8) 가 형성된다. 또한, 애노드 (3) 의 유기층 (4) 과 접촉하지 않는 비접촉부분 (32) 에는, 애노드 단자 또는 제 1 단자 (9) 가 제공된다. 따라서, 도 1b 에 도시된 바와 같이, 캐소드 (5) 의 면에서 볼 때, 바람직한 제 1 실시형태에 따른 유기 EL 소자 (1) 에는, 캐소드 단자 (8) 가 중심에 위치되고 애노드 단자 (9) 가 밀봉층 (6) 을 통하여 캐소드단자 (8) 주변에 배열된다.

이하, 유기 EL 소자 (1) 의 각각의 성분을 설명한다.

기판 (2) 은 바람직한 제 1 실시형태에서는 유리로 이루어지지만, 애노드 (3) 와 유기층 (4) 이 상부에 형성되어 있는 경우 충분한 강도를 가지는 어떤 투명성 재료로도 이루어질 수 있다. 유리 이외의 재료로는 투명수지를 포함할 수 있다.

바람직한 제 1 실시형태에서, 애노드 (3) 는 유기층 (4) 에 정공을 제공하며 유기층 (4) 으로부터 발광된 광은 애노드 (3) 와 기판 (2) 을 통하여 외부로 방출되기 때문에, 애노드 (3) 는 투명성인 것이 요구된다. 바람직한 제 1 실시형태에서, 애노드 (3) 에 대한 재료는 ITO (인듐 주석 산화물) 이지만, 이 재료는 IZO (인듐 아연 산화물) 등도 될 수 있다.

유기층 (4) 은 적어도 발광층을 갖는 것이 요구된다. 발광층은 애노드 (3) 로부터 제공되는 정공과 캐소드 (5) 로부터 공급되는 전자의 재결합에 의해 광을 방출한다. 발광층은 단일 유기화합물로 이루어질 수도 있고 복수의 유기화합물로 이루어질 수도 있다.

발광층이 복수의 유기화합물로 이루어지는 경우, 유기화합물로 이루어진 각각의 층은 복수의 층으로 적층될 수도 잇고 복수의 유기화합물을 혼합한 층으로 이루어질 수도 있다.

유기층 (4) 은 발광층 뿐만 아니라, 애노드 (3) 로부터 발광층으로 공급되는 정공들을 효과적으로 수송하는 정공 주입층 또는 정공 수송층, 및 캐소드 (5) 로부터 발광층으로 공급되는 전자들을 효과적으로 수송하는 전자 주입층 또는 전자 수송층을 부분적으로 또는 전체적으로 포함할 수 있다. 또한, 단일층이 복수의 기능들을 가질 수도 있다.

더욱 자세하게는, 유기층 (4) 은 다음과 같은 층구조로 구성될 수 있다.

(애노드)/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/(캐소드)

(애노드)/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입수송층/(캐소드)

(애노드)/정공 주입수송층/발광층/전자 수송층/전자주입층/(캐소드)

(애노드)/정공 주입수송층/발광층/전자 주입수송층/(캐소드)

(애노드)/정공 주입층/발광층/전자수송층/전자주입층/(캐소드)

(애노드)/정공 수송층/발광층/전자수송층/(캐소드)

(애노드)/정공 수송층/전자 수송층/발광층/(캐소드)

(애노드)/발광층/(캐소드)

바람직한 제 1 실시형태에 따른 유기층 (4) 은 정공 수송층, 발광층, 전자수송층, 및 전자 주입층으로 구성되며 녹색 발광층, 청색 발광층, 및 적색 발광층이 애노드 (3) 의 접촉부분 (31) 으로부터 적층되는 3 층구조를 가진다.

캐소드 (5) 는 유기층 (4) 에 전자를 제공하며 도전성을 가지는 재료, 바람직하게는, 저저항을 가지는 재료로 이루어진다. 이러한 재료는 금속, 합금, 및 금속 혼합물을 포함한다. 바람직한 제 1 실시형태에서, 캐소드 (5) 는 알루미늄으로 이루어진다.

밀봉층 (6) 을 피복하지 않는 캐소드 (5) 의 비피복부분이 노출되어 있기 때문에, 수분이나 산소와 같은 물질이 부분 (51) 을 통하여 유기 EL 소자 (1) 에 침투하여 유기층 (4) 을 열화시키는 것을 방지하기 위해서는, 캐소드 (5) 의 두께는 0.5㎛ 이상인 것이 바람직하며, 1.5㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 캐소드 (5) 가 증착에 의해 형성되는 경우, 캐소드 (5) 의 두께는 5㎛ 이하인 것이 바람직하며 3㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 캐소드 (5) 를 형성한 후, 캐소드 단자 (8) 가 증착, 본딩 등에 의해 밀봉층 (6) 으로 피복되지 않는 부분 (51) 상에 제공되는 경우, 캐소드 단자 (8) 의 두께는 1mm 이하가 바람직하며, 300㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

밀봉층 (6) 은 유기층 (4) 이 대기중의 수분이나 산소에 의해 열화되는 것을 방지하는 기능을 하며 높은 기밀성을 가지는 재료로 이루어진다. 이러한 재료는 유기 폴리머 재료, 무기 재료와 같은 것을 포함한다. 유기 폴리머 재료는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리스티렌 수지와 같은 것을 포함한다. 무기 재료는 유리, 금속산화물, 금속 질화물과 같은 것을 포함한다. 바람직한 제 1 실시형태에서, 무기 재료인 규소질화물층이 밀봉층 (6) 으로 이용된다.

애노드 단자 (7) 는 전원 (도시생략) 에 접속되며 애노드 (3) 에 정공을 제공하는 기능을 한다. 애노드 단자 (7) 는 캐소드 (5) 와 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 바람직한 제 1 실시형태에서, 알루미늄은 캐소드 (5) 뿐만 아니라 애노드 단자 (7) 용으로 이용된다.

이하, 도 2a 내지 도 2c 를 통하여 유기 EL 소자 (1) 를 제조하는 방법을 설명한다.

그 표면 상에 원하는 형상의 애노드 (3) 가 제공되는 기판 (2) 을 수세한 다음, 수세한 기판을 진공증착기 (도시생략) 에 위치시킨다. 도 2a 에 도시된 바와 같이, 진공증착기에서는, 마스크 (100) 를 애노드 (3) 의 주변부에 위치시킨 다음 정공 수송층을 증착한다. 이후, 정공 수송층상에, 녹색 발광, 청색발광, 및 적색 발광의 순서대로 발광층을 증착한다. 후속하여, 발광층 상에, 전자수송층과 전자주입층을 증착한 다음, 이 순서대로, 유기층 (4) 을 형성한다. 또한, 유기층 (4) 상에 알루미늄을 증착하여 캐소드 (5) 를 형성한다. 캐소드 (5) 를 형성한 다음, 마스크 (100) 를 제거한다.

도 2b 에 도시된 바와 같이, 밀봉층 (6) 을 형성하도록 마스크 (101) 를 위치시킨다. 밀봉층 (6) 을 형성한 다음, 마스크 (101) 를 제거한다. 그 후, 도 2c 에 도시된 바와 같이, 마스크 (102) 를 위치시킨 다음, 알루미늄을 증착하여 애노드 단자 (9) 를 형성한다.

이하, 유기 EL 소자 (1) 의 동작을 설명한다.

직류 전원 (도시생략) 의 양의 전극은 애노드 단자 (9) 에 접속되며 직류전원의 음의 단자는 캐소드 단자 (8) 에 접속되어, 애노드 단자 (9) 의 전위가 캐소드 단자 (8) 의 전위보다 더 높도록 전압이 인가된다. 직류전원의 양의 전극으로부터 애노드 단자 (9) 와 애노드 (3) 를 통하여 유기층 (4) 으로 정공이 공급된다. 애노드 (3) 에 도달한 정공들은 유기층 (4) 에서 정공 수송층을 통하여 발광층으로 이동한다. 반면, 전자들은 직류전원의 음의 전극으로부터 캐소드 단자 (8) 를 통하여 캐소드 (5) 로 제공된다. 캐소드 (5) 에 도달한 전극들은 유기층 (4) 에서 전자주입층과 전자수송층을 통하여 발광층으로 진행한다.

발광층에 도달한, 애노드 (3) 로부터의 정공들과, 발광층에 도달한 캐소드 (5) 로부터의 전자들이 결합하여 여기자를 생성함으로써, 여기자들이 그라운드 상태로 복귀하는 경우에 광을 방출한다. 바람직한 제 1 실시형태에서, 발광층은 3 층구조이며, 이들 3 층의 각각은 녹색광, 청색광 및 적색광을 방출한다. 이들 광은 서로 혼합되어, 백색광으로 보여질 수 있다.

발광층으로부터 방출된 광의 일부분은 기판 (2) 으로부터 애노드 (3) 를 통하여 직접 외부로 방출된다. 그 외의 광은 캐소드 (5) 에 도달한다. 알루미늄으로 이루어진 캐소드 (5) 는 광반사기능을 갖고 있기 때문에, 캐소드 (5) 에 도달한 광은 반사된 다음, 기판 (2) 으로부터 유기층 (4) 과 애노드 (3) 를 통하여 외부로 발광된다.

바람직한 제 1 실시형태에 따르면, 다음과 같은 바람직한 효과를 얻는다.

(1) 밀봉층 (6) 으로 피복되지 않은 캐소드 (5) 의 비피복부분은 캐소드 단자 (8) 를 형성한다.

캐소드 (5) 의 반대표면 (51) 의 전체 표면이 밀봉층 (6) 으로 피복되지 않고, 단지 그 주변부만이 밀봉층 (6) 으로 피복되기 때문에, 밀봉층 (6) 으로 피복되지 않은 노출부분은 캐소드 단자 (8) 로서 이용되어, 외부 전원에 접속된다. 따라서, 캐소드 단자 (8) 가 유기 EL 소자 (1) 의 광출사측의 반대측 상에 제공될 수 있으면서 유기층 (4) 이 제공되는 기판 (2) 부분 이외의 일부분 상에는 캐소드 단자 (8) 가 요구되지 않기 때문에, 유기층 (4) 의 면적과 동일한 기판 (2) 면적이 감소될 수 있다. 즉, 발광을 구성하는 면적이 기판 (2) 에서 증가될 수 있다.

(2) 캐소드 (5) 가 기밀성을 가진다.

캐소드 (5) 가 0.5 ㎛ 이상의 두께를 가지기 때문에, 캐소드 (5) 는 충분한 기밀성을 가진다. 즉, 캐소드 (5) 는 수분과 산소와 같은 물질이 캐소드 (5) 를 통하여 유기 EL 소자 (1) 로 침투하여 유기층 (4) 을 열화시키는 것을 방지한다. 따라서, 캐소드 (5) 의 반대 표면 (51) 의 전체표면이 밀봉층 (6) 에 의해 피복되지 않고, 밀봉층 (6) 으로 피복되지 않은 노출부분이 캐소드 단자 (8) 로서 이용되는 경우에도, 외부로부터의 수분이나 산소에 의해 유기 EL 소자 (1) 가 열화되어 수명이 단축되는 것을 방지한다.

(3) 유기층 (4) 이 노출되지 않는다.

유기층 (4) 이 애노드 (3) 와 접촉하도록 형성된 다음, 캐소드 (5) 가 유기층 (4) 의 반대표면 (42) 의 전체표면과 접촉하도록 형성된다. 이를 기반으로 하여, 밀봉층 (6) 이 성막되기 때문에, 밀봉층 (6) 은 표면 (41) 과 표면 (42) 이외의 전체부분을 밀봉한다. 따라서, 유기층 (4) 의 외부표면이 애노드 (3), 캐소드 (5) 및 밀봉층 (6) 으로 피복되어, 이 부분이 노출되지 않는다. 따라서, 수분이나 산소의 침투에 의한 유기층 (4) 의 열화가 방지된다.

(4) 유기 EL 소자 (1) 가 백색광을 방출한다.

유기층 (4) 의 발광층은 녹색광을 방출하는 층, 청색광을 방출하는 층, 및 적색광을 방출하는 층으로 구성된다. 유기 EL 소자 (1) 에 전압을 인가할 때, 이들 층들이 동시에 광을 방출하기 때문에, 전체적으로 백색광을 방출하게 된다. 유기 EL 소자 (1) 로부터 방출되는 백색광은 적색 스펙트럼 범위, 청색 스펙트럼 범위 및 녹색 스펙트럼 범위에서 피크를 가지기 때문에, RGB 컬러필터를 통하여 이미지를 표시하는 경우 선명한 색을 생성한다.

(5) 광의 이용효율이 높다.

광반사기능을 가지는 알루미늄 박막을 캐소드 (5) 로 이용한다. 따라서, 발광층으로부터 캐소드 (5) 로 진행하는 광은 캐소드 (5) 상에서 기판 (2) 을 향하여 반사되고, 그 반사된 광은 기판 (2) 으로부터 외부로 부분적으로 방출된다. 따라서, 광반사기능을 가지지 않는 재료로 이루어진 캐소드 (5) 에 비하여, 발광층으로부터 방출되는 더 많은 광이 기판 (2) 으로부터 방출된다.

이하, 도 3a 및 도 3b 를 통하여, 본 발명의 바람직한 제 2 실시형태를 설명한다. 바람직한 제 2 실시형태는, 애노드 단자 (9) 와 캐소드 단자 (8) 위치가 상이하다는 점에서 바람직한 제 1 실시형태와 상이하다. 동일한 부재번호는 바람직한 제 1 실시형태와 실질적으로 동일한 구성요소를 나타내며, 바람직한 제 1 실시형태와 상이한 부분들을 주로 설명한다. 단면을 나타내는 사선은 부분적으로 생략한다. 더욱 용이한 이해를 위하여, 동일한 구성요소들은 도 3a 및 도 3b 의 단면도 및 정면도와 관계없이 동일한 사선 등으로 나타낸다.

바람직한 제 2 실시형태에 따른 유기 EL 소자 (1) 에서는, 유기층 (4) 과의 비접촉부분 (52) 이 애노드 (3) 의 일측을 따라서만 제공된다. 밀봉층 (6) 은 캐소드 (5) 의 반대표면 (51) 의 실질적으로 절반 (도 3a 의 우측 절반) 을 피복하도록 형성된다. 도 3a 및 도 3b 에 도시된 바와 같이, 애노드 단자 (9) 는 애노드 (3) 의 비접촉부분 (32) 으로부터 밀봉층 (6) 이 캐소드 (5) 의 반대표면 (51) 을 피복하는 부분으로 연장되도록 형성된다.

캐소드 단자 (8) 는 캐소드 (5) 의 반대표면의 비접촉부분 (51) 과 접촉하도록 제공되는데, 이 비접촉부분은 밀봉층 (6) 으로 피복되지 않는다. 애노드 단자 (9) 의 표면과 캐소드 단자 (8) 의 표면은 실질적으로 동일한 평면에 포함된다.

이러한 유기 EL소자는 다음과 같이 제조될 수 있다. 즉, 애노드 단자 (9) 의 제조프로세스에서는, 바람직한 제 1 실시형태에서 설명된 방법과 유사하게, 마스크에 의해 스크린되지 않고 캐소드 (5) 의 비접촉부분 (51) 상에 알루미늄을 증착시키는데, 이 비접촉부분은 밀봉부 (6) 로 피복되지 않는다. 위에서 제조한 바와 같이, 애노드 단자 (9) 와 캐소드 단자 (8) 는 동시에 형성된다.

바람직한 제 2 실시형태에 따르면, 바람직한 제 1 실시형태의 바람직한 효과 (1) 내지 (5) 에 더하여, 다음과 같은 바람직한 효과가 얻어진다.

(6) 애노드 단자 (9) 와 캐소드 단자 (8) 가 일직선으로 배열된다.

애노드단자 (9) 는 캐소드 (5) 의 반대측에 있는 밀봉부 (6) 의 표면과 접촉하여, 밀봉부 (6) 에 의해 피복되는 캐소드 (5) 의 일부분을 피복하도록 제공된다. 따라서, 애노드 단자 (9) 는 캐소드 단자 (8) 와 일직선으로 배열된다. 애노드 단자 (9) 와 캐소드 단자 (8) 가 일직선으로 배열되기 때문에, 바람직한 제 1 실시형태와 동일한 방식으로, 캐소드 단자 (8) 는 애노드 단자 (9) 에 의해 둘러싸이지 않고, 그 결과, 전원으로부터 양 단자로의 와이어링배열에 대한 유연성이 증가된다.

(7) 애노드 단자 (9) 의 표면과 캐소드 단자 (8) 의 표면은 실질적으로 동일한 평면에 포함된다.

캐소드 단자 (8) 가 밀봉층 (6) 과 접촉하지 않는 캐소드 (5) 의 비접촉부분 (51) 에 형성되면서 애노드 단자 (9) 가 형성된다. 따라서, 부분 (51) 상에 마스크를 제공하는 경우와 달리, 애노드 단자 (9) 의 표면과 캐소드 단자 (8) 의 표면이 실질적으로 동일한 평면 상에 정렬된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 제 3 실시형태의 조명장치 (200) 를 도 4a 및 도 4b 를 통하여 설명한다. 도 4a 는 바람직한 제 3 실시형태에 따른 조명장치 (200) 의 개략적 후면도이다. 도 4b 는 도 4a 의 선 I-I 을 따라 절취한 단면도이다.

도 4a 에 도시된 바와 같이, 조명장치 (200) 는 바람직한 제 2 실시형태의 유기 EL 소자 (1) 를 2×2 매트릭스로 배열하여 형성된다. 유기 EL 소자 (1) 의 각각의 애노드 단자 (9) 는 조명장치 (200) 의 양의 전극 (201) 에 접속되어 있고 각각의 캐소드 단자 (8) 는 조명장치 (200) 의 음의 전극 (202) 에 접속되어 있다. 모든 유기 EL 소자 (1) 는 프레임 (도시생략) 에 의해 서로 고정되어 있다. 양의 전극 (201) 과 음의 전극 (202) 은 베이스 (203) 에 고정되어 있다. 또한, 양의 전극 (201) 에 전기적으로 접속된 양의 단자 (204) 와 음의 전극 (202) 에 전기적으로 접속된 음의 단자 (205) 는 베이스 (203) 의 일측을 따라 제공된다. 보다 용이한 이해를 위하여, 도 4 에서, 실선으로 표시되어야 하는 베이스 (203) 의 윤곽선은 점선으로 표시되며, 점선으로 표시되어야 하는 유기 EL 소자 (1) 의 윤곽선, 애노드 단자 (9) 의 윤곽선, 캐소드 단자 (8) 의 윤곽선, 양의 전극 (201) 의 윤곽선, 및 음의 전극 (202) 의 윤곽선은 실선으로 표시된다.

이하, 유기 EL 소자 (1) 의 애노드 단자 (9) 와 조명장치 (200) 의 양의 전극 (201) 간에 전기접속 방식과, 유기 EL 소자 (1) 의 캐소드 단자 (8) 와 조명장치 (200) 의 음의 전극 (202) 간에 전기접속 방식을 설명한다.

도 4a 에 도시된 바와 같이, 4 개의 유기 EL 소자 (1) 들중 2 개의 소자는, 각각의 애노드 단자 (9) 가 하나의 직선으로 배열되고 각각의 캐소드 단자 (8) 가 하나의 직선으로 배열되도록 배열된다. 2 쌍의 유기 EL 소자 (1) 가 존재하며, 이들 쌍은 서로 접촉하고 있다.

조명장치 (200) 의 양의 전극 (201) 은 유기 EL 소자 (1) 의 애노드 단자 (9) 들에 접속된 2 개의 브렌치들 (201a), 및 이들 2 개의 브렌치들 (201a) 을 접속하기 위하여 양의 단자 (204) 에 접속된 트렁크 (201b) 를 포함한다. 하나의 브렌치 (201a) 는 2 개의 애노드 단자 (9) 에 접속되도록 배열되며 이 애노드 단자들은 서로 한줄로 배치된다.

이와 유사하게, 조명장치 (200) 의 음의 전극 (202) 은 유기 EL 소자 (1) 의 캐소드 단자 (8) 들에 접속된 2 개의 브렌치들 (202a), 및 이들 2 개의 브렌치들 (202a) 을 접속하기 위하여 음의 단자 (205) 에 접속된 트렁크 (202b) 를 포함한다. 하나의 브렌치 (202a) 는 2 개의 캐소드 단자 (8) 에 접속되도록 배열되며 이 캐소드 단자들은 서로 한줄로 배치된다. 따라서, 모든 유기 EL 소자 (1) 는 서로 병렬 관계로 전기적으로 배열되어 있다.

이하, 조명장치 (200) 의 동작을 설명한다.

조명장치 (200) 의 양의 단자 (204) 와 음의 단자 (205) 간에 전압이 인가되면, 양의 전극 (201) 과 음의 전극 (202) 을 통하여 각각의 유기 EL 소자 (1) 의 애노드 단자 (9) 와 캐소드 단자 (8) 간에 전압이 인가된다. 이후, 모든 유기 EL 소자 (1) 의 애노드 단자 (9) 와 캐소드 단자 (8) 간에 전압이 동시에 인가되어, 모든 유기 EL 소자 (1) 가 동시에 광을 방출한다.

바람직한 제 3 실시형태에 따르면, 다음과 같은 바람직한 효과가 얻어진다.

(8) 유기 EL 소자 (1) 의 복수의 라인들에 의해 형성되는 조명장치가 얻어진다.

모든 유기 EL 소자 (1) 가 조명장치 (200) 에서 서로 병렬로 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 양의 단자 (204) 와 음의 단자 (205) 간에 전압이 인가되는 경우, 모든 유기 EL 소자 (1) 가 동시에 광을 방출한다. 이들 유기 EL 소자 (1) 가 서로 접촉하도록 배열되어 있기 때문에, 조명장치 (200) 에서의 유기 EL 소자 (1) 의 거의 모든 부분들이 유기 EL 소자 (1) 의 동시 발광에 의해 광을 방출함에 따라서, 전체적으로 대형의 조명장치로 된다. 복수의 유기 EL 소자 (1) 가 배열되고 광을 동시에 방출하도록 조명장치를 형성하고 이 조명장치는 각각의 유기 EL 소자 (1) 보다 크기 때문에, 동일한 크기를 가진 단일 유기 EL 소자 (1) 에 의해 형성되는 대형의 조명장치에 비하여, 제품수율이 증가한다.

(9) 조명장치 (200) 를 형성하는 유기 EL 소자 (1) 를 용이하게 교체한다.

조명장치 (200) 를 형성하는 유기 EL 소자 (1) 는 광이 방출되는 표면의 반대 표면에서 조명장치의 전극들 (양의 전극 (201) 과 음의 전극 (202)) 에 접속되어 있다. 따라서, 조명장치 (200) 를 형성하는 일부 유기 EL 소자 (1) 가 고장 또는 열화되는 경우, 이러한 유기 EL 소자 (1) 을 용이하게 제거할 수 있고 새로운 유기 EL 소자 (1) 를 조명장치 (200) 에 용이하게 삽입할 수 있다.

(10) 조명장치 (200) 를 형성하는 일부 유기 EL 소자 (1) 가 전기적으로 단절된 경우에도, 나머지 유기 EL 소자 (1) 가 광을 계속해서 방출한다.

조명장치 (200) 를 형성하는 모든 유기 EL 소자 (1) 가 서로 병렬로 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 모든 유기 EL 소자 (1) 중 일부가 전기적으로 단절된 경우에도, 모든 유기 EL 소자 (1) 이 직렬로 접속되어 있는 배열 구성에 비하여, 모든 유기 EL 소자 (1) 가 광을 방출하는 것을 정지할 가능성이 없다. 따라서, 하나의 유기 EL 소자 (1) 가 조명장치의 전극들과 접촉하지 않는 경우에도, 또 다른 유기 EL 소자 (1) 가 광을 계속해서 방출한다.

본 발명은 상술한 실시형태에만 한정되는 것이 아니며 다음과 같은 또 다른 실시형태들로 변형될 수 있다.

바람직한 제 1 실시형태와 제 2 실시형태에서는, 유기층 (4) 의 발광층이 녹색 발광층, 청색 발광층, 및 적색 발광층을 포함하는 3 층으로 이루어진다. 발광층의 개수는 3개로 한정되지 않는다. 2개의 층 또는 단일층도 적용가능하다. 2층 발광층으로 백색광을 얻기 위해서는, 특정색과 청색 및 황색과 같은 보색이 각각의 발광층들에서 방출된다. 또한, 특정색을 방출하는 재료가 단일층에서 복수회 도핑될 수도 있다. 복수의 루미네선스 재료가 단일층에 도핑되어, 발광층의 개수가 하나 또는 2 개인 경우에도 백색광을 얻을 수 있다.

바람직한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 따른 유기 EL 소자 (1) 는 백색광을 방출하지만, 방출광은 백색광 이외의 광일 수도 있다. 유기 EL 소자 (1) 의 발광층은 특정 애플리케이션과 특정한 이용재료에 기초하여 적절하게 결정된다.

바람직한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 따른 EL 소자 (1) 는 유기 EL 소자 (1) 이지만, EL 층은 무기 재료로 이루어진 무기 일렉트로루미네선스 소자를 채택할 수도 있다.

바람직한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 따른 유기 EL 소자에서는, 발광층으로부터의 광이 투명기판 (2) 과 투명 애노드 (3) 를 통하여 외부로 출사되지만, 발광층에 대하여 기판 (2) 의 반대측 표면을 통하여 광이 방출될 수도 있다. 기판 (2) 의 반대 표면을 통하여 광이 방출되기 위해서는, 캐소드 (3) 와 캐소드 단자 (8) 가 투명인 재료로 이루어진다. 이 경우, 투명전극용 재료는 바람직한 제 1 실시형태에서 설명한 애노드 (3) 용 재료를 이용할 수 있다.

바람직한 제 1 실시형태에서, 캐소드 (5) 의 두께는 전체적으로 0.5 ㎛ 이상이지만, 캐소드 (5) 의 두께가 전체적으로 0.5 ㎛ 이상이 아닐 수도 있다. 캐소드 단자 (8) 의 부분이 0.5 ㎛ 이상인 한, 그 외의 부분은 더욱 얇을 수 있다. 캐소드 단자 (8) 이외의 캐소드 (5) 의 부분이 밀봉층 (6) 으로 피복되어 있기 때문에, 캐소드 (5) 의 부분은 기밀성을 가질 필요가 없고 그 두께가 0.5 ㎛ 이하일 수 있다.

바람직한 제 3 실시형태에 따른 조명장치 (200) 는 2×2 매트릭스로 정렬된 4 개의 유기 EL 소자 (1) 를 포함하지만, 그 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 유기 EL 소자 (1) 의 개수와 그 배열구성은 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있다.

바람직한 제 3 실시형태에 따른 조명장치 (200) 에서는, 모든 유기 EL 소자 (1) 가 서로 병렬로 접속되어 있지만, 유기 EL 소자 (1) 모두가 서로 병렬로 접속될 필요가 있는 것은 아니다. 모든 유기 EL 소자 (1) 가 직렬로 접속될 수도 있거나, 또는 병렬 유기 EL 소자 (1) 의 쌍들이 직렬로 접속될 수도 있거나, 또는 직렬 유기 EL 소자 (1) 의 쌍들이 서로 병렬로 접속될 수도 있다. 모든 유기 EL 소자 (1) 가 직렬로 접속되는 경우, 각각의 유기 EL 소자 (1) 에 흐르는 전류는 동일하게 되고, 그 결과, 루미네선스 휘도는 실질적으로 동일하게 된다.

바람직한 제 3 실시형태에 따른 조명장치 (200) 에서는, 유기 EL 소자 (1) 가 기판 (2) 측으로부터 광을 방출하지만, 기판 (2) 의 반대 표면으로부터 광을 방출하는 유기 EL 소자 (1) 를 채택할 수도 있다. 이 경우, 베이스 (203), 양의 전극 (201) 및 음의 전극 (202) 이 투명성이다. 베이스 (203) 용 재료는 바람직한 제 1 실시형태에서 설명한 기판 (2) 용 재료를 이용할 수도 있다. 양의 전극 (201) 과 음의 전극 (202) 용 재료는 바람직한 제 1 실시형태에서 설명된 애노드 (3) 용 재료를 이용할 수도 있다.

본 발명의 범위에 따르는 한, 상술한 바람직한 실시형태들의 전부 또는 일부가 함께 결합될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 예와 실시형태들은 에를 들어 설명하기 위한 것이지, 그 범위를 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명은 상세한 설명부로 한정되지 않고 첨부된 청구범위 내에서 변형될 수 있다.

본 발명에 따르면, 기판 중의 발광에 기여하는 면적을 크게 하고, 음극이 기밀성을 갖도록 구성시켜 수분이나 산소의 침투에 의한 소자수명의 단축을 방지하고, 백색광을 발광시키며 광의 이용효율이 높은 일렉트로루미네선스 소자 및 조명장치를 제공할 수 있다.

도 1a 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네선스 소자의 개략적인 단면도.

도 1b 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네선스 소자의 개략적인 정면도.

도 2a 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네선스 소자의 제조 프로세스의 일 태양을 나타내는 개략도.

도 2b 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네선스 소자의 제조 프로세스의 또 다른 태양을 나타내는 개략도.

도 2c 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네선스 소자의 제조 프로세스의 또 다른 태양을 나타내는 개략도.

도 3a 는 본 발명의 바람직한 제 2 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네선스 소자의 개략적인 단면도.

도 3b 는 본 발명의 바람직한 제 2 실시형태에 따른 유기 일렉트로루미네선스 소자의 개략적인 정면도.

도 4a 는 본 발명의 제 3 바람직한 실시형태에 따른 조명장치의 개략적인 후면도.

도 4b 는 본 발명의 제 3 바람직한 실시형태에 따른 조명장치의 개략적인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 유기 일렉트로루미네선스 소자

2 : 기판

3 : 제 1 전극

4 : 유기층

5 : 제 2 전극

6 : 밀봉층

8 : 캐소드 단자

9 : 애노드 단자

200 : 조명장치

Claims (9)

1. 기판;

   제 1 표면 및 상기 제 1 표면의 반대측에 있는 제 2 표면을 가지며, 상기 제 1 표면에서 기판과 접촉하도록 기판 상에 적층되는 제 1 전극;

   발광층을 포함하며, 제 1 전극의 제 2 표면과 접촉하도록 제 1 전극 상에 적층되는 루미네선스 층;

   제 1 표면 및 상기 제 1 표면의 반대측에 있는 제 2 표면을 가지며, 상기 제 1 표면에서 루미네선스 층과 접촉하도록 루미네선스 층 상에 적층되는 제 2 전극으로서, 상기 제 2 전극의 제 2 표면은 적어도 부분적으로 노출되어 있는, 상기 제 2 전극;

   루미네선스 층과 접촉하지 않는 일부분에서 제 1 전극의 제 2 표면 상에 제공되는 제 1 단자; 및

   제 2 전극의 제 2 표면의 노출된 부분에 부분적으로 형성되는 제 2 단자를 포함하며,

   상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 중 하나 이상의 전극이 투명하고, 상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자가 전원에 접속되어 있는, 일렉트로루미네선스 소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 루미네선스 층은 유기 화합물로 이루어진, 일렉트로루미네선스 소자.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 단자를 형성하는 제 2 전극의 일부분이 0.5㎛ 내지 1mm 의 두께범위인, 일렉트로루미네선스 소자.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극과 접촉하지 않는 루미네선스 층의 적어도 일부분을 피복하는 밀봉부재를 더 포함하는, 일렉트로루미네선스 소자.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 전극은 제 1 단자의 재료와 동일한 재료로 이루어지는, 일렉트로루미네선스 소자.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판과 상기 제 1 전극은 투명한, 일렉트로루미네선스 소자.
7. 제 1 항에 기재된 복수의 일렉트로루미네선스 소자를 포함하는, 조명장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 복수의 일렉트로루미네선스 소자는 서로 병렬로 전기적으로 접속되는, 조명장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 일렉트로루미네선스 소자들은 광을 방출하는 표면의 반대측 표면 상에 있는 조명장치의 전극들에 접속되는, 조명장치.