KR20120118335A - 유기 발광 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
유기 발광 조명 장치에서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 조명 장치는 발광 영역과 상기 발광 영역을 둘러싸는 실링(sealing) 영역을 포함하는 기판 본체와, 상기 기판 본체의 상기 발광 영역에 형성된 유기 발광 소자와, 상기 기판 본체의 상기 실링 영역 위에 형성된 실런트, 그리고 상기 실런트를 통해 상기 기판 본체와 합착 밀봉되며 방열 배선을 구비한 봉지 기판을 포함한다. 그리고 상기 방열 배선은 상기 봉지 기판의 상기 실런트와 대향하는 일면에 형성된 흡열부와, 상기 봉지 기판의 상기 기판 본체와 대향하는 일면의 반대면에 형성된 방열부, 및 상기 흡열부와 상기 방열부를 서로 연결하는 연결부를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 조명 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 발광 소자를 이용한 유기 발광 조명 장치에 관한 것이다.
유기 발광 조명 장치는 유기 발광 소자가 방출하는 빛을 이용하는 조명 장치이다. 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)는 유기 발광층 내부에서 전자와 정공이 결합하여 형성된 여기자(exciton)가 기저 상태로 떨어질 때 발생하는 에너지에 의해 빛을 발생시킨다.
유기 발광 조명 장치는 단순히 빛을 발생시킬 수 있으면 되므로, 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치와 비교하여 상대적으로 간소한 구조를 가질 수 있다.
유기 발광 조명 장치는 글라스(glass) 소재로 만들어진 절연 기판이나, 열전도도가 낮은 플라스틱 소재로 만들어진 절연 기판을 주로 사용한다. 하지만, 이러한 절연 기판은 유기 발광 소자에서 발생된 열을 외부로 방출하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 방열 효율을 향상시켜 열화를 억제한 유기 발광 조명 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유기 발광 조명 장치는 발광 영역과 상기 발광 영역을 둘러싸는 실링(sealing) 영역을 포함하는 기판 본체와, 상기 기판 본체의 상기 발광 영역에 형성된 유기 발광 소자와, 상기 기판 본체의 상기 실링 영역 위에 형성된 실런트, 그리고 상기 실런트를 통해 상기 기판 본체와 합착 밀봉되며 방열 배선을 구비한 봉지 기판을 포함한다. 그리고 상기 방열 배선은 상기 봉지 기판의 상기 실런트와 대향하는 일면에 형성된 흡열부와, 상기 봉지 기판의 상기 기판 본체와 대향하는 일면의 반대면에 형성된 방열부, 및 상기 흡열부와 상기 방열부를 서로 연결하는 연결부를 포함한다.
상기 흡열부는 상기 기판 본체와 상기 봉지 기판 사이의 밀봉된 공간과 접촉될 수 있다.
상기 실런트는 열전달 물질을 포함할 수 있다.
상기 열전달 물질은 전도성 미립자일 수 있다.
상기 방열 배선은 금속, 금속 산화물, 흑연, 및 실리콘 중 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 봉지 기판은 글라스(glass) 기판 또는 아크릴 계열 및 폴리아닐린 계열의 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 기판 본체는 글라스(glass) 기판 또는 아크릴 계열 및 폴리아닐린 계열의 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 봉지 기판은 상기 기판 본체의 상기 발광 영역에 대응하는 부분이 함몰되어 상기 발광 영역에서 상기 유기 발광 소자와 이격될 수 있다.
상기한 유기 발광 조명 장치에서, 상기 봉지 기판은 상기 실런트와 중첩된 일 영역에 형성된 하나 이상의 관통공을 포함할 수 있다.
상기 연결부는 상기 봉지 기판의 상기 관통공에 배치될 수 있다.
상기한 유기 발광 조명 장치에서, 상기 연결부는 상기 봉지 기판의 외측면을 따라 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 유기 발광 조명 장치는 방열 효율이 향상되어 열화가 억제된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 조명 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 조명 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 조명 장치의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 그리고 여러 실시예들에 있어서, 제1 실시예 이외의 제2 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성을 중심으로 설명한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 조명 장치(101)를 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 조명 장치(101)는 기판 본체(100), 유기 발광 소자(70), 실런트(300), 및 봉지 기판(200)을 포함한다.
기판 본체(100)는 유리, 석영, 및 세라믹 등으로 만들어진 투명한 글라스(glass) 기판이거나, 아크릴 계열, 폴리이미드 계열, 및 폴리아닐린 계열의 플라스틱 기판일 수 있다.
또한, 기판 본체(100)는 발광 영역과, 발광 영역을 둘러싸는 실링(sealing) 영역으로 구분된다. 발광 영역 상에는 유기 발광 소자(70)가 형성되고, 실링 영역 상에는 실런트(300)가 형성된다.
유기 발광 소자(70)는 기판 본체(100) 상에 형성된 제1 전극(710)과, 제1 전극 상에 형성된 유기 발광층(720), 그리고 유기 발광층 상에 형성된 제2 전극(730)을 포함한다.
제1 전극(710)은 유기 발광층(720)에 정공을 주입하는 정공 주입 전극이고, 제2 전극(730)은 유기 발광층(720)에 전자를 주입하는 전자 주입 전극이다. 하지만, 본 발명의 제1 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 전극(710)이 전자 주입 전극이 되고, 제2 전극(730)이 정공 주입 전극이 될 수도 있다.
또한, 제1 전극(710)은 투명 도전막 또는 반투과막으로 형성되고, 제2 전극(730)은 반사막으로 형성된다.
투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZITO (Zinc Indium Tin Oxide), GITO(Gallium Indium Tin Oxide), In2O3(Indium Oxide), ZnO(Zinc Oxide), GIZO(Gallium Indium Zinc Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), FTO(Fluorine Tin Oxide), 및 AZO(Aluminum-Doped Zinc Oxide) 중 하나 이상을 포함한다. 이러한 투명 도전막은 상대적으로 높은 일함수를 갖는다. 따라서, 투명 도전막으로 형성된 제1 전극(710)은 정공 주입을 원활하게 수행할 수 있다. 또한, 제1 전극(710)이 투명 도전막으로 형성될 경우, 유기 발광 조명 장치(101)는 제1 전극(710)의 상대적으로 높은 비저항을 보완하기 위해 상대적으로 비저항이 낮은 금속으로 만들어진 보조 전극을 더 포함할 수 있다.
반사막 및 반투과막은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 아연(Zn), 및 알루미늄(Al) 등과 같은 금속 또는 이들의 합금을 사용하여 만들어진다. 이때, 반사막과 반투과막은 두께로 결정된다. 일반적으로, 반투과막은 200nm 이하의 두께를 갖는다. 반투과막은 두께가 얇아질수록 빛의 투과율이 높아지고, 두께가 두꺼워질수록 빛의 투과율이 낮아진다.
본 발명의 제1 실시예에서, 반사막 및 반투과막은 전자 주입 전극인 제2 전극(730)이 되므로, 4.5eV 이하의 상대적으로 낮은 일함수를 갖는 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 전극(710)이 반투과 전극으로 형성되고 제2 전극(730)이 반사막으로 형성될 경우, 마이크로캐비티(microcavity) 효과를 이용해 빛의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 전극(710)이 투명 도전막과 반투과막을 포함하는 다중막 구조로 형성될 수도 있다. 이 경우, 제1 전극(710)이 높은 일함수를 가지면서 동시에 마이크로캐비티 효과를 얻을 수 있다.
유기 발광층(720)은 발광층과, 정공 주입층(hole-injection layer, HIL), 정공 수송층(hole-transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron-transportiong layer, ETL), 및 전자 주입층(electron-injection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 다중막으로 형성된다. 전술한 층들 중에 발광층을 제외한 나머지 층들은 필요에 따라 생략될 수 있다. 유기 발광층(720)이 전술한 모든 층들을 포함할 경우, 정공 주입층이 정공 주입 전극인 제1 전극(710) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다. 또한, 유기 발광층(720)은 필요에 따라 다른 층을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 유기 발광층(720)은 마이크로캐비티 효과를 극대화하기 위한 공진층을 더 포함할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 조명 장치(101)는 유기 발광층(720)에서 발생된 빛이 제1 전극(710) 및 기판 본체(100)를 통과해 외부로 방출되는 배면 발광형 구조를 갖는다. 도 1에서, 점선으로 도시한 화살표는 빛이 방출되는 방향을 나타낸다.
실런트(300)는 기판 본체(100)의 실링 영역 위에 형성된다. 실런트(300) 프릿(firt)이나 경화성 수지 등으로 만들어질 수 있다. 또한, 실런트(300)는 필요에 따라 열전달 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연절달 물질로는 전도성 미립자가 사용될 수 있다.
봉지 기판(200)은 실런트(300)를 통해 기판 본체(100)와 합착 밀봉되어 유기 발광 소자(70)를 커버한다. 봉지 기판은 글라스(glass) 기판 또는 아크릴 계열 폴리이미드 계열, 및 폴리아닐린 계열의 플라스틱 기판이다.
한편, 기판 본체(100)와 봉지 기판(200)이 플라스틱 기판으로 형성되면, 유기 발광 조명 장치(101)는 플렉서블(flexible)한 특성을 가질 수 있다.
또한, 봉지 기판(200)은 기판 본체(100)의 유기 발광 소자(70)가 형성된 기판 본체(100)의 발광 영역과 대응하는 부분이 함몰 형성된다. 따라서, 봉지 기판(200)은 실런트(500)를 통해 기판 본체(100)와 합착되면서도 유기 발광 소자(70)와는 안정적으로 이격되어 유기 발광 소자(70)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 봉지 기판(200)은 방열 배선(400)을 포함한다. 방열 배선(400)은 금속, 금속 산화물, 흑연, 및 실리콘 중 하나 이상의 물질을 포함한다. 예를 들어, 방열 배선(400)은 Al, Ag, Au, Cr, Mg, Mo, W, 및 Cu 중 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
또한, 방열 배선(400)은 봉지 기판(200)의 실런트(300)와 대향하는 일면에 형성된 흡열부(401)와, 봉지 기판(200)의 기판 본체(100)와 대향하는 일면의 반대면에 형성된 방열부(403), 그리고 흡열부(401)와 방열부(403)를 서로 연결하는 연결부(402)를 포함한다.
흡열부(401)는 유기 발광 소자(70)에서 발생된 열을 흡수한다. 그리고 흡열부(401)는 기판 본체(100)와 봉지 기판(200) 사이의 밀봉된 공간과 접촉될 수 있다. 흡열부(401)가 밀봉된 공간과 많이 접촉될수록 효과적으로 유기 발광 소자(70)에서 발생된 열을 흡수할 수 있다. 또한, 실런트(300)에 포함된 열전달 물질은 흡열부(401)가 유기 발광 소자(70)에서 방출된 열을 잘 흡수할 수 있도록 돕는다.
방열부(403)는 흡열부(401)에서 흡수한 열을 외부로 방출시킨다. 방열부(403)의 면적이 커질수록 방열 효과는 향상된다. 따라서, 방열부(403)는 방열 효과를 극대화시키기 위해 봉지 기판(200)의 외면에 전체적으로 형성될 수 있다.
연결부(403)는 흡열부(401)에서 흡수한 열을 방열부(403)로 전달한다. 본 발명의 제1 실시예에서, 봉지 기판(200)은 실런트(300)와 중첩된 일 영역에 형성된 하나 이상의 관통공(202)을 더 포함며, 방열 배선(400)의 연결부(402)는 봉지 기판(200)의 관통공(202)에 배치된다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 조명 장치(101)는 유기 발광 소자(70)에서 발생된 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있다. 따라서, 유기 발광 소자(70)의 열화를 억제하고, 유기 발광 조명 장치(101)의 수명 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 2을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 조명 장치(102)를 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 조명 장치(102)에서는 방열 배선(500)의 연결부(502)가 봉지 기판(200)의 외측면을 따라 형성된다. 즉, 방열 배선(500)의 흡열부(501), 연결부(502), 및 방열부(503)는 기판 본체(100)의 발광 영역과 대향하는 일 영역을 제외한 봉지 기판(200)을 전체적으로 감싸듯 형성된다. 따라서, 방열 배선(500)은 더욱 향상된 방열 효율을 가질 수 있다.
또한, 흡열부(501)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 기판 본체(100)와 봉지 기판(200) 사이의 밀봉된 공간과 접촉될 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 조명 장치(102)도 유기 발광 소자(70)에서 발생된 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있다.
이하, 표 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 실험예와 비교예를 비교하여 보면 다음과 같다.
실험예는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열 배선을 포함한다. 비교예는 봉지 기판의 일면에 단순히 방열층이 형성된 구조를 갖는다.
| 두께 (㎛) | 실험예 온도 (℃) | 비교예 온도 (℃) |
| 2 | 82.05 | 83.75 |
| 50 | 78.25 | 83.75 |
| 200 | 66.16 | 83.75 |
| 500 | 52.25 | 83.75 |
| 1000 | 41.44 | 83.75 |
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 실험예는 비교예보다 방열 효과가 높음을 알 수 있다. 특히, 방열 배선의 두께가 두꺼워질수록 방열 효율이 크게 향상됨을 알 수 있다. 반면, 비교예는 방열층의 두께가 두꺼워져도 방열 효율에는 변화가 없음을 알 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
70: 유기 발광 소자 101, 102: 유기 발광 조명 장치
100: 기판 본체 200: 봉지 기판
202: 관통공 300: 실런트
400, 500: 방열 배선 401, 501: 흡열부
402, 502: 연결부 403, 503: 방열부
710: 제1 전극 720: 유기 발광층
730: 제2 전극
100: 기판 본체 200: 봉지 기판
202: 관통공 300: 실런트
400, 500: 방열 배선 401, 501: 흡열부
402, 502: 연결부 403, 503: 방열부
710: 제1 전극 720: 유기 발광층
730: 제2 전극
Claims (11)
- 발광 영역과 상기 발광 영역을 둘러싸는 실링(sealing) 영역을 포함하는 기판 본체;
상기 기판 본체의 상기 발광 영역에 형성된 유기 발광 소자;
상기 기판 본체의 상기 실링 영역 위에 형성된 실런트; 그리고
상기 실런트를 통해 상기 기판 본체와 합착 밀봉되며 방열 배선을 구비한 봉지 기판
을 포함하며,
상기 방열 배선은 상기 봉지 기판의 상기 실런트와 대향하는 일면에 형성된 흡열부와, 상기 봉지 기판의 상기 기판 본체와 대향하는 일면의 반대면에 형성된 방열부, 및 상기 흡열부와 상기 방열부를 서로 연결하는 연결부를 포함하는 유기 발광 조명 장치. - 제1항에서,
상기 흡열부는 상기 기판 본체와 상기 봉지 기판 사이의 밀봉된 공간과 접촉된 유기 발광 조명 장치. - 제1항에서,
상기 실런트는 열전달 물질을 포함하는 유기 발광 조명 장치. - 제3항에서,
상기 열전달 물질은 전도성 미립자인 유기 발광 조명 장치. - 제1항에서,
상기 방열 배선은 금속, 금속 산화물, 흑연, 및 실리콘 중 하나 이상의 물질을 포함하는 유기 발광 조명 장치. - 제1항에서,
상기 봉지 기판은 글라스(glass) 기판 또는 아크릴 계열 및 폴리아닐린 계열의 플라스틱 기판인 유기 발광 조명 장치. - 제1항에서,
상기 기판 본체는 글라스(glass) 기판 또는 아크릴 계열 및 폴리아닐린 계열의 플라스틱 기판인 유기 발광 조명 장치. - 제1항에서,
상기 봉지 기판은 상기 기판 본체의 상기 발광 영역에 대응하는 부분이 함몰되어 상기 발광 영역에서 상기 유기 발광 소자와 이격된 유기 발광 조명 장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에서,
상기 봉지 기판은 상기 실런트와 중첩된 일 영역에 형성된 하나 이상의 관통공을 포함하는 유기 발광 조명 장치. - 제9항에서,
상기 연결부는 상기 봉지 기판의 상기 관통공에 배치된 유기 발광 조명 장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에서,
상기 연결부는 상기 봉지 기판의 외측면을 따라 형성된 유기 발광 조명 장치.
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