KR20130033100A - 유기전계 발광소자 - Google Patents

유기전계 발광소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원을 공급하는 배선전극의 두께를 증가시켜 소자의 면적이 증가하여 공급 전류량이 증가하더라도 배선전극에서의 전압 강하를 최소화할 수 있으며, 소자의 베젤의 크기를 줄일 수 있는 유기전계 발광소자에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자는, 기판과; 상기 기판의 일면에 도포되는 제1전극 및 제2전극과; 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 형성되는 유기물로 이루어진 유기발광층과; 상기 기판 또는 제1전극 상에 도전성 페이스트를 디스펜싱함으로써 형성되며, 두께가 3㎛ 이상으로 형성되어 상기 제1전극 및 제2전극에 외부로부터 인가되는 전원을 공급하는 배선전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기전계 발광소자{Organic Light Emitting Diode(OLED)}
본 발명은 유기전계 발광소자(OLED: Organic Light Emitting Diode)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기전계 발광소자(OLED)의 주전원 공급을 위한 배선전극을 전도성 페이스트를 디스펜싱하여 제조함으로써 두께는 증가시키고 선폭은 줄일 수 있도록 한 유기전계 발광소자에 관한 것이다.
유기전계 발광소자(OLED)는 유기물 박막에 양극과 음극을 통하여 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상을 이용한 자체 발광형 디스플레이 소자이다.
이러한 유기전계 발광소자는 백라이트 유닛과 같은 추가적인 면광원이 필요없는 자체 발광형 소자이며, 시야각이 넓고, 응답속도가 빠르며, 두께가 얇은 이점이 있다.
유기전계 발광소자(OLED)는 전류소자로 패널 크기 및 요구 휘도에 따라 요구전류량이 비례하여 증가하고, 배선에서의 전압 강하(IR drop) 현상이 현저하게 나타나 휘도 불균형이 발생하게 된다. 특히, 유기전계 발광소자의 양극전극(anode)으로 사용되는 투명전극(예컨대 ITO 금속)의 저항은 수Ω/□ 으로 일반 금속에 비하여 높기 때문에 패널 크기가 수 ㎝ 이상에서는 휘도불균일을 감소시키기 위한 보조전극을 필요로 하게 된다.
또한, 양극전극(anode)이나 음극전극(cathode) 층에 전원을 공급하기 위한 배선전극이 발광부 주변에 걸쳐 배치되는데, 이러한 배선전극 형성시에도 전압 강하를 최소화하기 위하여 저저항 금속을 사용한다.
이러한 배선전극과 보조전극들은 소자의 기판 면에 가로 및 세로로 교차하면서 격자(grid)형 패턴으로 형성되는데, 종래에는 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 알루미늄-네오디뮴(AlNd), 알루미늄/몰리브덴(Al/Mo) 등의 금속을 스퍼터링(sputtering) 방식으로 성막한 후 포토리소그래피(photolithography)를 사용하여 패터닝을 하여 배선전극과 보조전극을 형성하였다.
도 1은 종래의 유기전계 발광소자의 일례를 나타낸 것으로, 유기전계 발광소자(OLED)는 기판(1)과, 상기 기판(1)의 일면에 도포되어 외부 전원을 인가하는 배선전극(2) 및 보조전극(3), 상기 배선전극(2) 및 보조전극(3)을 덮도록 도포되는 양극전극(anode)인 투명전극(4), 상기 투명전극(4) 상에 차례로 도포되는 절연막(5)과 유기발광층(6) 및 캐소드전극(7), 상기 전극과 유기물들이 공기 중의 수분이나 산소, NOx 등과 접촉하지 않도록 상기 전극 및 유기물이 형성된 면을 밀폐하는 봉지용 커버(8) 및 실링재(9) 등으로 구성될 수 있다.
상기 유기전계 발광소자는 배선전극(2)과 보조전극(3)이 먼저 형성되고, 그 위에 투명전극(4)이 도포된 구조로 이루어져 있지만, 이와 다르게 투명전극(4)이 먼저 기판(1) 상에 도포되고, 상기 투명전극(4) 위에 배선전극(2)과 보조전극(3)이 형성될 수도 있다.
한편, 유기전계 발광소자는 면적이 증가할수록 공급 전류량이 커지게 되는데, 기존의 유기전계 발광소자의 전원 공급용 배선전극(2)의 두께는 대략 300㎚ 내외로 형성되므로 소자의 면적 증가에 따라 공급 전류량이 증가하게 되면, 배선전극(2)에서의 전압 강하(IR drop)가 크게 증가하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 배선전극(2)의 선폭을 증대시킬 수 밖에 없는데, 이 경우 소자의 베젤(bezel)의 크기가 증가하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전원을 공급하는 배선전극의 두께를 증가시켜 소자의 면적이 증가하여 공급 전류량이 증가하더라도 배선전극에서의 전압 강하를 최소화할 수 있으며, 소자의 베젤의 크기를 줄일 수 있는 유기전계 발광소자를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판과; 상기 기판의 일면에 도포되는 제1전극 및 제2전극과; 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 형성되는 유기물로 이루어진 유기발광층과; 상기 기판 또는 제1전극 상에 도전성 페이스트를 디스펜싱함으로써 형성되며, 두께가 3㎛ 이상으로 형성되어 상기 제1전극 및 제2전극에 외부로부터 인가되는 전원을 공급하는 배선전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 전원을 공급하는 배선전극이 전도성 페이스트를 디스펜싱하는 방식으로 형성되어 두께는 증가하고 선폭은 줄어들게 되므로 배선전극에서의 전압 강하를 최소화할 수 있으며, 소자의 베젤의 크기를 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 배선전극, 보조전극, 절연막 중 적어도 어느 하나 이상을 디스펜싱 방식으로 제조할 수 있으므로 제조 공정이 대폭 단순화됨과 더불어 제조비용을 절감할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 이점도 있다.
도 1은 종래의 유기전계 발광소자의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 3은 도 2의 유기전계 발광소자의 일부 구성을 생략하여 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구조를 나타낸 것으로, 이 실시예의 유기전계 발광소자(OLED)는 기판(10)과, 상기 기판의 1면에 도포되는 제1전극(40)과, 상기 제1전극(40) 상에서 기판(10)의 테두리를 따라 도포되며 외부 전원과 연결되어 주전원(main power)을 공급하는 배선전극(20)과, 상기 배선전극(20)의 내측에 격자형태로 형성되는 보조전극(30)과, 상기 보조전극(30) 중 일부의 상측을 따라 도포되는 절연막(50)과, 상기 제1전극(40) 상에 차례로 도포되는 유기발광층(60) 및 제2전극(70)과, 상기 전극들과 유기물들이 공기 중의 수분이나 산소, NOx 등과 접촉하지 않도록 상기 전극 및 유기물이 형성된 면을 밀폐하는 봉지용 커버(80) 및 실링재(90) 등을 포함한 구성으로 이루어진다.
이 실시예에서 상기 제1전극(40)은 양극전극(anode)인 ITO 투명전극이고, 제2전극(70)은 캐소드전극(cathode)이나, 이와 반대로 될 수도 있다.
상기 실링재(90)는 상기 보조전극(30)과 유기발광층(60), 제1전극(40) 및 제2전극(70)의 일부 또는 전부를 둘러싸도록 도포된다. 그리고, 이 실시예에서 상기 배선전극(20)은 상기 실링재(90)의 외측 둘레를 따라 배치된다.
상기 배선전극(20)은 상기 제1전극(40)에 전원을 공급하는 제1배선전극(21)과 상기 제2전극(70)에 전원을 공급하는 제2배선전극(22)으로 구성된다. 상기 배선전극(20)은 도전성 페이스트를 디스펜싱함으로써 만들어지는데, 이 때 만들어지는 배선전극(20)은 바람직하기로 3㎛ 이상의 두께(D)를 갖는다. 이와 같이 배선전극(20)의 두께(D)가 3㎛ 이상으로 형성되면, 배선저항을 감소시켜 전압 강하(IR drop)의 증가를 방지할 수 있음과 동시에, 기존보다 베젤의 크기를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 보조전극(30)과 절연막(50)은 진공증착이나 열증착 방식으로 만들어질 수도 있지만, 배선전극(20)과 마찬가지로 디스펜싱 방식으로 만들어질 수 있다. 즉, 보조전극(30)을 도전성 페이스트를 디스펜싱하여 원하는 막두께와 패턴으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 절연막(50) 역시 광감성 유기재료, 산화막, 질화막 중 적어도 어느 하나로 이루어진 재료를 디스펜싱하여 원하는 막두께와 패턴으로 형성할 수 있다.
상기 배선전극(20) 및 보조전극(30)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 알루미늄-네오디뮴(AlNd), 알루미늄/몰리브덴(Al/Mo) 등의 저저항 금속을 사용하여 만들어질 수 있으나, 이외에도 다양한 임의의 금속을 사용하여 만들어질 수 있다.
상기 배선전극(20), 보조전극(30), 또는 절연막(50)을 디스펜싱 방식으로 도포하기 전에 기판(10)과의 밀착성을 향상시키고, 패턴 영역 설정을 위해 플라즈마 처리, 자외선(UV)-오존 처리, SAM, 친수 또는 발수층 탈부착 처리 등의 전처리 공정을 수행할 수도 있다.
상기 배선전극(20)을 형성한 후, 도 4에 도시한 것과 같이 전기적 도통이 필요하지 않은 부분에는 외부 절연재(25)를 디스펜싱하여 배선전극(20)을 외부로부터 차폐시키는 것이 바람직하다.
한편, 전술한 실시예의 유기전계 발광소자는 배선전극(20)이 실링재(90)의 외부에 형성되지만, 도 5에 또 다른 실시예로 도시한 것과 같이 배선전극(20)이 실링재(90) 내측에 형성되어 실링재(90) 및 봉지용 커버(80)에 의해 밀폐될 수도 있을 것이다.
또한, 전술한 실시예의 유기전계 발광소자는 제1전극(40)이 기판(10) 상에 도포되고, 그 위에 배선전극(20)과 보조전극(30), 절연막(50), 유기발광층(60), 제2전극(70)이 차례로 형성된 구조로 되어 있으나, 이와 다르게 기판(10)의 상면에 배선전극(20)과 보조전극(30)이 형성되고, 그 위에 제1전극(40), 절연막(50), 유기발광층(60), 제2전극(70)이 차례로 형성된 구조로 이루어질 수도 있을 것이다. 물론, 이 경우에도 배선전극(20)은 도전성 페이스트를 디스펜싱하는 방식으로 두께(D)가 3㎛ 이상으로 두꺼운 후막형 전극으로 형성된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
10 : 기판 20 : 배선전극
21 : 제1배선전극 22 : 제2배선전극
25 : 외부 절연재 30 : 보조전극
40 : 제1전극 60 : 유기발광층
70 : 제2전극 100 : 섀도우 마스크
101 : 관통공

Claims (8)

  1. 기판(10)과;
    상기 기판(10)의 일면에 도포되는 제1전극 및 제2전극과;
    상기 제1전극 및 제2전극 사이에 형성되는 유기물로 이루어진 유기발광층(60)과;
    상기 기판(10) 또는 제1전극 상에 도전성 페이스트를 디스펜싱함으로써 형성되며, 두께(D)가 3㎛ 이상으로 형성되어 상기 제1전극 및 제2전극에 외부로부터 인가되는 전원을 공급하는 배선전극(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배선전극(20)은 기판(10)의 복수개의 테두리 부분을 따라 형성되며, 상기 배선전극(20) 내측에는 격자형의 패턴으로 보조전극(30)이 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보조전극(30)은 도전성 페이스트를 디스펜싱함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
  4. 제2항에 있어서, 상기 보조전극(30)의 일부의 상측을 따라 절연막(50)이 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 절연막(50)은 광감성 유기재료, 산화막, 질화막 중 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판(10)의 테두리 부분을 따라 도포되어 상기 제1,2전극과 유기발광층(60) 및 배선전극(20)을 둘러싸는 실링재(90)와, 상기 실링재(90)를 폐쇄하여 상기 제1,2전극과 배선전극(20)을 외부로부터 차폐시키는 봉지용 커버(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판(10)의 테두리 부분을 따라 도포되어 상기 제1,2전극과 유기발광층(60)을 둘러싸는 실링재(90)와, 상기 실링재(90)를 폐쇄하여 상기 제1,2전극을 외부로부터 차폐시키는 봉지용 커버(80)를 더 포함하며;
    상기 배선전극(20)은 상기 실링재(90)의 외측 둘레를 따라 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 배선전극(20)은 외부 절연재(25)에 의해 외부로부터 차폐되는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
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