KR20180065366A - 유기발광소자를 이용한 조명장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 유기발광소자를 이용한 조명장치는 캐소드 전극 상부에 캐소드 전극을 충분히 덮도록 안티-스크래치 층(antiscratch layer)을 형성하여 기판을 평탄화 하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 펄스 에이징(pulse aging)을 위한 기판의 감기(winding)나 풀기(unwinding) 시에도 안티-스크래치 층에 의해 눌림 압력을 균일하게 유지할 수 있어 스크래치나 파티클에 의한 손상을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
이러한 본 발명은 펄스 에이징(pulse aging)을 위한 기판의 감기(winding)나 풀기(unwinding) 시에도 안티-스크래치 층에 의해 눌림 압력을 균일하게 유지할 수 있어 스크래치나 파티클에 의한 손상을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
Description
본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기발광소자를 이용한 조명장치에 관한 것이다.
현재 조명장치로는 주로 형광등이나 백열등을 사용한다. 이중에서, 백열등은 연색지수(Color Rendering Index; CRI)가 좋으나 에너지효율이 매우 낮은 단점이 있고, 형광등은 효율은 좋으나 연색지수가 낮고 수은을 함유하고 있어 환경문제가 있다.
연색지수는 색재현을 표시하는 지수로, 광원에 의해 조명된 물체의 색에 대한 느낌이 특정 광원에 의해 조명된 경우와 기준이 되는 광원에 의해 조명된 경우를 비교하여 색감이 어느 정도 유사한가를 나타내는 지수이다. 태양광의 CRI는 100이다.
이러한 종래 조명장치의 문제를 해결하기 위해, 근래 발광다이오드(LED)가 조명장치로서 제안되고 있다. 발광다이오드는 무기물 발광물질로 구성되며, 청색 파장대에서 발광효율이 가장 높으며, 적색과 시감도가 가장 높은 색인 녹색 파장대역으로 갈수록 발광효율이 저하된다. 따라서, 적색 발광다이오드와, 녹색 발광다이오드 및 청색 발광다이오드를 조합하여 백색광을 발광하는 경우, 발광효율이 낮아지는 단점이 있다.
다른 대안으로 유기발광소자(Organic Light Emitting Diode; OLED)를 이용한 조명장치가 개발되고 있다. 일반적인 유기발광소자를 이용한 조명장치는 유리기판 위에 ITO로 이루어진 애노드(anode) 전극이 형성된다. 그리고, 유기발광층과 캐소드(cathode) 전극이 형성되고, 그 위에 보호층과 라미네이션 필름이 형성되어 제조된다.
이중 핵심공정인 유기발광층과 전극 증착공정은 주로 고진공 분위기에서 수행하기 때문에 고진공을 유지하기 위한 증착챔버가 증착되는 박막의 수만큼 필요하다.
또한, 유기발광층 및 전극으로 구성되는 유기발광다이오드의 불량을 방지하기 위해 펄스 에이징(pulse aging; 이하 p-에이징이라 함)을 진행하게 된다. 이는 유기발광다이오드에 에이징 전압을 인가하여, 상기 전극을 산화시켜 불량을 방지하는 것이다. 이러한 p-에이징은 전극을 산화시키기 위해서 상압, 즉 대기 분위기에서 진행된다. 이때, p-에이징 챔버로 이동하기 위해 기판의 감기(winding)와 풀기(unwinding)가 진행되는데, 이때 노출된 유기발광다이오드 표면이 스크래치 등에 의해 손상이 발생할 가능성이 있다. 이는 두께가 얇은 캐소드 전극만으로는 유기발광층을 보호하기에는 역부족이며, 가이드 롤과 접촉하거나 기판의 감기 시 스크래치가 발생할 위험이 크다. 일 예로, 수직방향으로 압력이 가해지는 기판의 감기나 금속필름의 부착 시에 파티클이 금속필름 하부에 존재하게 되면, 눌림 압력에 의해 파티클이 닿는 유기발광다이오드에 손상이 발생한다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, p-에이징(pulse aging) 이후 스크래치나 파티클에 의한 손상을 방지하도록 한 유기발광소자를 이용한 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치는 조명부와, 제 1, 제 2 컨택부로 구분되는 기판과, 제 1 보호층이 구비된 상기 기판의 조명부에 구비된 유기발광층과 제 2 전극 및 상기 유기발광층과 상기 제 2 전극을 덮도록 구비되며, 상기 기판 표면을 평탄화 시키는 제 2 보호층을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치는 상기 기판 위에 구비된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 위에 구비된 상기 제 1 보호층 및 상기 기판의 조명부에 상기 제 2 보호층을 덮도록 구비된 금속필름을 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 제 1, 제 2 컨택부는 상기 조명부의 외측에 위치하되, 좌, 우측 중 적어도 일측에 상기 제 1 컨택부가 위치하고 중앙에 상기 제 2 컨택부가 위치할 수 있다.
이때, 상기 제 1 컨택부에 구비되며, 상기 제 1 전극이 상기 제 1 컨택부로 연장되어 구성되는 제 1 컨택전극을 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 조명부와 제 2 컨택부에 구비되며, 상기 제 1 전극과 동일 층 내에 상기 제 1 전극과 동일한 도전물질로 구성되는 제 2 컨택전극을 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 제 2 보호층은 상기 조명부의 제 2 컨택전극을 노출시키는 컨택홀을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제 2 전극은 상기 컨택홀을 통해 상기 제 2 컨택전극과 전기적으로 접속할 수 있다.
상기 제 2 보호층은 적어도 상기 제 2 전극의 높이까지 구비되어 상기 제 2 전극 주변을 채워 평탄화 시킬 수 있다.
상기 제 2 보호층은 포토아크릴의 유기물질이나 가스 투과가 가능한 무기물질로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 보호층을 덮도록 무기물질로 이루어진 제 3 보호층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 제 1 컨택전극을 포함하는 상기 제 1 전극은 전체적으로 사각형의 형태를 가지되, 상, 하부 중 적어도 일측의 중앙부분이 제거되어 리세션(recession)을 구성하며, 상기 리세션 내에 상기 제 2 컨택전극이 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치는 p-에이징을 위한 기판의 감기(winding)나 풀기(unwinding) 시에도 안티-스크래치 층(antiscratch layer)에 의해 눌림 압력을 균일하게 유지할 수 있어 스크래치나 파티클에 의한 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 수율이 향상되어 제조비용이 감소되는 동시에, 신뢰성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치를 예시적으로 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치를 개략적으로 보여주는 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 I-I'선에 따른 단면을 개략적으로 보여주는 도면.
도 4a 내지 도 4g는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 제조방법을 순차적으로 보여주는 평면도.
도 5는 도 4b에 도시된 조명부 일부를 확대하여 보여주는 도면.
도 6a 내지 도 6g는 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 제조방법을 순차적으로 보여주는 단면도.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 롤-제조장치 일부를 예시적으로 보여주는 단면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치를 개략적으로 보여주는 평면도.
도 11은 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 II-II'선에 따른 단면을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치를 개략적으로 보여주는 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 I-I'선에 따른 단면을 개략적으로 보여주는 도면.
도 4a 내지 도 4g는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 제조방법을 순차적으로 보여주는 평면도.
도 5는 도 4b에 도시된 조명부 일부를 확대하여 보여주는 도면.
도 6a 내지 도 6g는 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 제조방법을 순차적으로 보여주는 단면도.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 롤-제조장치 일부를 예시적으로 보여주는 단면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치를 개략적으로 보여주는 평면도.
도 11은 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 II-II'선에 따른 단면을 개략적으로 보여주는 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용 시, 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치를 예시적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
그리고, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 I-I'선에 따른 단면을 개략적으로 보여주는 도면이다.
본 발명에서는 무기물질로 이루어진 무기발광소자를 이용한 조명장치가 아니라 유기물질로 이루어진 유기발광소자를 이용한 조명장치를 제공한다.
유기발광물질로 이루어진 유기발광소자는 무기발광소자에 비해 녹색 및 적색의 발광효율이 상대적으로 양호하다. 또한, 유기발광소자는 무기발광소자에 비해 적색과, 녹색 및 청색의 발광피크의 폭이 상대적으로 넓기 때문에 연색지수가 향상되어 발광장치의 광이 좀더 태양광과 유사하게 되는 장점도 있다.
이하의 설명에서, 본 발명의 조명장치가 연성을 가진 휘어지는 조명장치로서 설명되지만, 본 발명의 휘어지는 조명장치에만 적용되는 것이 아니라 휘어지지 않는 일반적인 조명장치에도 적용될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치(100)는 면발광이 이루어지는 유기발광소자 부(101)와 유기발광소자 부(101)를 봉지하는 봉지부(102)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 유기발광소자 부(101) 하부에는 헤이즈를 증가시키기 위한 외부 광추출층(145)이 추가로 구비될 수 있다.
외부 광추출층(145)은 수지 내에 TiO2 등의 산란입자가 분산되어 구성되며, 점착층(미도시)을 통해 기판(110) 하부에 부착될 수 있다.
유기발광소자 부(101)는 기판(110) 위에 구비된 유기발광소자로 이루어지며, 이때 기판(110)과 유기발광소자 사이에는 내부 광추출층(140)이 추가로 구비될 수 있다.
내부 광추출층(140) 상부에는 추가로 평탄화층(미도시)이 구비될 수 있다.
이때, 기판(110)은 실제 광을 발광하여 외부로 출력하는 조명부(EA)와 컨택전극(패드전극)(127, 128)을 통해 외부와 전기적으로 연결하여 조명부(EA)에 신호를 인가하는 컨택부(패드부)(CA1, CA2)를 포함하여 구성될 수 있다.
컨택부(CA1, CA2)는 금속필름(170)의 봉지수단에 의해 가려지지 않아 컨택전극(127, 128)을 통해 외부와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 금속필름(170)은 컨택부(CA1, CA2)를 제외한 기판(110)의 조명부(EA) 전면에 부착될 수 있다.
이때, 컨택부(CA1, CA2)는 조명부(EA)의 외측에 위치할 수 있으며, 도 2는 제 2 컨택부(CA2)가 제 1 컨택부(CA1)들 사이에 위치하는 것을 예로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 2는 컨택부(CA1, CA2)가 조명부(EA)의 상하 외측에 모두 위치하는 것을 예로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 컨택부(CA1, CA2)는 조명부(EA)의 상하 중 어느 하나의 외측에만 위치할 수 있다.
기판(110) 상부에는 제 1 전극(116) 및 제 2 전극(126)이 배치되고, 제 1 전극(116)과 제 2 전극(126) 사이에는 유기발광층(130)이 배치되어 유기발광소자를 형성할 수 있다. 이러한 구조의 조명장치(100)에서는 유기발광소자의 제 1 전극(116)과 제 2 전극(126)에 신호가 인가됨에 따라 유기발광층(130)이 발광함으로써 조명부(EA)를 통해 광을 출력한다.
유기발광층(130)은 백색광을 출력하는 발광층으로 구성될 수 있다. 일 예로, 유기발광층(130)은 청색발광층과, 적색발광층 및 녹색발광층으로 구성될 수도 있으며, 청색발광층과 황색-녹색발광층을 포함하는 탠덤(tandem)구조로 구성될 수도 있다. 그러나, 본 발명의 유기발광층(130)이 전술한 구조에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조가 적용될 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 유기발광층(130)은 발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층과, 주입된 전자 및 정공을 발광층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층과, 전자 및 정공과 같은 전하를 생성하는 전하생성층을 더 포함할 수 있다.
이때, 조명부(EA) 외곽의 컨택부(CA1, CA2)에는 제 1 보호층(115a)과, 유기발광층(130) 및 제 2 전극(126)이 형성되지 않아 컨택전극(127, 128)이 외부로 노출될 수 있다. 이때, 안티-스크래치 층(antiscratch layer)인 제 2 보호층(115b)과 봉지층인 제 3 보호층(115c)은 조명부(EA)의 유기발광층(130)과 제 2 전극(126)을 덮도록 형성되어 조명부(EA)의 유기발광층(130)으로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다.
일반적으로, 유기발광물질을 구성하는 폴리머는 수분과 결합하는 경우 발광특성이 급속히 열화 되어, 유기발광층(130)의 발광효율이 저하된다. 특히, 조명장치(100)에서 유기발광층(130)의 일부가 외부로 노출되는 경우, 수분은 유기발광층(130)을 따라 조명장치(100) 내부로 전파되어 조명장치(100)의 발광효율을 저하시키게 된다. 이에 본 발명의 경우에는 제 2 보호층(115b)과 제 3 보호층(115c)을 조명부(EA)의 유기발광층(130)과 제 2 전극(126)을 덮도록 형성함으로써, 실제 광이 발광되어 출력되는 조명장치(100)의 조명부(EA)의 유기발광층(130)으로 수분이 침투하는 것을 방지한다. 또한, 제 2 보호층(115b)은 보조전극(111)의 돌출부를 평탄화하기 때문에 p-에이징(pulse aging)을 위한 기판(110)의 감기(winding)나 풀기(unwinding) 시에도 눌림 압력을 균일하게 유지할 수 있어 스크래치나 파티클에 의한 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 수율이 향상되어 제조비용이 감소되는 동시에, 신뢰성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.
이때, 제 2 보호층(115b)은 유기물질이나 가스 투과가 가능한 무기물질로 형성할 수 있으며, 플래시 증착(flash evaporation) 등의 증착이나 코팅공정을 통해 약 5~10㎛의 두께로 형성할 수 있다.
제 2 보호층(115c)은 무기물질로 형성할 수 있다.
이때, 투명한 물질로 이루어진 기판(110) 위에는 제 1 컨택전극(127)을 포함하는 제 1 전극(116)과 제 2 컨택전극(128)이 배치된다. 기판(110)으로는 유리와 같이 단단한 물질이 사용될 수 있지만, 플라스틱과 같이 연성을 가진 재질을 사용함으로써 휘어질 수 있는 조명장치(100)의 제작이 가능하게 된다. 또한, 본 발명에서는 연성을 가진 플라스틱 물질을 기판(110)으로 사용함으로써 롤(roll)을 이용한 공정이 가능하게 되어, 신속한 조명장치(100)의 제작이 가능하게 된다.
제 1 컨택전극(127)을 포함하는 제 1 전극(116)과 제 2 컨택전극(128)은 조명부(EA)와 제 1, 제 2 컨택부(CA1, CA2)에 형성되며, 전도성이 좋고 높은 일함수를 가지는 투명한 도전물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 본 발명에서는 제 1 컨택전극(127)을 포함하는 제 1 전극(116)과 제 2 컨택전극(128)으로 ITO(Indium Tin Oxide)의 산화주석계 도전물질이나, IZO(Indium Zinc Oxide)의 산화아연계 도전물질 등으로 형성될 수 있으며, 또한 투명한 전도성고분자를 사용할 수도 있다.
이때, 제 1 전극(116)은 조명부(EA) 외측의 제 1 컨택부(CA1)로 연장되어 제 1 컨택전극(127)을 구성하며, 조명부(EA) 일부와 제 2 컨택부(CA2)에는 제 1 전극(116)과 전기적으로 절연된 제 2 컨택전극(128)이 배치될 수 있다. 즉, 제 2 컨택전극(128)은 제 1 전극(116)과 동일 층 내에 배치되되, 제 1 전극(116)과 분리되어 전기적으로 절연될 수 있다.
일 예로, 도 2는 제 1 컨택전극(127)을 포함하는 제 1 전극(116)이 전체적으로 사각형의 형태로 이루어지되, 상, 하부 중앙부분이 제거되어 리세션(recession)을 구성하며, 그 리세션에 제 2 컨택전극(128)이 배치되는 것을 예로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
기판(110)의 조명부(EA) 및 제 1 컨택부(CA1)에는 보조전극(111)이 배치되어 제 1 전극(116) 및 제 1 컨택전극(127)에 전기적으로 접속될 수 있다. 제 1 전극(116)은 투명한 도전물질로 형성되어 발광되는 광을 투과한다는 장점을 가지지만, 불투명 금속에 비해 전기저항이 매우 높다는 단점이 있다. 따라서, 대면적의 조명장치(100)를 제작하는 경우, 투명 도전물질의 큰 저항으로 인해 넓은 조명영역으로 인가되는 전류의 분포가 고르지 않게 되며, 이러한 불균일한 전류분포는 대면적 조명장치(100)의 균일한 휘도의 발광을 불가능하게 한다.
보조전극(111)은 조명부(EA) 전체에 걸쳐 얇은 폭의 매트릭스 형상, 매시 형상, 육각형이나 팔각형 형상, 또는 원 형상 등으로 배치되어 조명부(EA) 전체에 제 1 전극(116)에 균일한 전류가 인가되도록 하여 대면적 조명장치(100)에서 균일한 휘도의 발광이 가능하게 한다.
도 3에서는 보조전극(111)이 제 1 컨택전극(127)을 포함하는 제 1 전극(116)의 하부에 배치되는 것을 예로 들어 도시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 보조전극(111)이 제 1 컨택전극(127)을 포함하는 제 1 전극(116)의 상부에 배치될 수도 있다. 제 1 컨택부(CA1)에 배치된 보조전극(111)은 제 1 컨택전극(127)을 통해 제 1 전극(116)으로의 전류의 전달경로로 사용되지만 외부와 접촉하여 외부의 전류를 제 1 전극(116)에 인가하는 컨택전극의 역할도 할 수 있다.
보조전극(111)은 Al, Au, Cu, Ti, W, Mo, 또는 이들의 합금과 같이 전도성이 좋은 금속으로 구성될 수 있다. 보조전극(111)은 상부 보조전극(111a)과 하부 보조전극(111b)의 2층 구조로 구성될 수도 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 단일층으로 구성될 수도 있다.
기판(110)의 조명부(EA)에는 제 1 보호층(115a)이 적층될 수 있다. 도 2에는 제 1 보호층(115a)이 일정 폭을 가진 사각 틀 형상으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
조명부(EA)에 배치된 제 1 보호층(115a)은 보조전극(111) 및 그 상부의 제 1 전극(116)을 덮도록 구성되나, 실제 광이 발광하는 발광영역에는 제 1 보호층(115a)이 배치되지 않는다. 특히, 조명부(EA)의 제 1 보호층(115a)은 보조전극(111)을 둘러싸도록 형성되어 보조전극(111)에 의한 단차를 감소시킴으로써, 이후 형성되는 각종 층들이 단선되지 않고 안정적으로 형성되도록 할 수 있다.
제 1 보호층(115a)은 SiOx나 SiNx 등의 무기물질로 구성될 수 있다. 그러나, 제 1 보호층(115a)은 포토아크릴과 같은 유기물질로 구성될 수도 있고, 무기물질 및 유기물질의 복수의 층으로 구성될 수도 있다.
그리고, 제 1 전극(116)과 제 1 보호층(115a)이 배치된 기판(110) 상부에는 유기발광층(130)과 제 2 전극(126)이 배치될 수 있다. 이때, 조명부(EA)에 위치하는 제 2 컨택전극(128) 상부의 제 1 보호층(115a)은 소정영역이 제거되어 제 2 컨택전극(128)을 노출시키는 컨택홀(114)을 구비할 수 있다. 따라서, 제 2 전극(126)은 컨택홀(114)을 통해 그 하부의 제 2 컨택전극(128)에 전기적으로 접속할 수 있다.
전술한 바와 같이 유기발광층(130)은 백색 유기발광층으로서, 적색발광층과, 청색발광층 및 녹색발광층으로 구성되거나 청색발광층과 황색-녹색발광층을 포함하는 탠덤(tandem)구조로 구성될 수 있다. 또한, 유기발광층(130)은 발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층과, 주입된 전자 및 정공을 발광층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층과, 전자 및 정공과 같은 전하를 생성하는 전하생성층을 포함할 수 있다.
제 2 전극(126)은 Al, Mo, Cu, Ag와 같은 금속, 또는 MoTi와 같은 합금으로 구성될 수 있다.
조명부(EA)의 제 1 전극(116)과, 유기발광층(130) 및 제 2 전극(126)은 유기발광소자를 구성한다. 이때, 제 1 전극(116)이 유기발광소자의 애노드(anode)이고 제 2 전극(126)이 캐소드(cathode)로서, 제 1 전극(116)과 제 2 전극(126)에 전류가 인가되면, 제 2 전극(126)으로부터 전자가 유기발광층(130)으로 주입되고 제 1 전극(116)으로부터 정공이 유기발광층(130)으로 주입된다. 이후, 유기발광층(130)내에는 여기자(exciton)가 생성되며, 이 여기자가 소멸(decay)함에 따라 발광층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)의 에너지 차이에 해당하는 광이 발생되어 하부방향(도면에서 기판(110)측으로)으로 발산하게 된다.
이때, 조명부(EA)의 보조전극(111) 상부에는 제 1 보호층(115a)이 배치되므로, 보조전극(111) 상부의 유기발광층(130)은 제 1 전극(116)과 직접 접촉하지 않게 되어 보조전극(111) 상부에는 유기발광소자가 형성되지 않는다. 즉, 조명부(EA) 내의 유기발광소자는 일 예로, 매트릭스 형상으로 이루어진 보조전극(111) 내의 발광영역에만 형성된다.
제 2 전극(126)이 형성된 기판(110)에는 제 2 보호층(115b) 및 제 3 보호층(115c)이 구비될 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 제 2 보호층(115b)은, 전술한 바와 같이 조명부(EA)의 유기발광층(130)과 제 2 전극(126)을 덮도록 형성되어 조명부(EA)의 유기발광층(130)으로 수분이 침투하는 것을 방지하는 동시에 스크래치나 파티클에 의한 손상을 방지하는 안티-스크래치 층 역할을 할 수 있다.
즉, 본 발명의 경우에는 점착제(118)와 금속필름(170)의 봉지수단 이외에 제 2 보호층(115b)과 제 3 보호층(115c)을 조명부(EA)의 유기발광층(130)과 제 2 전극(126)을 덮도록 형성함으로써, 실제 광이 발광되어 출력되는 조명장치(100)의 조명부(EA)의 유기발광층(130)으로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 2 보호층(115b)은 약 5~10㎛의 두께로 형성되어 보조전극(111)의 돌출부를 평탄화하기 때문에 p-에이징을 위한 기판(110)의 감기나 풀기 시에도 눌림 압력(도 3에 화살표로 도시)을 균일하게 유지할 수 있어 스크래치나 파티클에 의한 손상을 방지할 수 있다. 즉, 제 2 전극(126)을 형성하고 난 후의 기판(110) 표면은 스크래치나 파티클 등에 의한 손상에 취약하며, 후속 공정인 p-에이징을 위해 챔버간 이동이 필요하여 기판(110)의 감기 후 이동 및 기판(110)의 풀기를 진행한다. 이때, 눌림 압력이 보조전극(111)의 돌출부에 집중되게 되며, 스크래치나 파티클 등에 의해 제 2 전극(126) 표면뿐만 아니라 유기발광층(130)까지 손상되어 불량을 야기한다. 이에 본 발명은 스크래치나 파티클 등에 의해 제 2 전극(126)과 유기발광층(130)에 손상을 주지 않고 제 2 전극(126) 상부로부터 압력인가 시 하부층들에 손상을 주지 않도록 제 2 전극(126) 상부에 충분히 두꺼운 두께의 제 2 보호층(115b)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 제 2 보호층(115b)을 약 5~10㎛의 두께로 형성하여 보조전극(111)의 돌출부를 평탄화 하는 동시에, 스크래치는 제 2 전극(126)까지 뚫고 들어가지 않고 파티클은 매립되도록 할 수 있다. 따라서, 제 2 보호층(115b)은 제 2 전극(126) 주변을 채우도록 형성하되, 최소한 제 2 전극(126)의 높이까지는 형성하여야 한다.
이때, 제 2 보호층(115b)은 포토아크릴과 같은 유기물질이나 가스 투과가 가능한 무기물질로 구성될 수 있다. 또한, 제 3 보호층(115c)은 SiOx나 SiNx 등의 무기물질로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제 3 보호층(115c) 상부에는 소정의 봉지제가 추가로 구비될 수 있으며, 이러한 봉지제는 에폭시(epoxy)계 화합물, 아크릴레이트(acrylate)계 화합물, 또는 아크릴계 화합물 등이 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이 제 1 컨택부(CA1)의 기판(110)에는 제 1 전극(116)으로부터 연장된 제 1 컨택전극(127)이 외부로 노출되어 있다. 그리고, 제 2 컨택부(CA2)의 기판(110)에는 컨택홀(114)을 통해 제 2 전극(126)과 전기적으로 접속된 제 2 컨택전극(128)이 외부로 노출되어 있다. 따라서, 제 1 컨택전극(127) 및 제 2 컨택전극(128)은 외부의 전원과 전기적으로 접속되어, 제 1 전극(116) 및 제 2 전극(126)에 각각 전류를 인가한다.
제 3 보호층(115c) 위에는 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)와 같은 점착제(118)가 도포되고, 그 위에 금속필름(170)이 배치되어, 금속필름(170)이 제 3 보호층(115c)에 부착됨으로써 조명장치(100)를 밀봉한다.
이때, 점착제(118)와 금속필름(170)의 봉지수단은 제 2 보호층(115b) 및 제 3 보호층(115c)을 충분히 덮도록 형성된다.
점착제(118)는 광경화성 점착제 또는 열경화성 점착제를 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는 연성을 가진 플라스틱 필름으로 이루어진 기판(110)을 사용하는 동시에, 기판(110)의 감기나 풀기 시에도 스크래치나 파티클에 의한 유기발광층(130)의 손상을 방지할 수 있어 롤을 이용한 제작이 용이하다. 따라서, 신속한 조명장치(100)의 제작이 가능해지고 제조비용을 절감할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 롤-공정에 의한 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4a 내지 도 4g는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 제조방법을 순차적으로 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4b에 도시된 조명부 일부를 확대하여 보여주는 도면이다.
도 6a 내지 도 6g는 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 제조방법을 순차적으로 보여주는 단면도이다.
그리고, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 롤-제조장치 일부를 예시적으로 보여주는 단면도이다. 이때, 도 7은 유기발광층용 유기발광물질의 증착과, 제 2 전극용 금속 증착 및 제 2 보호층용 유기물질의 증착을 위한 롤-제조장치를 예시적으로 보여준다. 또한, 도 8은 p-에이징 공정을 위한 롤-제조장치를 예시적으로 보여주며, 도 9는 제 3 보호층용 무기물질의 증착을 위한 롤-제조장치를 예시적으로 보여준다.
이때, 도시된 제조방법은 롤-제조장치에서 진행되는 공정을 예로 들고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유리와 같은 기판을 이용한 일반적인 제조장치에서도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
우선, 도 4a 및 도 6a를 참조하면, 조명부와 컨택부로 나뉘어진 기판(110) 위에 Al, Au, Cu, Ti, W, Mo 또는 이들의 합금과 같은 금속을 적층하고 식각하여 조명부 및 제 1 컨택부에 단일층 또는 복수의 층으로 이루어진 보조전극(111)을 형성한다.
이때, 도 4a 및 도 6a에는 보조전극(111)이 상부 보조전극(111a)과 하부 보조전극(111b)의 2층 구조로 형성된 경우를 예로 들고 있지만, 전술한 바와 같이 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 보조전극(111)은 조명부 전체에 걸쳐 얇은 폭의 매트릭스 형상(도 5 참조), 매시 형상, 육각형이나 팔각형 형상, 또는 원 형상 등으로 배치될 수 있다.
이후, 기판(110) 전체에 걸쳐 ITO나 IZO와 같은 투명도전물질을 적층하고 식각하여 조명부와 제 1, 제 2 컨택부에 제 1 컨택전극(127)을 포함하는 제 1 전극(116) 및 제 2 컨택전극(128)을 형성한다.
이때, 제 1 전극(116)은 조명부 외측의 제 1 컨택부로 연장되어 제 1 컨택전극(127)을 구성하며, 조명부 일부와 제 2 컨택부에는 제 1 전극(116)과 전기적으로 절연된 제 2 컨택전극(128)이 형성될 수 있다. 즉, 제 2 컨택전극(128)은 제 1 전극(116)과 동일 층 내에 형성되되, 제 1 전극(116)과 분리되어 전기적으로 절연될 수 있다.
일 예로, 도 4a는 제 1 컨택전극(127)을 포함하는 제 1 전극(116)이 전체적으로 사각형의 형태로 형성되되, 상, 하부 중앙부분이 제거되어 리세션을 구성하며, 그 리세션에 제 2 컨택전극(128)이 형성되는 것을 예로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 도 4a 및 도 6a에는 보조전극(111)이 제 1 컨택전극(127)을 포함하는 제 1 전극(116)의 하부에 형성되는 것을 예로 들고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 보조전극(111)이 제 1 컨택전극(127)을 포함하는 제 1 전극(116)의 상부에 형성될 수도 있다. 제 1 컨택부에 배치된 보조전극(111)은 제 1 전극(116)으로의 전류의 전달경로로 사용되지만 외부와 접촉하여 외부의 전류를 제 1 전극(116)에 인가하는 접촉전극의 역할도 할 수 있다.
이후, 도 4b 및 도 6b를 참조하면, 기판(110)의 조명부 일부에 SiNx나 SiOx와 같은 무기물질이나 포토아크릴과 같은 유기물질을 적층한다. 이후, 무기물질이나 유기물질을 식각하여 조명부의 보조전극(111) 상부 및 측부에 제 1 보호층(115a)을 형성하는 동시에 제 2 컨택전극(128)의 일부를 노출시키는 컨택홀(114)을 형성한다.
이때, 제 1 보호층(115a)은 보조전극(111) 및 그 상부의 제 1 전극(116)을 덮도록 형성되나, 실제 광이 발광하는 발광영역에는 제 1 보호층(115a)이 형성되지 않는다(다만, 도 5를 참조하면, 실제로 발광영역에는 제 1 보호층(115a)이 매트릭스 형태로 배치된 보조전극(111)을 덮도록 매트릭스 형태로 형성될 수 있다). 특히, 제 1 보호층(115a)은 보조전극(111)을 둘러싸도록 형성되어 보조전극(111)에 의한 단차를 감소시킴으로써, 이후 형성되는 각종 층들이 단선되지 않고 안정적으로 형성되도록 할 수 있다. 도 4b에는 제 1 보호층(115a)이 일정 폭을 가진 사각 틀 형상으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 4b에는 제 1 전극(116) 상부의 제 1 보호층(115a)과 제 2 컨택전극(128) 상부의 제 1 보호층(115a)이 서로 분리(단절)되도록 형성된 경우를 예로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 도 4c 내지 도 4e 및 도 6c 내지 도 6e를 참조하면, 기판(110)의 조명부 내에 유기발광물질과, 금속 및 유기절연물질로 이루어진 유기발광층(130)과, 제 2 전극(126) 및 제 2 보호층(115b)을 각각 형성한다.
우선, 도 4c 및 도 6c를 참조하면, 기판(110)의 조명부 내에 유기발광물질로 이루어진 유기발광층(130)을 형성한다.
이때, 유기발광층(130)은 백색 유기발광층으로서, 적색발광층과, 청색발광층 및 녹색발광층으로 구성되거나 청색발광층과 황색-녹색발광층을 포함하는 탠덤(tandem)구조로 구성될 수 있다. 또한, 유기발광층(130)은 발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층과, 주입된 전자 및 정공을 발광층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층과, 전자 및 정공과 같은 전하를 생성하는 전하생성층을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 4d 및 도 6d를 참조하면, 기판(110)의 조명부 내에 유기발광층(130)을 덮도록 금속으로 이루어진 제 2 전극(126)을 형성한다.
이때, 제 2 전극(126)은 컨택홀(114)을 통해 그 하부의 제 2 컨택전극(128)과 전기적으로 접속할 수 있다.
제 2 전극(126)은 Al, Mo, Cu, Ag와 같은 금속, 또는 MoTi와 같은 합금으로 형성될 수 있다.
조명부의 제 1 전극(116)과, 유기발광층(130) 및 제 2 전극(126)은 유기발광소자를 구성한다.
이때, 조명부의 보조전극(111) 상부에는 제 1 보호층(115a)이 배치되므로, 보조전극(111) 상부의 유기발광층(130)은 제 1 전극(116)과 직접 접촉하지 않게 되어 보조전극(111) 상부에는 유기발광소자가 형성되지 않는다. 즉, 조명부 내의 유기발광소자는 일 예로, 매트릭스 형상으로 이루어진 보조전극(111)에 의해 구획되는 발광영역에만 형성된다(도 5 참조).
다음으로, 도 4e 및 도 6e를 참조하면, 기판(110)의 조명부 내에 유기발광층(130)과 제 2 전극(126)을 덮도록 유기물질로 이루어진 제 2 보호층(115b)을 형성한다.
즉, 제 2 보호층(115b)은, 전술한 바와 같이 조명부의 유기발광층(130)과 제 2 전극(126)을 덮도록 형성되어 조명부의 유기발광층(130)으로 수분이 침투하는 것을 방지하는 동시에 스크래치나 파티클에 의한 손상을 방지하는 안티-스크래치 층 역할을 할 수 있다.
제 2 보호층(115b)은 보조전극(111)의 돌출부를 평탄화 하기 위해 약 5~10㎛의 두께로 형성할 수 있다,
이때, 제 2 보호층(115b)은 포토아크릴과 같은 유기물질이나 가스 투과가 가능한 무기물질로 구성될 수 있다.
이러한 유기발광층(130)과, 제 2 전극(126) 및 제 2 보호층(115b)은 롤-제조장치를 통해 인-라인으로 형성할 수 있으며, 일 예로 이를 도 7에 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 연성 조명장치를 제작하기 위한 롤-제조장치는 플라스틱 필름의 기판(110)을 공급하는 필름공급 롤(152)과, 기판(110)을 회수하는 필름회수 롤(154) 및 기판(110)을 가이드 하는 다수의 가이드 롤(153, 156)을 포함하여 구성된다.
또한, 자세히 도시하지 않았지만, 롤-제조장치는 오픈 마스크(또는 메탈 마스크)를 공급하는 마스크공급 롤과, 오픈 마스크를 회수하는 마스크회수 롤 및 유기물이나 금속을 증착하는 증착장치(180)를 포함한다.
이러한 구성의 롤-제조장치에서는 조명장치의 기판으로 사용되는 기판(110)을 필름공급 롤(152)에서 증착장치(180, 182)로 이송함과 동시에 마스크공급 롤에서 오픈 마스크를 증착장치(180, 182)로 이송하여, 오픈 마스크를 기판(110) 전면에 배치한 상태에서 증착장치(180, 182)에서 기판(110)의 일부 영역에 유기물이나 금속을 증착한다.
이때, 유기물이나 금속의 증착 전에 소정의 세정공정과, 건조(baking)공정 및 가스제거(de-gassing)공정을 진행할 수 있다. 이러한 세정공정과, 건조공정 및 가스제거공정은 또 다른 롤-제조장치를 통해 진행될 수 있다.
이후, 전처리가 완료된 기판(110)은 증착용 롤-제조장치로 이송된다. 이때, 소정의 플라즈마 장치(181)를 통해 기판(110) 표면에 플라즈마 처리를 진행할 수 있다.
증착이 종료된 오픈 마스크는 기판(110)으로부터 분리되며, 기판(110)은 필름회수 롤(154)에 의해 회수되고 오픈 마스크는 마스크회수 롤에 의해 회수된다.
이와 같은 구조의 롤-제조장치를 사용하는 경우, 필름공급 롤(152)에 의해 필름(110)을 연속적으로 공급하여 공정을 연속적으로 진행할 수 있어, 신속한 조명장치의 제작이 가능하게 된다.
이어서, 도 8을 참조하면, 유기발광층 및 전극으로 구성되는 유기발광다이오드의 불량을 방지하기 위해 p-에이징을 진행한다. 이때, p-에이징을 위한 또 다른 롤-제조장치는 기판(110)을 공급하는 필름공급 롤(152')과, 기판(110)을 회수하는 필름회수 롤(154') 및 기판(110)을 가이드 하는 다수의 가이드 롤(156')을 포함하여 구성될 수 있다.
이는 유기발광다이오드에 에이징 전압을 인가하여, 전극을 산화시켜 불량을 방지하는 것이다. 이러한 p-에이징은 전극을 산화시키기 위해서 상압, 즉 대기 분위기에서 진행된다. 따라서, p-에이징 챔버로 이동하기 위해 기판(110)의 감기와 풀기가 진행된다. 이때, 유기발광다이오드 표면은 본 발명에 따른 제 2 보호층으로 덮여 보호되기 때문에 기판(110)의 감기나 풀기 시에도 스크래치나 파티클에 의한 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 수율이 향상되어 제조비용이 감소되는 동시에, 신뢰성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.
다음으로, 도 4f 및 도 6f를 참조하면, 기판(110)의 조명부에 제 2 보호층(115b)을 덮도록 제 3 보호층(115c)을 형성한다.
제 3 보호층(115c)은 또 다른 롤-제조장치를 통해 형성할 수 있다. 도 9를 참조하면, 제 3 보호층(115c)을 형성하기 위한 또 다른 롤-제조장치는 기판(110)을 공급하는 필름공급 롤(152")과, 기판(110)을 회수하는 필름회수 롤(154") 및 기판(110)을 가이드 하는 가이드 롤(157)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 기판(110) 표면에 무기물질을 분사하여 제 3 보호층(115c)을 형성하는 증착장치(183)를 포함할 수 있다.
제 3 보호층(115c)은 SiOx나 SiNx 등의 무기물질로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제 3 보호층(115c) 상부에는 소정의 봉지제가 추가로 구비될 수 있으며, 이러한 봉지제는 에폭시(epoxy)계 화합물, 아크릴레이트(acrylate)계 화합물, 또는 아크릴계 화합물 등이 사용될 수 있다.
이어서, 도 4g 및 도 6g를 참조하면, 기판(110)의 조명부 위에 광경화성 접착물질 또는 열경화성 접착물질로 이루어진 점착제(118)를 도포한다. 그리고, 그 위에 금속필름(170)을 위치시킨 후, 점착제(118)를 경화함으로써 금속필름(170)을 부착함으로써 조명장치를 완성할 수 있다.
이때, 제 1, 제 2 컨택부는 금속필름(170)의 봉지수단에 의해 가려지지 않아 제 1, 제 2 컨택전극(127, 128)을 통해 외부와 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예는 제 2 보호층(115b)이 제 2 전극(126)의 주변을 채우도록 형성된 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 경우에는 제 2 보호층(115b)을 최소한 제 2 전극(126)의 높이까지는 형성하여야 하며, 제 2 보호층(115b)을 제 2 전극(126)의 높이까지 형성한 경우를 다음의 본 발명의 다른 실시예를 통해 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
그리고, 도 11은 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치의 II-II'선에 따른 단면을 개략적으로 보여주는 도면이다.
이때, 도 10 및 도 11에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치는 제 2 보호층을 제 2 전극의 높이까지 형성한 것을 제외하고는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치와 실질적으로 동일한 구성으로 이루어져 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자를 이용한 조명장치는 면발광이 이루어지는 유기발광소자 부와 유기발광소자 부를 봉지하는 봉지부를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 유기발광소자 부는 기판 위에 구비된 유기발광소자로 이루어지며, 도 10 및 도 11을 참조하면, 기판(210)은 실제 광을 발광하여 외부로 출력하는 조명부(EA)와 컨택전극(227, 228)을 통해 외부와 전기적으로 연결하여 조명부(EA)에 신호를 인가하는 컨택부(CA1, CA2)를 포함하여 구성될 수 있다.
컨택부(CA1, CA2)는 금속필름(270)의 봉지수단에 의해 가려지지 않아 컨택전극(227, 228)을 통해 외부와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 금속필름(270)은 컨택부(CA1, CA2)를 제외한 기판(210)의 조명부(EA) 전면에 부착될 수 있다.
이때, 컨택부(CA1, CA2)는 조명부(EA)의 외측에 위치할 수 있으며, 도 10은 제 2 컨택부(CA2)가 제 1 컨택부(CA1)들 사이에 위치하는 것을 예로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 10은 컨택부(CA1, CA2)가 조명부(EA)의 상하 외측에 모두 위치하는 것을 예로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 컨택부(CA1, CA2)는 조명부(EA)의 상하 중 어느 하나의 외측에만 위치할 수 있다.
기판(210) 상부에는 제 1 전극(216) 및 제 2 전극(226)이 배치되고, 제 1 전극(216)과 제 2 전극(226) 사이에는 유기발광층(230)이 배치되어 유기발광소자를 형성할 수 있다.
이때, 조명부(EA) 외곽의 컨택부(CA1, CA2)에는 제 1 보호층(215a)과, 유기발광층(230) 및 제 2 전극(226)이 형성되지 않아 컨택전극(227, 228)이 외부로 노출될 수 있다. 이때, 안티-스크래치 층인 제 2 보호층(215b)과 봉지층인 제 3 보호층(215c)은 조명부(EA)의 유기발광층(230)과 제 2 전극(226)을 덮도록 형성되어 조명부(EA)의 유기발광층(230)으로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다.
또한, 제 2 보호층(215b)은 보조전극(211)의 돌출부를 평탄화하기 때문에 p-에이징을 위한 기판(210)의 감기나 풀기 시에도 눌림 압력을 균일하게 유지할 수 있어 스크래치나 파티클에 의한 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 수율이 향상되어 제조비용이 감소되는 동시에, 신뢰성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.
이때, 제 2 보호층(215b)은 유기물질이나 가스 투과가 가능한 무기물질로 형성할 수 있으며, 플래시 증착 등의 증착이나 코팅공정을 통해 약 5~10㎛의 두께로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2 보호층(215b)은 그 하부의 제 2 전극(226)의 높이까지 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 경우 안티-스크래치 층의 역할을 하는 동시에 조명장치(200)의 전체 두께를 최소화할 수 있어 비용을 절감하고 휘어짐에 유연하게 대응할 수 있는 이점이 있다.
제 2 보호층(215c)은 무기물질로 형성할 수 있다.
이때, 투명한 물질로 이루어진 기판(210) 위에는 제 1 컨택전극(227)을 포함하는 제 1 전극(216)과 제 2 컨택전극(228)이 배치된다. 기판(210)으로는 유리와 같이 단단한 물질이 사용될 수 있지만, 플라스틱과 같이 연성을 가진 재질을 사용함으로써 휘어질 수 있는 조명장치(200)의 제작이 가능하게 된다. 또한, 본 발명에서는 연성을 가진 플라스틱 물질을 기판(210)으로 사용함으로써 롤(roll)을 이용한 공정이 가능하게 되어, 신속한 조명장치(200)의 제작이 가능하게 된다.
제 1 컨택전극(227)을 포함하는 제 1 전극(216)과 제 2 컨택전극(228)은 조명부(EA)와 제 1, 제 2 컨택부(CA1, CA2)에 형성되며, 전도성이 좋고 높은 일함수를 가지는 투명한 도전물질로 형성될 수 있다.
이때, 제 1 전극(216)은 조명부(EA) 외측의 제 1 컨택부(CA1)로 연장되어 제 1 컨택전극(227)을 구성하며, 조명부(EA) 일부와 제 2 컨택부(CA2)에는 제 1 전극(216)과 전기적으로 절연된 제 2 컨택전극(228)이 배치될 수 있다. 즉, 제 2 컨택전극(228)은 제 1 전극(216)과 동일 층 내에 배치되되, 제 1 전극(216)과 분리되어 전기적으로 절연될 수 있다.
일 예로, 도 10은 제 1 컨택전극(227)을 포함하는 제 1 전극(216)이 전체적으로 사각형의 형태로 이루어지되, 상, 하부 중앙부분이 제거되어 리세션을 구성하며, 그 리세션에 제 2 컨택전극(228)이 배치되는 것을 예로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
기판(210)의 조명부(EA) 및 제 1 컨택부(CA1)에는 보조전극(211)이 배치되어 제 1 전극(216) 및 제 1 컨택전극(227)에 전기적으로 접속될 수 있다.
보조전극(211)은 조명부(EA) 전체에 걸쳐 얇은 폭의 매트릭스 형상, 매시 형상, 육각형이나 팔각형 형상, 또는 원 형상 등으로 배치되어 조명부(EA) 전체에 제 1 전극(216)에 균일한 전류가 인가되도록 하여 대면적 조명장치(200)에서 균일한 휘도의 발광이 가능하게 한다.
도 11에서는 보조전극(211)이 제 1 컨택전극(227)을 포함하는 제 1 전극(216)의 하부에 배치되는 것을 예로 들어 도시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 보조전극(211)이 제 1 컨택전극(227)을 포함하는 제 1 전극(216)의 상부에 배치될 수도 있다. 제 1 컨택부(CA1)에 배치된 보조전극(211)은 제 1 컨택전극(227)을 통해 제 1 전극(216)으로의 전류의 전달경로로 사용되지만 외부와 접촉하여 외부의 전류를 제 1 전극(216)에 인가하는 컨택전극의 역할도 할 수 있다.
보조전극(211)은 Al, Au, Cu, Ti, W, Mo, 또는 이들의 합금과 같이 전도성이 좋은 금속으로 구성될 수 있다. 보조전극(211)은 상부 보조전극(211a)과 하부 보조전극(211b)의 2층 구조로 구성될 수도 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 단일층으로 구성될 수도 있다.
기판(210)의 조명부(EA)에는 제 1 보호층(215a)이 적층될 수 있다. 도 10에는 제 1 보호층(215a)이 일정 폭을 가진 사각 틀 형상으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
조명부(EA)에 배치된 제 1 보호층(215a)은 보조전극(211) 및 그 상부의 제 1 전극(216)을 덮도록 구성되나, 실제 광이 발광하는 발광영역에는 제 1 보호층(215a)이 배치되지 않는다. 특히, 조명부(EA)의 제 1 보호층(215a)은 보조전극(211)을 둘러싸도록 형성되어 보조전극(211)에 의한 단차를 감소시킴으로써, 이후 형성되는 각종 층들이 단선되지 않고 안정적으로 형성되도록 할 수 있다.
제 1 보호층(215a)은 SiOx나 SiNx 등의 무기물질로 구성될 수 있다. 그러나, 제 1 보호층(215a)은 포토아크릴과 같은 유기물질로 구성될 수도 있고, 무기물질 및 유기물질의 복수의 층으로 구성될 수도 있다.
그리고, 제 1 전극(216)과 제 1 보호층(215a)이 배치된 기판(210) 상부에는 유기발광층(230)과 제 2 전극(226)이 배치될 수 있다. 이때, 조명부(EA)에 위치하는 제 2 컨택전극(228) 상부의 제 1 보호층(215a)은 소정영역이 제거되어 제 2 컨택전극(228)을 노출시키는 컨택홀(214)을 구비할 수 있다. 따라서, 제 2 전극(226)은 컨택홀(214)을 통해 그 하부의 제 2 컨택전극(228)에 전기적으로 접속할 수 있다.
전술한 바와 같이 유기발광층(230)은 백색 유기발광층으로서, 적색발광층과, 청색발광층 및 녹색발광층으로 구성되거나 청색발광층과 황색-녹색발광층을 포함하는 탠덤(tandem)구조로 구성될 수 있다. 또한, 유기발광층(230)은 발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층과, 주입된 전자 및 정공을 발광층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층과, 전자 및 정공과 같은 전하를 생성하는 전하생성층을 포함할 수 있다.
제 2 전극(226)은 Al, Mo, Cu, Ag와 같은 금속, 또는 MoTi와 같은 합금으로 구성될 수 있다.
제 2 전극(226)이 형성된 기판(210)에는 제 2 보호층(215b) 및 제 3 보호층(215c)이 구비될 수 있다.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2 보호층(215b)은, 전술한 바와 같이 조명부(EA)의 유기발광층(230)과 제 2 전극(226)을 덮도록 형성되되, 제 2 전극(226)의 높이까지 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 제 2 보호층(215b)은 포토아크릴과 같은 유기물질이나 가스 투과가 가능한 무기물질로 구성될 수 있다. 또한, 제 3 보호층(215c)은 SiOx나 SiNx 등의 무기물질로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제 3 보호층(215c) 상부에는 소정의 봉지제가 추가로 구비될 수 있으며, 이러한 봉지제는 에폭시(epoxy)계 화합물, 아크릴레이트(acrylate)계 화합물, 또는 아크릴계 화합물 등이 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이 제 1 컨택부(CA1)의 기판(210)에는 제 1 전극(216)으로부터 연장된 제 1 컨택전극(227)이 외부로 노출되어 있다. 그리고, 제 2 컨택부(CA2)의 기판(210)에는 컨택홀(214)을 통해 제 2 전극(226)과 전기적으로 접속된 제 2 컨택전극(228)이 외부로 노출되어 있다. 따라서, 제 1 컨택전극(227) 및 제 2 컨택전극(228)은 외부의 전원과 전기적으로 접속되어, 제 1 전극(216) 및 제 2 전극(226)에 각각 전류를 인가한다.
제 3 보호층(215c) 위에는 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)와 같은 점착제(218)가 도포되고, 그 위에 금속필름(270)이 배치되어, 금속필름(270)이 제 3 보호층(215c)에 부착됨으로써 조명장치(200)를 밀봉한다.
이때, 점착제(218)와 금속필름(270)의 봉지수단은 제 2 보호층(215b) 및 제 3 보호층(215c)을 충분히 덮도록 형성된다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100,200 : 조명장치
110,210 : 기판
115a,215a, 115b,215b, 115c,215c : 보호층
116,216 : 제 1 전극 126,226 : 제 2 전극
127,227 : 제 1 컨택전극 128,228 : 제 2 컨택전극
130,230 : 유기발광층 170,270 : 금속필름
115a,215a, 115b,215b, 115c,215c : 보호층
116,216 : 제 1 전극 126,226 : 제 2 전극
127,227 : 제 1 컨택전극 128,228 : 제 2 컨택전극
130,230 : 유기발광층 170,270 : 금속필름
Claims (10)
- 조명부와, 제 1, 제 2 컨택부로 구분되는 기판;
상기 기판 위에 구비된 제 1 전극;
상기 제 1 전극 위에 구비된 제 1 보호층;
상기 제 1 보호층이 구비된 상기 기판의 조명부에 구비된 유기발광층과 제 2 전극;
상기 유기발광층과 상기 제 2 전극을 덮도록 구비되며, 상기 기판 표면을 평탄화 시키는 제 2 보호층; 및
상기 기판의 조명부에 상기 제 2 보호층을 덮도록 구비된 금속필름을 포함하는 유기발광소자를 이용한 조명장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 컨택부는 상기 조명부의 외측에 위치하되, 좌, 우측 중 적어도 일측에 상기 제 1 컨택부가 위치하고 중앙에 상기 제 2 컨택부가 위치하는 유기발광소자를 이용한 조명장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 컨택부에 구비되며, 상기 제 1 전극이 상기 제 1 컨택부로 연장되어 구성되는 제 1 컨택전극을 추가로 포함하는 유기발광소자를 이용한 조명장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 조명부와 제 2 컨택부에 구비되며, 상기 제 1 전극과 동일 층 내에 상기 제 1 전극과 동일한 도전물질로 구성되는 제 2 컨택전극을 추가로 포함하는 유기발광소자를 이용한 조명장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 보호층은 상기 조명부의 제 2 컨택전극을 노출시키는 컨택홀을 포함하는 유기발광소자를 이용한 조명장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 상기 컨택홀을 통해 상기 제 2 컨택전극과 전기적으로 접속하는 유기발광소자를 이용한 조명장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 보호층은 적어도 상기 제 2 전극의 높이까지 구비되어 상기 제 2 전극 주변을 채워 평탄화 시키는 유기발광소자를 이용한 조명장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 보호층은 포토아크릴의 유기물질이나 가스 투과가 가능한 무기물질로 이루어진 유기발광소자를 이용한 조명장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 보호층을 덮도록 무기물질로 이루어진 제 3 보호층을 추가로 포함하는 유기발광소자를 이용한 조명장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 컨택전극을 포함하는 상기 제 1 전극은 전체적으로 사각형의 형태를 가지되, 상, 하부 중 적어도 일측의 중앙부분이 제거되어 리세션(recession)을 구성하며, 상기 리세션 내에 상기 제 2 컨택전극이 배치되는 유기발광소자를 이용한 조명장치.
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