KR20190079377A - 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치는, 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 기판, 표시 영역에 배치된 유기 발광층, 유기 발광층의 상에 배치된 제1 전극 및 유기 발광층의 아래에 배치된 제2 전극, 제2 전극 아래에 배치된 상전이 물질층 및 기판과 상전이 물질층 사이에 배치되는 복수의 제3 전극을 포함한다. 따라서, 복수의 제3 전극의 형상 및, 상전이 물질층의 상전이 및 유기 발광층에서 발광된 광의 색 기초하여 다양한 색상 및 형상의 문양을 구현할 수 있다.

Description

조명 장치{LIGHTING DEVICE}
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 색상으로 다양한 문양 구현이 가능한 조명 장치에 관한 것이다.
유기 발광 소자는 전자(electron) 주입을 위한 캐소드와 정공(hole) 주입을 위한 애노드로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자와 정공이 결합한 여기자(exciton)가 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광하는 자발광 소자이다.
유기 발광 소자는 저전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리하고, 응답속도, 색상 구현, 시야각, 명암비 등이 우수하다. 또한, 유기 발광 소자는 외부충격에 강하고, 제조 공정이 단순하다.
이에, 유기 발광 소자를 광원으로 사용하는 조명 장치가 제안되고 있다. 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치는 얇고 가벼우며, 플렉서블(Flexible)하여 변형 가능할 수 있다. 다만, 유기 발광 소자를 사용한 조명 장치에서, 유기 발광 소자는 조명 장치의 전면에서 면발광을 하므로 한가지 색상의 조명만을 구현할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다양한 색상으로 다양한 문양 구현이 가능한 조명 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상전이 물질을 사용하여 조명 장치의 색상을 변경할 수 있는 조명 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 낮은 소비 전력으로 다양한 색상의 문양 구현이 가능한 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치는, 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 기판, 표시 영역에 배치된 유기 발광층, 유기 발광층의 상에 배치된 제1 전극 및 유기 발광층의 아래에 배치된 제2 전극, 제2 전극 아래에 배치된 상전이 물질층 및 기판과 상전이 물질층 사이에 배치되는 복수의 제3 전극을 포함한다. 따라서, 복수의 제3 전극의 형상 및, 상전이 물질층의 상전이 및 유기 발광층에서 발광된 광의 색 기초하여 다양한 색상 및 형상의 문양을 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치는, 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 기판, 기판 상에 배치된 복수의 제3 전극, 복수의 제3 전극 상에 배치되고, 서로 이격된 복수의 상전이 물질층, 복수의 상전이 물질층 상에 배치된 제2 전극, 제2 전극 상에 배치된 유기 발광층 및 유기 발광층 상에 배치된 제1 전극을 포함한다. 따라서, 상전이 물질층의 제2 전극과 유기 발광층의 제2 전극을 공유하여, 전극의 개수 및 조명 장치의 두께를 최소화할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 조명 장치에 다양한 형상 및 색상의 문양을 구현할 수 있다.
본 발명은 조명 장치 또는 조명 장치에 구현된 문양의 색상을 변형할 수 있다.
본 발명은 문양 구현에 사용되는 상전이 물질층의 전극과 유기 발광 소자의 전극을 공유하여, 전극의 개수 및 조명 장치의 두께를 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III'에 따른 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 색상이 변형되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII'에 따른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다.
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.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 위 (on)로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)의 평면도이다. 도 3은 도 2의 III-III'에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)는 기판(110), 절연층(111), 제1 전극(160), 제1 패드(161), 유기 발광층(150), 제2 전극(140), 제2 패드(141), 상전이 물질층(130), 복수의 제3 전극(120), 복수의 배선(121) 및 복수의 제3 패드(122)를 포함한다.
기판(110)은 조명 장치(100)에 포함된 다양한 구성요소를 지지하기 위한 구성으로, 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 유리 또는 폴리이미드 등과 같은 플라스틱 물질로 이루어질 수 있다.
기판(110)은 표시 영역(AA) 및 비표시 영역(NA)을 포함한다.
표시 영역(AA)은 조명 장치(100)의 광이 구현되는 영역이다. 표시 영역(AA)은 광을 구현하기 위한 유기 발광층(150), 유기 발광층(150)에 전자와 정공을 공급하는 제1 전극(160) 및 제2 전극(140)이 배치될 수 있다.
비표시 영역(NA)은 광이 구현되지 않는 영역으로, 표시 영역(AA)에 배치된 제1 전극(160) 및 제2 전극(140)에 각각 전압을 인가하기 위한 배선이나 패드들이 배치될 수 있다.
기판(110)의 표시 영역(AA) 상에 유기 발광층(150)이 배치된다. 유기 발광층(150)은 광을 발광하는 자발광 소자로, 제1 전극(160) 및 제2 전극(140)으로부터 공급된 전자와 정공이 결합되어 광이 구현될 수 있다. 유기 발광층(150)은 단색의 광만을 발광할 수 있고, 예를 들어, 적색광, 녹색광, 청색광 및 백색광 중 하나의 광을 발광할 수 있다. 이하에서는, 유기 발광층(150)이 백색광을 발광하는 것으로 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
유기 발광층(150) 상에 제1 전극(160)이 배치된다. 제1 전극(160)의 하면은 유기 발광층(150)의 상면 전체와 접하도록 배치될 수 있다. 제1 전극(160)은 유기 발광층(150)으로 전자를 공급할 수 있고, 제1 전극(160)은 캐소드로도 지칭될 수 있다.
제1 전극(160)은 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 제1 전극(160)은 예를 들어, 반사성이 우수한 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 등과 같은 금속 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 전극(160)은 제1 패드(161)와 전기적으로 연결되어, 제1 패드(161)로부터 전압을 공급받을 수 있다. 제1 패드(161)는 기판(110)의 비표시 영역(NA)에 배치되어 전압을 제1 전극(160)으로 공급할 수 있다.
유기 발광층(150)과 기판(110) 사이에 제2 전극(140)이 배치된다. 제2 전극(140)의 상면은 유기 발광층(150)의 하면 전체와 접하도록 배치될 수 있다. 또한, 제2 전극(140)의 하면은 상전이 물질층(130)의 상면 전체와 접하도록 배치될 수 있다. 제2 전극(140)은 유기 발광층(150)으로 정공을 공급할 수 있고, 제2 전극(140)은 애노드로도 지칭될 수 있다. 아울러, 제2 전극(140)의 하면은 상전이 물질층(130)의 상면 전체와 접할 수 있고, 상전이 물질층(130)으로 전압을 공급할 수 있다.
제2 전극(140)은 일함수가 높은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 제2 전극(140)은 예를 들어, 주석 산화물(Tin Oxide; TO), 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Zinc Tin Oxide; ITZO) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제2 전극(140)은 제2 패드(141)와 전기적으로 연결되어, 제2 패드(141)로부터 전압을 공급받을 수 있다. 제2 패드(141)는 기판(110)의 비표시 영역(NA)에 배치되어 전압을 제2 전극(140)으로 공급할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)에서, 유기 발광층(150) 상의 제1 전극(160)은 반사성이 우수한 도전성 물질로 이루어지고, 유기 발광층(150)과 기판(110) 사이의 제2 전극(140)은 투명 도전성 물질로 이루어진다. 따라서, 유기 발광층(150)에서 발광된 광은 유기 발광층(150) 하부의 상전이 물질층(130)을 지나 기판(110) 측으로 방출되므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)는 바텀 에미션(Bottom Emission) 방식으로 구현될 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)는 이에 제한되지 않고, 탑 에미션(Top Emission) 방식으로도 구현될 수 있다. 탑 에미션 방식인 경우, 유기 발광층(150) 상에 상전이 물질층(130) 및 기판(110)이 배치될 수 있다. 이때, 유기 발광층(150) 아래의 제2 전극(140)은 일함수가 높은 투명 도전성 물질과 투명 도전성 물질 아래에 배치된 반사성이 우수한 금속 물질로 이루어진 반사층이 더 배치될 수 있다. 아울러, 유기 발광층(150) 상의 제1 전극(160)은 투명 도전성 물질로 이루어져, 유기 발광층(150)에서 발광된 광이 투과될 수 있다. 따라서, 유기 발광층(150)에서 발광된 광은 유기 발광층(150) 상부의 상전이 물질층(130)을 지나 기판(110) 측으로 방출될 수 있다.
제2 전극(140)과 기판(110) 사이에 상전이 물질층(130)이 배치된다. 상전이 물질층(130)은 제2 전극(140) 및 후술하게 될 복수의 제3 전극(120)에 의해 결정질 상태 또는 비정질 상태로 상전이될 수 있다. 상전이 물질층(130)은 상전이 물질(Phase Change Material; PSM)으로 이루어질 수 있다. 상전이 물질은 예를 들어, GST(Ge2Sb2Te5), AIST(Ag3In4Sb76Te17) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상전이 물질층(130)은 결정질 상태 및 비정질 상태로 상전이될 수 있다. 결정질 상태일 때, 상전이 물질층(130)을 이루는 상전이 물질의 원자들이 규칙적으로 배열될 수 있다. 비정질 상태일 때, 상전이 물질층(130)을 이루는 상전이 물질의 원자들이 불규칙적으로 배열될 수 있다.
상전이 물질층(130)의 초기 상태는 비정질 상태일 수 있다. 상전이 물질층(130)에 유리 전이 온도(Glass Transition Temperature; Tg) 이상의 열을 가하면, 상전이 물질층(130)은 비정질 상태에서 결정질 상태로 상전이 될 수 있다. 이때, 상전이 물질층(130)의 양면에 배치된 제2 전극(140) 및 복수의 제3 전극(120)에 전압을 인가하면, 줄 히팅(Joule Heating)에 의해 열이 발생할 수 있다. 이때 유리 전이 온도에 도달할 때 인가되는 전압은 상전이 물질층(130)의 문턱 전압(Threshold Voltage)으로 지칭될 수 있다.
한편, 상전이 물질층(130)은 결정질 상태로 상전이 된 후, 다시 유리 전이 온도 이하의 온도가 되더라도 비정질 상태로 돌아가지 않고, 계속해서 결정질 상태를 유지할 수 있다.
결정질 상태를 유지하는 상전이 물질층(130)에 유리 전이 온도보다 큰 용융 온도(Melting Temperature; Tm)이상의 열을 가하면, 상전이 물질층(130)은 비정질 상태로 상전이될 수 있다. 이때, 상전이 물질층(130)은 용융 온도 이하로 냉각되더라도 계속하여 비정질 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 용융 온도 이상의 열이 가해진 후, 비정질 상태를 유지하는 상전이 물질층(130)을 다시 결정질 상태로 상전이 시키기 위해서는, 상전이 물질층(130)에 유리 전이 온도 이상 용융 온도 미만의 열을 가하여 결정질 상태로 상전이 시킬 수 있다.
따라서, 상전이 물질층(130)은 유리 전이 온도 이상 용융 온도 미만의 열을 가하면 결정질 상태로 상전이되고, 용융 온도 이상의 열을 가하면 비정질 상태로 상전이 될 수 있다.
한편, 유기 발광층(150)에서 발광된 단색의 광은 제2 전극(140) 및 상전이 물질층(130)을 지나 외부로 방출될 수 있다. 이때, 유기 발광층(150)에서 발광된 광이 상전이 물질층(130)을 지나게 되며 제1 색 또는 제2 색으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 상전이 물질층(130)이 결정질 상태인 경우, 상전이 물질층(130)을 지나는 광은 제1 색으로 변환될 수 있다. 상전이 물질층(130)이 비정질 상태인 경우, 상전이 물질층(130)을 지나는 광은 제2 색으로 변환될 수 있다.
한편, 기판(110)과 상전이 물질층(130) 사이에 복수의 제3 전극(120)이 배치된다. 복수의 제3 전극(120)의 상면은 상전이 물질층(130) 하면 일부에 접하도록 배치될 수 있다. 복수의 제3 전극(120)은 상전이 물질층(130)으로 전압을 공급할 수 있다.
한편, 유기 발광층(150)에서 발광된 광이 제2 전극(140), 상전이 물질층(130) 및 복수의 제3 전극(120)을 투과하여 기판(110)으로 방출되므로, 복수의 제3 전극(120)은 광을 투과하도록 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 복수의 제3 전극(120)은, 예를 들어, 주석 산화물(Tin Oxide; TO), 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Zinc Tin Oxide; ITZO) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
복수의 제3 전극(120)은 복수의 배선(121) 및 복수의 제3 패드(122)와 전기적으로 연결되어, 복수의 제3 패드(122)로부터 전압을 공급받을 수 있다. 복수의 제3 패드(122)는 기판(110)의 비표시 영역(NA)에 배치되어 전원 장치 등으로부터 전압을 복수의 제3 전극(120)으로 공급할 수 있다.
복수의 배선(121)은 복수의 제3 전극(120)과 동일 평면 상에서 동일 물질로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 복수의 배선(121)은 표시 영역(AA)의 복수의 제3 전극(120)과 비표시 영역(NA)의 복수의 제3 패드(122)를 전기적으로 연결시킬 수 있고, 복수의 배선(121)의 적어도 일부는 표시 영역(AA)에 배치될 수 있다. 따라서, 복수의 배선(121)은 유기 발광층(150)에서 발광된 광이 투과할 수 있도록 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 복수의 제3 전극(120)과 동일한 물질로 이루어질 수도 있다. 복수의 배선(121)은 예를 들어, 주석 산화물(Tin Oxide; TO), 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Zinc Tin Oxide; ITZO) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한편, 도 3을 참조하면, 복수의 배선(121)과 상전이 물질층(130) 사이에 절연층(111)이 배치된다. 절연층(111)은 복수의 배선(121)과 상전이 물질층(130)을 절연시켜, 복수의 배선(121)을 흐르는 전류에 의한 상전이 물질층(130)의 상전이를 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)에서 여러 색상의 문양을 구현하는 과정을 상세히 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시 영역(AA)은 복수의 제1 발광 영역(EA1) 및 제2 발광 영역(EA2)을 포함한다.
복수의 제1 발광 영역(EA1)은 복수의 제3 전극(120)이 배치된 영역이다. 구체적으로, 복수의 제1 발광 영역(EA1)은 상전이 물질층(130)의 양면에 제2 전극(140) 및 제3 전극(120)이 배치된 영역이다. 복수의 제1 발광 영역(EA1)에서, 제2 전극(140)과 제3 전극(120)에 인가되는 전압에 의해 발생하는 열이 상전이 물질층(130)에 가해지면, 제1 발광 영역(EA1)에 중첩하는 영역에서 상전이 물질층(130)이 결정질 상태 또는 비정질 상태로 상전이할 수 있다. 따라서, 복수의 제1 발광 영역(EA1) 각각은 상전이 물질층(130)의 상태에 따라, 제1 색 또는 제2 색을 표시할 수 있다.
이때, 복수의 제3 전극(120) 중 일부의 제3 전극(120)에만 전압을 인가하면, 일부의 제3 전극(120)이 배치된 일부의 제1 발광 영역(EA1)에서만 제1 색 또는 제2 색이 표시될 수 있다. 예를 들어, 표시 영역(AA)의 네 모서리 부근에 배치된 네 개의 제1 발광 영역(EA1)에 배치된 네 개의 제3 전극(120)에만 전압을 인가하여, 해당 제1 발광 영역(EA1)에 배치된 상전이 물질층(130)을 상전이시킬 수 있다. 이에, 전압이 인가된 제3 전극(120)에 대응하는 제1 발광 영역(EA1)과 전압이 인가되지 않은 제3 전극(120)에 대응하는 제1 표시 영역(AA)은 서로 다른 색을 따라서, 복수의 제3 전극(120)에 선택적으로 전압을 인가하여 상전이 물질층(130)을 상전이시키는 방식으로, 조명 장치(100)에 다양한 색상의 다양한 문양을 구현할 수 있다.
제2 발광 영역(EA2)은 표시 영역(AA)에서 제1 발광 영역(EA1)을 제외한 영역이다. 구체적으로, 제2 발광 영역(EA2)은 상전이 물질층(130)의 상면에 제2 전극(140)만이 배치되어, 복수의 제3 전극(120)의 전압 인가 여부 등과 상관없이 상전이 물질층(130)의 상태가 일정하게 유지되는 영역이다. 제2 발광 영역(EA2)에서는 상전이 물질층(130)의 초기 상태, 예를 들어, 상전이 물질층(130)의 초기 상태가 결정질 상태라면, 제1 색만을 고정적으로 표시할 수 있고, 상전이 물질층(130)의 초기 상태가 비정질 상태라면, 제2 색만을 고정적으로 표시할 수 있다. 이하에서는 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 상전이 물질층(130)의 상태 변화에 따른 제1 색 및 제2 색의 변화에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 색상이 변형되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c의 실험예에 사용된 조명 장치는, 유리로 이루어지는 기판 상에 알루미늄(Al)으로 이루어지는 반사층이 배치되고, 반사층 상에 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO)로 이루어지는 하부 전극이 배치되고, 하부 전극 상에 GST(Ge2Sb2Te5)로 이루어지는 상전이 물질층이 배치되고, 상전이 물질층 상에 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO)로 이루어지는 상부 전극이 배치된 구조이다. 상부 전극은 도 4a 내지 도 4c의 실험예에서 모두 10nm의 두께로 형성되었고, 상전이 물질층 또한 도 4a 내지 도 4c의 실험예에서 모두 10nm의 두께로 형성되었다. 다만, 하부 전극은 도 4a의 실험예에서 50nm, 도 4b의 실험예에서 70nm, 도 4c의 실험예에서 120 nm로 형성되었다. 도 4a 내지 도 4c의 실험예 각각에서는 상전이 물질층의 결정질 상태와 비정질 상태 각각에서의 반사율을 측정하였다.
도 4a 내지 도 4c의 실험예에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)와는 상이하게 유기 발광층이 포함되지 않았으나, 도 4a 내지 도 4c의 실험예에 사용된 조명 장치는 반사형 표시 장치로 동작할 수 있다는 점에서, 도 4a 내지 도 4c의 실험예에서의 반사율이 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)에서 유기 발광층(150)에서 발광되는 광의 휘도와 비례할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c에서 가로축은 조명 장치에 입사한 광의 파장이고, 세로축은 광의 반사율을 나타낸다.
도 4a를 참조하면, 상전이 물질층이 결정질 상태일 때, 조명 장치는 약 380nm의 파장을 가진 광을 최대로 반사시키고, 380nm에서 장파장으로 갈수록 조명 장치의 반사율이 점진적으로 감소한다. 그러므로, 상전이 물질층이 결정질 상태일 때, 조명 장치는 380nm의 파장에서 약 52%의 최대 반사율을 가지고, 750nm의 파장에서 약 15%의 최저 반사율을 가진다.
한편, 상전이 물질층이 비정질 상태인 경우, 조명 장치는 약 370nm의 파장을 가진 광을 최대로 반사시키고, 370nm에서 장파장으로 갈수록 조명 장치의 반사율이 감소한다. 그러므로, 비정질 상태일 때, 조명 장치는 370nm의 파장에서 약 55%의 최대 반사율을 가지고, 750nm의 파장에서 0%에 가까운 최저 반사율을 가진다.
따라서, 조명 장치의 상전이 물질층이 결정질 상태에서 비정질 상태로 상전이된 경우, 최대 반사율을 가지는 피크 파장이 미세하게 단파장 측으로 이동하고, 장파장에서의 반사율은 급격하게 감소할 수 있다. 그러므로, 상전이 물질층이 결정질 상태인 경우, 조명 장치는 청색을 표시할 수 있다. 다만, 결정질 상태에서는 단파장에서 장파장으로 갈수록 반사율이 미세하게 감소하므로, 순수한 청색이 표시되지 않을 수도 있다. 상전이 물질층이 비정질 상태인 경우, 조명 장치는 장파장 영역의 광을 상전이 물질층이 결정질 상태인 경우보다 작게 반사하므로, 단파장 영역에 해당하는 청색이 보다 명확하게 표시될 수 있다. 따라서, 상전이 물질층이 비정질 상태인 조명 장치는, 상전이 물질층이 결정질 상태인 조명 장치보다 좀 더 진한 청색을 표시할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 상전이 물질층이 결정질 상태일 때, 조명 장치는 약 425nm의 파장을 가진 광을 최대로 반사시키고, 425nm에서 장파장으로 갈수록 조명 장치의 반사율이 점진적으로 감소한다. 그러므로, 결정질 상태일 때, 조명 장치는 425nm의 파장에서 약 65%의 최대 반사율을 가지고, 750nm의 파장에서 약 40%의 최저 반사율을 가진다.
한편, 상전이 물질층이 비정질 상태인 경우, 조명 장치는 약 400nm의 파장을 가진 광을 최대로 반사시키고, 400nm에서 장파장으로 갈수록 조명 장치의 반사율이 감소한다. 그러므로, 비정질 상태일 때, 조명 장치는 420nm의 파장에서 약 55%의 최대 반사율을 가지고, 750nm의 파장에서 약 10%의 최저 반사율을 가진다.
따라서, 조명 장치의 상전이 물질층이 결정질 상태에서 비정질 상태로 상전이된 경우, 최대 반사율을 가지는 피크 파장이 미세하게 단파장 측으로 이동하고, 장파장에서의 반사율은 급격하게 감소할 수 있다. 그러므로, 상전이 물질층이 결정질 상태인 경우, 조명 장치는 청색을 표시할 수 있다. 다만, 결정질 상태에서는 단파장에서 장파장으로 갈수록 반사율이 미세하게 감소하므로, 순수한 청색이 표시되지 않을 수도 있다. 상전이 물질층이 비정질 상태인 경우, 조명 장치는 장파장 영역의 광을 상전이 물질층이 결정질 상태인 경우보다 작게 반사하므로, 단파장 영역에 해당하는 청색이 보다 명확하게 표시될 수 있다. 따라서, 상전이 물질층이 비정질 상태인 조명 장치는, 상전이 물질층이 결정질 상태인 조명 장치보다 좀 더 진한 청색을 표시할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 상전이 물질층이 결정질 상태일 때, 조명 장치는 약 600nm의 파장을 가진 광을 최대로 반사시키고, 470nm의 광을 최소한으로 반사시킨다. 그리고 600nm에서 장파장으로 갈수록 조명 장치의 반사율이 점진적으로 감소하고, 600nm에서 470nm까지 조명 장치의 반사율이 급격하게 감소한다. 그러므로, 상전이 물질층이 결정질 상태일 때, 조명 장치는 600nm의 파장에서 약 80%의 최대 반사율을 가지고, 470nm의 파장에서 약 0%에 가까운 최저 반사율을 가진다.
한편, 상전이 물질층이 비정질 상태인 경우, 조명 장치는 약 520nm의 파장을 가진 광을 최대로 반사시키고, 520nm에서 장파장 및 단파장으로 갈수록 반사율이 감소한다. 그러므로, 상전이 물질층이 비정질 상태일 때, 조명 장치는 520nm의 파장에서 약 75%의 최대 반사율을 가지고, 410m의 파장에서 약 0%에 가까운 최저 반사율을 가진다.
따라서, 조명 장치의 상전이 물질층이 결정질 상태에서 비정질 상태로 상전이된 경우, 최대 반사율을 가지는 피크 파장이 단파장 측으로 이동하고, 장파장에서의 반사율은 급격하게 감소할 수 있다. 그러므로, 상전이 물질층이 결정질 상태인 경우, 조명 장치는 주황색을 표시할 수 있다. 그리고 상전이 물질층이 비정질 상태인 경우, 조명 장치는 장파장 영역의 광을 상전이 물질층이 결정질 상태인 경우보다 작게 반사하고, 약 520nm의 파장에 해당하는 녹색 광이 최대로 반사된다. 따라서, 상전이 물질층이 비정질 상태인 조명 장치는 녹색을 표시할 수 있다.
정리하면, 상전이 물질층의 상전이 상태에 따라 조명 장치의 파장별 반사율이 상이하게 된다. 즉, 상전이 물질층이 비정질인 경우와 결정질인 경우에 따라, 조명 장치의 파장별 반사율이 상이하게 되고, 피크 파장대가 상이하게 될 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에서의 조명 장치(100)와 같이 상전이 물질층(130)을 사용하는 경우, 상전이 물질층(130)의 상전이 및 유기 발광층(150)에서 발광된 광의 색상에 기초하여, 조명 장치(100)에서 다양한 색상의 광이 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)에서는 상전이 물질층(130)을 결정질 상태 또는 비정질 상태로 상전이하여, 다양한 색상의 광이 구현될 수 있다.
한편, 상술한 하부 전극의 두께에 따라 조명 장치의 최대 반사율의 파장과, 반사율이 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 상전이 물질층이 비정질인 경우와 결정질인 경우 모두에서, 하부 전극의 두께가 증가함에 따라 피크 파장이 단파장에서 장파장으로 이동한다. 즉, 하부 전극이 얇을수록 최대 반사율을 갖는 피크 파장이 상대적으로 단파장이고, 하부 전극이 두꺼울수록 최대 반사율을 갖는 피크 파장이 상대적으로 장파장이다. 이에, 상전이 물질층의 상전이 상태가 동일한 경우라도 하부 전극의 두께, 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)에서늬 제2 전극(130)의 두께를 조절하여 다양한 색상의 광이 구현될 수 있다.
종래의 유기 발광층을 사용하는 조명 장치에서는, 단색의 광만이 발광되는 유기 발광층을 사용하였으므로, 단색만 표현할 수 있다. 예를 들어, 종래의 조명 장치에서 백색 광이 발광되는 유기 발광층 하나를 조명 장치 전면에 배치하였다. 따라서, 종래의 조명 장치에서는 백색 광만을 표시할 수 있다. 이러한 종래의 조명 장치에 특정 문양을 구현하기 위해서는 조명 장치의 발광 영역에 특정 문양 형상이 표시된 커버 등을 씌워 문양을 구현할 수 있다. 다만, 이러한 문양을 구현하더라도 조명 장치에서는 단색 광만이 구현되므로, 다양한 색상 및 다양한 문양을 구현하는 것에 한계가 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)에서는 유기 발광층(150)과 기판(110) 사이에 상전이 물질층(130)을 배치하여, 상전이 물질층(130)의 상전이에 따라 조명 장치(100)의 광의 색상을 변환할 수 있어, 조명 장치(100)에서 다양한 색상 및 문양을 구현할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)에서 단색 광만을 발광하는 유기 발광층(150)이 배치되고, 유기 발광층(150)과 기판(110) 사이에 상전이 물질층(130)이 배치된다. 상전이 물질층(130)은 상전이 물질층(130) 상면의 제2 전극(140)과, 하면의 복수의 제3 전극(120) 사이에 인가된 전압에 의해, 즉 줄 히팅에 의한 열에 의해 결정질 상태 또는 비정질 상태로 상전이될 수 있다. 상전이 물질층(130)은 결정질 상태인 경우와 비정질 상태인 경우, 반사율 및 반사하는 광의 파장 영역이 달라지게 된다. 따라서, 유기 발광층(150)으로부터 광은 상전이 물질층(130)을 통과하며, 제1 색 또는 제2 색으로 변환될 수 있다. 이때, 상전이 물질층(130)은 전체가 결정질 상태 또는 비정질 상태로 변환되지 않고, 상전이 물질층(130)에 접하는 복수의 제3 전극(120) 중 특정 전압이 인가된 영역에서만 결정질 상태 또는 비정질 상태로 상전이된다. 따라서, 복수의 제3 전극(120)에 선택적으로 전압을 인가하면, 조명 장치(100)는 복수의 제3 전극(120)이 배치된 영역 및 전압이 인가된 영역 등에 기초하여 제1 색 및 제2 색을 동시에 표시할 수도 있고, 제1 색 또는 제2 색 중 어느 하나의 색만을 표시할 수도 있다. 이때, 유기 발광층(150)에서 상전이 물질층(130)을 투과하여 표시되는 색은 상전이 물질층(130)의 상전이 상태, 유기 발광층(150)의 색상, 상전이 물질의 종류 등에 따라 다양하게 변경 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)는 다양한 형상 및 색상의 문양을 구현할 수 있어, 설계 자유도가 증대할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)는 상전이 물질층(130)과 유기 발광층(150)이 제2 전극(140)을 공유함으로써, 구조가 간소화될 수 있다. 구체적으로, 상전이 물질층(130)이 상전이 되도록 하기 위해서, 상전이 물질층(130) 양면에 각각 제2 전극(140) 및 복수의 제3 전극(120)이 배치된다. 또한, 유기 발광층(150)을 발광시키기 위해, 유기 발광층(150) 양면에 각각 제1 전극(160) 및 제2 전극(140)이 배치된다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(100)에서는, 제2 전극(140)이 유기 발광층(150)의 발광을 위한 전극으로도 기능하고 상전이 물질층(130)의 상전이를 위한 전극으로도 기능하므로, 조명 장치(100)의 구조가 간소화되며, 두께가 감소될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 단면도이다. 도 5의 조명 장치(500)는 도 1 내지 도 3의 조명 장치(100)와 비교하여, 복수의 배선(521)이 상이하고 블랙 매트릭스(BM)을 더 포함한다는 것만이 상이하고, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 복수의 배선(521)은 금속 물질로 이루어질 수 있다. 복수의 배선(521)은 예를 들어, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 또는 이에 대한 합금으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
복수의 배선(521)과 기판(110) 상에 블랙 매트릭스(BM)가 배치된다. 복수의 배선(521)이 반사성이 좋은 금속 물질로 이루어짐에 따라, 복수의 배선(521)으로부터 외광의 반사를 최소화하기 위해 복수의 배선(521) 상에 블랙 매트릭스(BM)가 배치된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치(500)에서, 복수의 배선(521)은 금속 물질로 이루어지고, 복수의 배선(521)과 기판(110) 사이에 블랙 매트릭스(BM)가 배치된다. 구체적으로, 복수의 배선(521)이 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO) 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다면, 외광이 반사되기보다 투과되므로, 블랙 매트릭스(BM) 등을 더 배치하지 않을 수 있다. 다만, 투명 도전성 물질은 금속 물질과 비교하여 비저항이 높아, 소비 전력 및 발열 측면에서 불리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치(500)에서는 비저항이 낮은 금속 물질로 복수의 배선(521)을 형성하여, 발열량을 절감하고, 소비 전력을 개선할 수 있음과 동시에 블랙 매트릭스(BM)을 사용하여 복수의 배선(521)이 인식되는 것이 방지될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다. 도 7은 도 6의 VII-VII'에 따른 단면도이다. 도 6 및 도 7의 조명 장치(600)는 도 1 내지 도 3의 조명 장치(100)와 비교하여, 박막 트랜지스터(670), 게이트 배선(621G), 데이터 배선(621D), 제3 게이트 패드(622G), 제3 데이터 패드(622D)만이 상이하고, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(600)는 복수의 박막 트랜지스터(670)가 더 배치된다. 복수의 박막 트랜지스터(670)는 기판(110)과 복수의 제3 전극(120) 사이에 배치되고, 복수의 제3 전극(120)과 각각 전기적으로 연결된다. 그리고 복수의 박막 트랜지스터(670) 각각에 게이트 배선(621G) 및 데이터 배선(621D)이 연결된다.
복수의 게이트 배선(621G)은 비표시 영역(NA)에 배치된 복수의 제3 게이트 패드(622G)에 연결된다. 복수의 게이트 패드(622G)는 게이트 전압을 복수의 게이트 배선(621G) 각각으로 공급한다.
복수의 데이터 배선(621D)은 비표시 영역(NA)에 배치된 복수의 제3 데이터 패드(622D)에 연결된다. 복수의 데이터 패드(622D)는 데이터 전압을 복수의 데이터 배선(621D)로 각각 공급한다.
도 7을 참조하면, 기판(110) 상에 박막 트랜지스터(670)의 액티브층(671)이 배치된다.
액티브층(671) 상에 게이트 전극(672)이 배치된다. 게이트 전극(672)은 게이트 배선(621G)으로부터 게이트 전압을 공급받아, 박막 트랜지스터(670)를 턴 온(Turn On) 또는 턴 오프(Turn Off) 시킬 수 있다.
게이트 전극(672)과 액티브층(671) 사이에 게이트 절연층(612)이 배치된다. 게이트 절연층(612)은 게이트 전극(672)과 액티브층(671)을 절연시키기 위한 층으로 절연 물질로 이루어질 수 있다. 게이트 절연층(612)은 예를 들어, 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일층 또는 복층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
게이트 전극(672) 상에 층간 절연층(613)이 배치된다. 층간 절연층(613)은 층간 절연층(613) 하부의 구성을 보호하기 위한 절연층(111)으로, 게이트 절연층(612)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 층간 절연층(613)은 예를 들어, 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일층 또는 복층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
층간 절연층(613) 상에 소스 전극(673) 및 드레인 전극(674)이 배치된다. 소스 전극(673) 및 드레인 전극(674)은 층간 절연층(613)에 형성된 컨택홀을 통해 액티브층(671)에 전기적으로 연결된다. 이때, 소스 전극(673)은 데이터 배선(621D)으로부터 데이터 전압을 전달받아, 제3 전극(120)으로 전달할 수 있다. 소스 전극(673) 및 드레인 전극(674)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 소스 전극(673) 및 드레인 전극(674)은 예를 들어, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 또는 이에 대한 합금으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
박막 트랜지스터(670) 상에 평탄화층(614)이 배치된다. 평탄화층(614)은 기판(110)의 상부를 평탄화시킨다. 평탄화층(614)은 단층 또는 복층으로 구성될 수 있으며, 유기 물질로 이루어질 수 있다. 평탄화층(614)은 예를 들어, 아크릴(acryl)계 유기 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
평탄화층(614) 상에 복수의 제3 전극(120)이 배치되고, 제3 전극(120) 상에 뱅크(615)가 배치된다. 뱅크(615)는 제3 전극(120)의 상면의 일부를 개구하도록 제3 전극(120)의 엣지만 덮도록 배치될 수 있으며, 뱅크(615)는 유기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(600)는 복수의 제3 전극(120)에 각각 복수의 박막 트랜지스터(670)를 배치하여 복수의 제3 전극(120)을 액티브 매트릭스 방식으로 구동할 수 있다. 따라서, 상전이 물질층(130)의 상전이를 박막 트랜지스터(670)을 통해 제1 발광 영역(EA1) 별로 보다 세밀하고 신속하게 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(600)는 박막 트랜지스터(670)를 배치하여, 조명 장치(600)가 표현하는 섬세한 문양을 제어하기 유리하고, 조명 장치(600)의 색상 또한 빠르게 변환할 수 있어, 설계 자유도 및 조명 장치(600)의 성능을 증대시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다. 도 8의 조명 장치(800)는 도 1 내지 도 3의 조명 장치(100)와 비교하여, 상전이 물질층(830) 및 복수의 제3 전극(820)만이 상이하고, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략하기로 한다. 도 8에서는 설명의 편의를 위해 조명 장치(800)의 다양한 구성 중 기판(110), 상전이 물질층(830) 및 복수의 제3 전극(820), 복수의 배선(121) 및 복수의 제3 패드(122)만을 도시하였다.
도 8을 참조하면, 복수의 상전이 물질층(830)과 복수의 제3 전극(820)은 1:1 대응하도록 배치된다. 즉, 복수의 상전이 물질층(830) 각각과 복수의 제3 전극(820) 각각은 서로 중첩하도록 배치되며, 도 8에 도시된 바와 같이 완전히 중첩하도록 배치될 수 있다.
복수의 상전이 물질층(830) 및 복수의 제3 전극(820)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 후술하겠지만, 복수의 상전이 물질층(830) 및 복수의 제3 전극(820)의 형상이 복수의 제1 발광 영역(EA1)의 형상을 결정지으므로, 조명 장치(800)를 통해 표현하고자 하는 다양한 색상 및 문양에 기초하여 복수의 상전이 물질층(830) 및 복수의 제3 전극(820)의 형상이 결정될 수 있다. 도 8에서는 복수의 상전이 물질층(830) 및 복수의 제3 전극(820)이 원형 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 복수의 상전이 물질층(830) 및 복수의 제3 전극(820)의 형상은 이에 제한되지 않는다.
한편, 표시 영역(AA)은 복수의 제1 발광 영역(EA1) 및 제2 발광 영역(EA2)을 포함한다.
복수의 제1 발광 영역(EA1)은 복수의 제3 전극(820) 및 복수의 상전이 물질층(830)이 배치된 영역이다. 구체적으로, 복수의 제1 발광 영역(EA1)은 복수의 제3 전극(820) 및 복수의 상전이 물질층(130)이 모두 배치된 영역이다. 복수의 제1 발광 영역(EA1)에서, 제2 전극(140)과 복수의 제3 전극(820)에 인가되는 전압에 의해 발생하는 열이 복수의 상전이 물질층(830)에 가해져, 복수의 상전이 물질층(830)이 각각 결정질 상태 또는 비정질 상태로 상전이할 수 있다. 그러므로, 복수의 제1 발광 영역(EA1) 각각은 복수의 제3 전극(820)에 인가되는 전압에 따라, 복수의 상전이 물질층(830) 각각이 결정질 상태 또는 비정질 상태로 상전이될 수 있다. 따라서, 복수의 제1 발광 영역(EA1) 각각은 제1 색 또는 제2 색을 표시할 수 있다.
제2 발광 영역(EA2)은 표시 영역(AA)에서 제1 발광 영역(EA1)을 제외한 영역이다. 구체적으로, 제2 발광 영역(EA2)은 상전이 물질층(830)이 배치되지 않고, 유기 발광층(150) 상면에 제2 전극(140)만이 배치되어, 상전이 물질층(830)의 상태 및 복수의 제3 전극(820)의 전압 인가 여부 등과 상관없이 유기 발광층에서 발광된 광이 발광되는 영역이다. 따라서, 제2 발광 영역(EA2)에서는 유기 발광층(150)에서 발광된 광의 색상이 표시될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(800)는 표시 영역(AA)의 일부 영역에만 복수의 상전이 물질층(830) 및 복수의 제3 전극(820)을 배치하여, 상전이 물질층(830)의 상전이에 의한 제1 색 및 제2 색, 그리고 유기 발광층(150)으로부터 발광된 광의 색상까지 더하여, 세 가지 색을 표시할 수 있다. 구체적으로, 상전이 물질층(830)이 배치되지 않은 표시 영역(AA)에서는 상전이 물질층(830)의 상전이와 상관없이 유기 발광층(150)으로부터 발광된 광의 색을 표시할 수 있다. 상전이 물질층(830)이 배치된 표시 영역(AA)에서는 상전이 물질층(830)의 상전이에 따라 제1 색 또는 제2 색 중 어느 한 가지의 색을 표시할 수 있다. 이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(800)에서는 보다 다양한 색상의 조명이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(800)는 복수의 상전이 물질층(830) 및 복수의 제3 전극(820)의 형상을 자유롭게 변형하여 다양한 문양의 조명이 제공될 수 있다. 구체적으로 특정 형상을 갖는 복수의 상전이 물질층(830)과 복수의 제3 전극(820)이 1:1 대응하도록 배치된다. 그리고 복수의 상전이 물질층(830) 및 복수의 제3 전극(820)의 형상은 복수의 제1 발광 영역(EA1)을 정의할 수 있다. 그러므로, 복수의 상전이 물질층(830) 및 복수의 제3 전극(820)의 형상을 변경하여 조명 장치(800)에서의 문양을 자유롭게 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(800)는 복수의 상전이 물질층(830)의 형상 및 복수의 제3 전극(820)의 형상을 자유롭게 변형하여 다양한 문양의 조명을 구현할 수 있어, 설계 자유도가 증대할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다. 도 9의 조명 장치(900)는 도 8의 조명 장치(800)와 비교하여, 상전이 물질층(930) 및 복수의 제3 전극(920)만이 상이하고, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(900)는 복수의 상전이 물질층(930) 및 복수의 제3 전극(920)을 포함한다. 복수의 상전이 물질층(930) 및 복수의 제3 전극(920)은 사각 형상을 가질 수 있다. 그리고 복수의 상전이 물질층(930)은 복수의 제3 전극(920) 중 2개 이상과 접할 수 있다.
한편, 표시 영역(AA)은 복수의 제1 발광 영역(EA1), 제2 발광 영역(EA2) 및 제3 발광 영역(EA3)을 포함한다.
복수의 제1 발광 영역(EA1)은 복수의 제3 전극(920)이 배치된 영역이다. 구체적으로, 복수의 제1 발광 영역(EA1)은 상전이 물질층(930) 양면에 제2 전극(140) 및 복수의 제3 전극(920)이 배치된 영역이다. 복수의 제1 발광 영역(EA1)에서, 제2 전극(140)과 복수의 제3 전극(920)에 인가되는 전압에 의해 발생하는 열이 복수의 상전이 물질층(930)에 가해지면, 제1 발광 영역(EA1)에 중첩하는 영역에서 복수의 상전이 물질층(930)이 각각 결정질 상태 또는 비정질 상태로 상전이할 수 있다. 따라서, 복수의 제1 발광 영역(EA1) 각각은 상전이 물질층(930)의 상태에 따라, 제1 색 또는 제2 색을 표시할 수 있다.
복수의 제2 발광 영역(EA2)은 복수의 상전이 물질층(930)이 배치된 영역에서, 복수의 제1 발광 영역(EA1)을 제외한 영역이다. 구체적으로, 복수의 제2 발광 영역(EA2)은 상전이 물질층(930)의 상면에 제2 전극(140)만이 배치되어, 복수의 제3 전극(920)의 전압 인가 여부 등과 상관없이 상전이 물질층(930)의 상태가 일정하게 유지되는 영역이다. 제2 발광 영역(EA2)에서는 상전이 물질층(930)의 초기 상태, 예를 들어, 상전이 물질층(930)의 초기 상태가 결정질 상태라면, 제1 색만을 고정적으로 표시할 수 있고, 상전이 물질층(930)의 초기 상태가 비정질 상태라면, 제2 색만을 고정적으로 표시할 수 있다.
제3 발광 영역(EA3)은 표시 영역(AA)에서 제1 발광 영역(EA1) 및 제2 발광 영역(EA2)을 제외한 영역이다. 구체적으로, 제3 발광 영역(EA3)은 상전이 물질층(930)이 배치되지 않고, 유기 발광층(150) 상면에 제2 전극(140)만이 배치되어, 상전이 물질층(930)의 상태 및 복수의 제3 전극(920)의 전압 인가 여부 등과 상관없이 유기 발광층(150)에서 발광된 광이 발광되는 영역이다. 따라서, 제2 발광 영역(EA2)에서는 유기 발광층(150)에서 발광된 광의 색상이 표시될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(900)는 표시 영역(AA)의 일부 영역에만 복수의 상전이 물질층(930) 및 복수의 제3 전극(920)을 배치한다. 구체적으로, 조명 장치(900)의 표시 영역(AA)은 유기 발광층(150)으로부터 발광된 광의 색만이 표시되는 영역, 상전이 물질층(930)의 상전이에 의한 제1 색 또는 제2 색이 선택적으로 표시되는 영역, 상전이 물질층(930)의 초기 상태에 따라 제1 색 또는 제2 색이 고정적으로 표시되는 영역으로 나뉠 수 있다. 따라서, 상전이 물질층(930)에 의한 제1 색 및 제2 색, 그리고 유기 발광층(150)으로부터 발광된 광의 색상까지 더하여, 세 가지 색을 표시할 수 있다. 구체적으로, 복수의 제3 전극(920)과 상전이 물질층(930)이 배치된 제1 발광 영역(EA1)에서는 상전이 물질층(930)이 상전이됨에 따라, 제1 색 또는 제2 색을 선택적으로 표시할 수 있다. 복수의 제3 전극(920) 없이, 상전이 물질층(930)만이 배치된 제2 발광 영역(EA2)에서는 상전이 물질층(930)의 초기 상태에 따라 제1 색 또는 제2 색 중 어느 한가지를 고정적으로 표시할 수 있다. 상전이 물질층(930)이 배치되지 않은 제3 발광 영역(EA3)에서는 유기 발광층(150)에서 발광된 광의 색을 표시할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(900)는 표시 영역(AA)의 일부 영역에만 복수의 상전이 물질층(930)을 배치하여, 보다 다양한 색상의 조명이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(900)는 복수의 상전이 물질층(930) 및 복수의 제3 전극(920)의 형상을 자유롭게 변형하여 다양한 문양의 조명이 제공될 수 있다. 구체적으로 특정 형상을 갖는 복수의 상전이 물질층(930) 중 하나의 상전이 물질층(930)에 복수의 제3 전극(920) 중 2개 이상의 제2 전극(920)이 배치된다. 그리고 복수의 상전이 물질층(930)의 형상 및 복수의 제3 전극(920)의 형상은 제1 발광 영역(EA1), 제2 발광 영역(EA2) 및 제3 발광 영역(EA3)를 정의할 수 있다. 그러므로, 복수의 상전이 물질층(930) 및 복수의 제3 전극(920)의 형상을 변경하여 조명 장치(900)에서의 문양을 자유롭게 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치(900)는 복수의 상전이 물질층(930)의 형상 및 복수의 제3 전극(920)의 형상을 자유롭게 변형하여 다양한 문양의 조명을 구현할 수 있어, 설계 자유도가 증대할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 조명 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치는, 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 기판, 표시 영역에 배치된 유기 발광층, 유기 발광층의 상에 배치된 제1 전극 및 유기 발광층의 아래에 배치된 제2 전극, 제2 전극 아래에 배치된 상전이 물질층 및 기판과 상전이 물질층 사이에 배치되는 복수의 제3 전극을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제2 전극 및 복수의 제3 전극은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 전극의 하면에 유기 발광층의 상면 전체가 접하고, 제2 전극의 하면에 상전이 물질층의 상면 전체가 접할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 비표시 영역에 배치된 복수의 패드, 복수의 제3 전극과 복수의 패드를 전기적으로 연결하는 복수의 배선 및 복수의 배선과 상전이 물질층 사이에 배치된 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 배선은 복수의 제3 전극과 동일 평면 상에서 동일 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기판과 복수의 배선 사이에 배치된 블랙 매트릭스를 더 포함하고, 복수의 배선은 금속 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 영역에서 기판과 복수의 제3 전극 사이에 배치되고, 복수의 제3 전극 각각과 전기적으로 연결된 복수의 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 영역은, 복수의 제3 전극이 배치된 복수의 제1 발광 영역 및 복수의 제1 발광 영역을 제외한 제2 발광 영역으로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 제1 발광 영역은 상전이 물질층의 상전이에 따라 제1 색 및 제2 색을 표시하고, 제2 발광 영역은 제1 색 및 제2 색 중 하나의 색만을 표시할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상전이 물질층은 복수의 제3 전극 각각과 제2 전극에 인가된 전압에 의해 결정질 상태 또는 비정질 상태로 상전이될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 영역에서 발광되는 광의 색은 유기 발광층이 발광하는 광의 색 및 상전이 물질층의 상전이에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치는, 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 기판, 기판 상에 배치된 복수의 제3 전극, 복수의 제3 전극 상에 배치되고, 서로 이격된 복수의 상전이 물질층, 복수의 상전이 물질층 상에 배치된 제2 전극, 제2 전극 상에 배치된 유기 발광층 및 유기 발광층 상에 배치된 제1 전극을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 상전이 물질층 각각은 복수의 제3 전극 중 2개 이상과 접할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 영역은, 복수의 제3 전극이 배치된 복수의 제1 발광 영역, 복수의 상전이 물질층이 배치된 영역 중 복수의 제1 발광 영역을 제외한 복수의 제2 발광 영역 및 복수의 상전이 물질층이 배치된 영역을 제외한 제3 발광 영역으로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 제1 발광 영역은 상전이 물질층의 상전이에 따라 제1 색 및 제2 색을 표시하고, 복수의 제2 발광 영역은 제1 색 및 제2 색 중 하나의 색만을 표시하고, 제3 발광 영역은 유기 발광층이 발광하는 색을 표시할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 상전이 물질층과 복수의 제3 전극은 1:1 대응하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 영역은, 복수의 제3 전극 및 복수의 상전이 물질층이 배치된 복수의 제1 발광 영역 및 복수의 제1 발광 영역을 제외한 제2 발광 영역으로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 제1 발광 영역은 상전이 물질층의 상전이에 따라 제1 색 및 제2 색을 표시하고, 제2 발광 영역은 유기 발광층이 발광하는 색을 표시할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 500, 600, 800, 900 : 조명 장치
110 : 기판
111 : 절연층
120, 820, 920 : 제3 전극
121, 521 : 배선
122 : 제3 패드
130, 830, 930 : 상전이 물질층
140 : 제2 전극
141 : 제2 패드
150 : 유기 발광층
160 : 제1 전극
161 : 제1 패드
612 : 게이트 절연층
613 : 층간 절연층
614 : 평탄화층
615 : 뱅크
621G : 게이트 배선
621D : 데이터 배선
622G : 게이트 패드
622D : 데이터 패드
670 : 박막 트랜지스터
671 : 액티브층
672 : 게이트 전극
673 : 소스 전극
674 : 드레인 전극
AA : 표시 영역
NA : 비표시 영역
EA1 : 제1 발광 영역
EA2 : 제2 발광 영역
EA3 : 제3 발광 영역
BM : 블랙 매트릭스

Claims (18)

  1. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 기판;
    상기 표시 영역에 배치된 유기 발광층;
    상기 유기 발광층의 상에 배치된 제1 전극 및 상기 유기 발광층의 아래에 배치된 제2 전극;
    상기 제2 전극 아래에 배치된 상전이 물질층; 및
    상기 기판과 상기 상전이 물질층 사이에 배치되는 복수의 제3 전극을 포함하는, 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극 및 상기 복수의 제3 전극은 투명한 도전성 물질로 이루어진, 조명 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극의 하면에 상기 유기 발광층의 상면 전체가 접하고,
    상기 제2 전극의 하면에 상기 상전이 물질층의 상면 전체가 접하는, 조명 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비표시 영역에 배치된 복수의 패드;
    상기 복수의 제3 전극과 상기 복수의 패드를 전기적으로 연결하는 복수의 배선; 및
    상기 복수의 배선과 상기 상전이 물질층 사이에 배치된 절연층을 더 포함하는, 조명 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 배선은 상기 복수의 제3 전극과 동일 평면 상에서 동일 물질로 이루어지는, 조명 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기판과 상기 복수의 배선 사이에 배치된 블랙 매트릭스를 더 포함하고,
    상기 복수의 배선은 금속 물질로 이루어지는, 조명 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표시 영역에서 상기 기판과 상기 복수의 제3 전극 사이에 배치되고, 상기 복수의 제3 전극 각각과 전기적으로 연결된 복수의 박막 트랜지스터를 더 포함하는, 조명 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표시 영역은,
    상기 복수의 제3 전극이 배치된 복수의 제1 발광 영역; 및
    상기 복수의 제1 발광 영역을 제외한 제2 발광 영역으로 구성된, 조명 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 제1 발광 영역은 상기 상전이 물질층의 상전이에 따라 제1 색 및 제2 색을 표시하고,
    상기 제2 발광 영역은 상기 제1 색 및 상기 제2 색 중 하나의 색만을 표시하는, 조명 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상전이 물질층은 상기 복수의 제3 전극 각각과 상기 제2 전극에 인가된 전압에 의해 결정질 상태 또는 비정질 상태로 상전이되는, 조명 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 표시 영역에서 발광되는 광의 색은 상기 유기 발광층이 발광하는 광의 색 및 상기 상전이 물질층의 상전이에 기초하여 결정되는, 조명 장치.
  12. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 배치된 복수의 제3 전극;
    상기 복수의 제3 전극 상에 배치되고, 서로 이격된 복수의 상전이 물질층;
    상기 복수의 상전이 물질층 상에 배치된 제2 전극;
    상기 제2 전극 상에 배치된 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층 상에 배치된 제1 전극을 포함하는, 조명 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 상전이 물질층 각각은 상기 복수의 제3 전극 중 2개 이상과 접하는, 조명 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 표시 영역은,
    상기 복수의 제3 전극이 배치된 복수의 제1 발광 영역;
    상기 복수의 상전이 물질층이 배치된 영역 중 상기 복수의 제1 발광 영역을 제외한 복수의 제2 발광 영역; 및
    상기 복수의 상전이 물질층이 배치된 영역을 제외한 제3 발광 영역으로 구성된, 조명 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 제1 발광 영역은 상기 상전이 물질층의 상전이에 따라 제1 색 및 제2 색을 표시하고,
    상기 복수의 제2 발광 영역은 상기 제1 색 및 상기 제2 색 중 하나의 색만을 표시하고,
    상기 제3 발광 영역은 상기 유기 발광층이 발광하는 색을 표시하는, 조명 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 상전이 물질층과 상기 복수의 제3 전극은 1:1 대응하도록 배치된, 조명 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 표시 영역은,
    상기 복수의 제3 전극 및 상기 복수의 상전이 물질층이 배치된 복수의 제1 발광 영역; 및
    상기 복수의 제1 발광 영역을 제외한 제2 발광 영역으로 구성된, 조명 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 제1 발광 영역은 상기 상전이 물질층의 상전이에 따라 제1 색 및 제2 색을 표시하고,
    상기 제2 발광 영역은 상기 유기 발광층이 발광하는 색을 표시하는, 조명 장치.
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