KR20200082668A - 유기 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 누설 전류 발생을 저감할 수 있는 유기 조명 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유기 조명 장치는 복수개의 발광부 각각의 제1 전극에 은 전류 주입 라인이 포함되어 있고, 상기 전류 주입 라인이 하나 이상의 퓨즈 구조를 포함한다. 전류 주입 라인에 퓨즈 구조가 포함됨으로써 특정 발광부에서 제1 전극과 제2 전극 간의 단락 발생시 퓨즈가 작동하여 해당 발광부에 전류가 주입되지 않으며, 이에 따라 누설 전류 발생을 저감할 수 있다.
본 발명에 따른 유기 조명 장치는 복수개의 발광부 각각의 제1 전극에 은 전류 주입 라인이 포함되어 있고, 상기 전류 주입 라인이 하나 이상의 퓨즈 구조를 포함한다. 전류 주입 라인에 퓨즈 구조가 포함됨으로써 특정 발광부에서 제1 전극과 제2 전극 간의 단락 발생시 퓨즈가 작동하여 해당 발광부에 전류가 주입되지 않으며, 이에 따라 누설 전류 발생을 저감할 수 있다.
Description
본 발명은 유기 조명 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 누설 전류를 저감할 수 있는 유기 조명 장치에 관한 것이다.
현재 조명 장치로 주로 형광등이나 백열등이 사용되고 있다. 그러나, 백열등은 에너지 효율이 매우 낮고, 형광등은 연색지수가 낮고 수은을 함유하고 있어 환경 문제가 발생하는 문제점이 있다.
최근에는, 질화물 반도체 기반의 발광다이오드를 이용한 LED 조명 장치가 제안되었다. 그러나, LED 조명 장치의 경우, 발광다이오드에서 발생하는 많은 열로 인해 조명 장치 배면에 방열 수단이 배치되어야만 한다.
또한, 발광다이오드의 경우, 사파이어 기판와 같은 경성 기판 상에서 에피택셜 증착 공정에 의해 제조된다. 따라서, 개별 발광다이오드 칩을 연성 기판에 실장하지 않는 한, 플렉서블 특성을 가지기 어렵다.
기존의 질화물 반도체 기반의 LED 조명 장치의 한계를 극복할 수 있는 것으로, 유기발광다이오드를 이용한 유기 조명 장치에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 유기 조명 장치의 경우, 대면적화가 용이할 뿐만 아니라 저가의 글래스 기판이나 플라스틱 기판에도 유기발광다이오드의 형성이 가능하다. 또한, 플라스틱 기판에도 유기발광다이오드를 형성할 수 있으므로 플렉서블 특성 확보 또한 용이하다.
한편, 유기 조명 장치의 경우, 복수의 발광부를 포함하는데 어느 하나의 발광부에서 애노드와 캐소드 간의 단락이 발생하면 복수의 발광부 전체가 작동하지 않을 수 있다.
본 발명의 과제는 어느 하나의 발광부에서 애노드와 캐소드 간의 단락이 발생하더라도 누설 전류를 저감할 수 있는 유기 조명 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 과제는 SR(short reduction) 구조를 이용한 유기 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 조명 장치는 기판 및 기판의 중앙 영역에 배치되는 복수개의 발광부를 포함한다. 복수개의 발광부는 각각 제1 전극, 유기 발광층 및 제2 전극의 적층 구조를 갖는다. 또한, 복수개의 발광부는 각각 발광 영역과 발광 영역 외곽의 비발광 영역을 갖는다. 또한, 복수개의 발광부 각각의 제1 전극은 비발광 영역에 전류 주입 라인을 포함한다. 이때, 상기 전류 주입 라인은 퓨즈 구조를 갖는다.
본 발명의 경우, 발광부의 전류 주입 라인에 퓨즈 구조가 포함된다. 이에 따라, 복수개의 발광부 중 특정 발광부에 제1 전극과 제2 전극 간에 단락이 발생할 경우, 퓨즈에 의해 제1 전극이 단선됨으로써 해당 발광부에는 전류가 주입되지 않게 된다. 그 결과, 특정 발광부에 단락이 발생하더라도 다른 발광부들의 작동에 큰 영향을 미치지 않으며, 이에 따라 유기 조명 장치 전체적으로 누설 전류에 기인하는 휘도 저하를 저감할 수 있다.
상기 전류 주입 라인의 일측에는 제1 절연체 라인이 배치되어 있고, 상기 전류 주입 라인의 타측에는 제2 절연체 라인이 배치되어 있다. 이때, 상기 제1 절연체 라인과 상기 제2 절연체 라인은 각각 돌출부와 오목부를 포함하는 요철 패턴을 포함하고, 상기 제1 절연체 라인의 돌출부와 상기 제2 절연체 라인의 돌출부가 서로 마주보며 퓨즈를 구성할 수 있다. 본 발명의 경우, 별도의 퓨즈 소자를 형성하지 않고도 전류 주입 라인을 정의하는 제1 절연체 라인과 제2 절연체 라인의 구조에 따라 퓨즈가 구성될 수 있다.
상기 제1 절연체 라인의 돌출부와 상기 제2 절연체 라인의 돌출부 간의 간격이 1.5㎛ 이하인 것이 바람직하다. 제1 절연체 라인의 돌출부와 제2 절연체 라인의 돌출부 간의 간격이 1.5㎛ 이하일 때 제1 절연체 라인의 돌출부와 제2 절연체 라인의 돌출부 사이의 제1 전극이 발열에 의해 안정적으로 단선될 수 있어, 퓨즈 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
비발광 영역에는 제1 전극과 접촉하며 일체형 구조의 게이트 배선이 배치되어 있을 수 있다. 이 경우, 비발광 영역에는 게이트 배선, 제1 전극 및 절연층의 적층 구조를 포함할 수 있다.
기판 외곽의 일측에는 패드부가 배치될 수 있다. 다른 예로, 기판 외곽의 일측에 제1 패드부가 배치되고, 기판의 외곽의 타측에 제2 패드부가 배치될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 조명 장치는 기판, 게이트 배선, 제1 및 제2 절연체 라인, 제1 전극, 절연층 및 유기발광층을 포함한다. 게이트 배선은 기판의 중앙 영역에 배치되며, 복수의 발광부를 정의한다. 제1 절연체 라인은 게이트 배선이 배치된 기판 상에, 상기 복수의 발광부의 가장자리에 게이트 배선과 나란히 배치된다. 제2 절연체 라인은 제1 절연체 라인의 일부분과 나란하다.
제1 전극은 게이트 배선이 배치된 기판 상에, 제1 절연체 라인 및 제2 절연체 라인을 제외한 나머지 영역에 배치된다. 공정적으로, 게이트 배선이 배치된 기판 전면에 제1 전극을 배치한 후, 식각을 통해 제1 절연체 라인과 제2 절연체 라인이 형성될 수 있다. 절연층은 제1 전극이 배치된 기판 상에 게이트 배선을 커버하는 형태로 배치된다. 제1 절연체 라인과 제2 절연체 라인은 절연층의 일부분이 될 수 있다. 유기발광층은 절연층이 배치된 기판 상에 배치된다. 제2 전극은 유기발광층 상에 배치된다. 이때, 제1 절연체 라인과 상기 제2 절연체 라인은 각각 돌출부와 오목부를 포함하는 요철 패턴을 포함하고, 상기 제1 절연체 라인의 돌출부와 상기 제2 절연체 라인의 돌출부가 서로 마주보는 형태를 갖는다. 제1 절연체 라인의 돌출부와 상기 제2 절연체 라인의 돌출부가 서로 마주보는 부분에서 퓨즈가 구성된다.
상기 제1 절연체 라인의 돌출부와 상기 제2 절연체 라인의 돌출부 간의 간격은 1.5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 제1 절연체 라인과 제2 절연체 라인 사이에 전류 주입 라인이 구성될 수 있는데, 상기 전류 주입 라인은 제1 전극의 일부분이 될 수 있다. 예를 들어, 제1 절연체 라인과 제2 절연체 라인 사이에 전류 주입 라인이 구성될 경우, 이 전류 주입 라인의 저항값은 전류 주입 라인 길이에 따라 결정될 수 있다.
게이트 배선은 금속 재질이고, 제1 전극은 투명 전도성 산화물 재질일 수 있다. 제1 전극이 투명 전도성 산화물 재질인 경우, 하면 발광이 이루어질 수 있다. 제2 전극은 알루미늄과 같은 금속 재질인 것이 일반적이다. 제2 전극이 금속 재질인 경우 반사 전극으로서의 역할도 한다. 한편, 제2 전극이 투명 전도성 산화물 재질인 경우, 양면 발광이 이루어질 수 있다.
상기 기판의 외곽 영역에는 패드부가 배치될 수 있는데, 패드부의 제1 패드 및 제2 패드는 각각 게이트 배선과 동일한 층으로 배치된 제1 층 및 상기 제1 전극과 동일한 층으로 배치된 제2 층을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유기 조명 장치는 복수의 발광부에 전류 주입 라인이 배치되고, 또한 전류 주입 라인에 퓨즈 구조가 포함된다. 따라서, 복수의 발광부 중 어느 하나에 제1 전극과 제2 전극 간의 단락이 발생하더라도 퓨즈에 의해 해당 발광부에 전류가 주입되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 단락 발생시에도 누설 전류를 저감할 수 있어, 다른 발광부들의 휘도 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 경우, 복수의 발광부의 전류 주입 라인의 구조에 따라 퓨즈가 구성된다. 이에 따라, 별도의 퓨즈 소자를 적용하지 않고도 간단한 구조로 유기 조명 장치 내에 퓨즈가 포함될 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 조명 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 단면의 예를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 4는 (a) 전류 주입 라인이 없는 경우의 단락 발생시 전류 흐름, (b) 전류 주입 라인이 있는 경우 단락 발생시 전류 흐름, (c) 퓨즈 구조를 갖는 전류 주입 라인이 있는 경우 단락 발생시 전류 흐름에 대하여 나타낸 것이다.
도 5는 퓨즈 구조를 포함하는 전류 주입 라인의 다른 구조들을 나타낸 것이다.
도 6a는 도 1의 II-II' 단면의 예로, 제1 패드의 예를 나타낸 것이다.
도 6b는 도 1의 III-III' 단면의 예로, 제2 패드의 예를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 I-I' 단면의 예를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 4는 (a) 전류 주입 라인이 없는 경우의 단락 발생시 전류 흐름, (b) 전류 주입 라인이 있는 경우 단락 발생시 전류 흐름, (c) 퓨즈 구조를 갖는 전류 주입 라인이 있는 경우 단락 발생시 전류 흐름에 대하여 나타낸 것이다.
도 5는 퓨즈 구조를 포함하는 전류 주입 라인의 다른 구조들을 나타낸 것이다.
도 6a는 도 1의 II-II' 단면의 예로, 제1 패드의 예를 나타낸 것이다.
도 6b는 도 1의 III-III' 단면의 예로, 제2 패드의 예를 나타낸 것이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유기 조명 장치를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 조명 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 2는 도 1의 I-I' 단면의 예를 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 유기 조명 장치는 기판(110) 및 기판 상에 배치된 복수개의 발광부(120)를 포함한다. 발광부(120)의 개수는 필요에 따라 변경될 수 있다.
기판(110)은 글래스 재질이거나, 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC) 등과 같은 플라스틱 재질이 될 수 있다. 기판(110)이 플라스틱 재질인 경우, 유기 발광 장치는 플렉서블 특성을 가질 수 있다. 또한, 기판(110)이 플라스틱 재질인 경우, 롤투롤(roll to roll) 공정에 의해 유기 발광 장치가 연속적으로 제조될 수 있다. 기판(110) 상에는 광효율 향상을 위해 예를 들어 마이크로 렌즈 구조와 같은 내부 광추출층이 추가로 배치될 수 있다. 또한 기판(110) 하부에는 광효율 향상을 위해 광추출 필름이 추가로 부착될 수 있다. 또한, 기판(110) 상부에는 기판 하부로부터의 수분 침투를 방지하기 위해 배리어층이 추가로 배치될 수 있다. 배리어층은 SiO2, SiNx 등이 단층 구조로 배치될 수 있으며, SiNx/SiO2/SiNx 등과 같은 다층 구조로 배치될 수 있다.
복수개의 발광부(120)는 제1 전극(220), 유기 발광층(240) 및 제2 전극(250)의 적층 구조를 갖는다. 또한, 복수개의 발광부(120)는 발광 영역(LA)과 발광 영역 외곽의 비발광 영역(NLA)을 갖는다. 도 2를 참조하면, 발광 영역(LA)에서는 제1 전극(220), 유기 발광층(240) 및 제2 전극(250)의 적층 구조에 의해 전류 공급에 따라 광이 발생된다. 비발광 영역(NLA)에서는 제1 전극(220), 절연층(230), 유기 발광층(240) 및 제2 전극(250)의 적층 구조에 의해 전류가 공급되더라도 광이 발생되지 않는다.
제1 전극(220)은 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped Tin Oxide) 등과 같은 투명 전도성 산화물 재질일 수 있다. 절연층(230)은 폴리이미드계 물질과 같은 유기물 재질이나 알루미나(Al2O3), 질화실리콘(SiNx) 등과 같은 무기물 재질로 형성될 수 있다.
유기 발광층(240)은 구리 프탈로시아닌(CuPc: copperphthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N, N'-디페닐-벤지딘(N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenylbenzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3)이나 그 외 공지된 다양한 유기발광 재료를 포함한다. 유기 발광층(240)은 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층 등을 포함할 수 있다.
이때, 발광층이 2층 이상 포함되어 텐덤 구조의 유기 발광층이 이용될 수 있다. 2층 이상의 발광층들이 직접 적층된 구조가 이용될 수 있고, 또한 2층 이상의 발광층들 사이에는 정공 수송층이나 전자 수송층 등과 같은 중간층이 포함된 구조가 이용될 수 있다. 텐덤 구조의 유기 발광층에 포함되는 발광층 구조의 예를 들면, 청색 발광층, 녹색 발광층 및 적색 발광층이 순차 적층된 구조, 적색 발광층, 적색 발광층이 순차 적층된 구조, 청색 발광층, 황색/녹색 발광층 및 청색 발광층이 순차 적층된 구조, 적색/녹색 발광층, 청색 발광층 및 적색/녹색 발광층이 순차 적층된 구조 등이 있다.
제2 전극(250)은 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 재질이 이용될 수 있고, ITO 등과 같은 투명 전도성 산화물 재질이 이용될 수도 있다.
예를 들어, 제1 전극(220)을 애노드, 제2 전극(250)을 캐소드라 하면, 제2 전극(250)으로부터 전자가 유기 발광층(240)에 주입되고 제1 전극(220)으로부터 정공이 유기 발광층(240)에 주입된다. 유기 발광층(240)에 전자 및 정공이 주입됨에 따라 유기 발광층(240) 내에는 여기자(exciton)가 생성되며, 이 여기자가 소멸(decay)함에 따라 유기 발광층(240)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)의 에너지 차이에 해당하는 광이 발생한다.
도 3은 도 1의 A 부분의 확대도로서, 퓨즈 구조를 갖는 전류 주입 라인(140)을 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 복수개의 발광부(120) 각각의 제1 전극(220)은 비발광 영역(NLA)에 전류 주입 라인(140)을 포함한다. 전류 주입 라인들(140)은 발광부(120)에서 저항이 높은 부분에 해당한다. 전류 주입 라인(140)은 높은 저항을 통하여 발광부(120)의 발광 영역(LA)으로 주입되는 전류의 진입 장벽을 높이는 역할을 한다. 이러한 전류 주입 라인의 존재에 의해 하나의 발광부에서 제1 전극과 제2 전극의 단락(short)이 발생하더라도 다른 발광부에 미치는 영향은 미미할 수 있다. 만약 발광부에 전류 주입 라인이 존재하지 않는다면 하나의 발광부에서 제1 전극과 제2 전극의 단락시 전체 발광부가 작동하지 않을 수 있다. 이러한 의미에서 전류 주입 라인은 SR(short reduction)로 호칭될 수 있다.
본 발명에서는 전류 주입 라인(140)에 퓨즈 구조가 포함됨으로써 하나의 발광부에서 제1 전극과 제2 전극의 단락이 발생하더라도 퓨즈 작동에 의해 해당 발광부에 전류 주입이 차단될 수 있어, 누설 전류 발생을 저감할 수 있다.
전류 주입 라인의 폭이 작은 부분에 퓨즈가 구성되는데, 예를 들어 전류 주입 라인(140)이 ITO 재질인 경우, 특정 발광부에 단락 발생시 국부적으로 약 1000℃ 이상으로 발열되어 전기 전도성 특성을 상실하게 된다. 이를 전기적 측면에서 보면, 전류 주입 라인 중에 단선이 발생한 것이므로 해당 발광부에는 전류가 주입되지 않는다. 이에 따라 특정 발광부에 단락이 발생하더라도 해당 발광부로 전류가 주입되지 않으므로 누설 전류가 문제되지 않으며, 그 결과 다른 발광부들의 휘도 저하가 문제되지 않는다.
도 4는 (a) 전류 주입 라인이 없는 경우의 단락 발생시 전류 흐름, (b) 전류 주입 라인이 있는 경우 단락 발생시 전류 흐름, (c) 전류 주입 라인에 퓨즈가 구성된 경우 단락 발생시 전류 흐름에 대하여 나타낸 것이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 발광부에 전류 주입 라인이 존재하지 않는 경우, 특정 발광부(120b)에서 제1 전극과 제2 전극의 단락이 발생할 경우, 전류는 다른 발광부들(120a, 120c, 120d)로 주입되지 않고, 단락이 발생한 발광부(120b)로만 주입됨으로써 유기 발광 장치 전체가 작동하지 않을 가능성이 있다.
이에 반해, 도 4의 (b)를 참조하면, 발광부에 높은 저항을 갖는 전류 주입 라인(140a, 140b, 140c, 140d)이 배치되어 있는 경우, 특정 발광부(120b)에서 제1 전극과 제2 전극의 단락이 발생하더라도 전류 주입 라인(140b)의 존재로 인해 단락이 발생한 발광부(120b)만 작동하지 않고 다른 발광부들(120a, 120c, 120d)에 정상적으로 전류가 주입될 수 있다. 다만, 단락이 발생한 발광부(120b)로 전류가 공급되는데, 이는 누설 전류에 해당한다.
한편, 도 4의 (c)를 참조하면, 퓨즈 구조를 가지면서 발광부에 높은 저항을 갖는 전류 주입 라인(140a, 140b, 140c, 140d)이 배치되어 있는 경우, 특정 발광부(120b)에서 제1 전극과 제2 전극의 단락이 발생하더라도 전류 주입 라인(140b)의 존재로 인해 단락이 발생한 발광부(120b)만 작동하지 않고 다른 발광부들(120a, 120c, 120d)에 정상적으로 전류가 주입될 수 있다. 나아가, 단락이 발생한 발광부(120b)의 전류 주입 라인(140b)이 단선됨으로써 단락이 발생한 발광부(120b)로 전류 주입이 차단될 수 있다. 이에 따라 도 4의 (c)에 도시된 원리를 이용하여 단락 발생시 누설 전류를 저감할 수 있다.
특정 발광부에서 제1 전극과 제2 전극의 단락 발생시 전류 손실(Current Loss)은 다음과 같이 나타낼 수 있다:
전류 손실 = 구동 전압 / SR 저항
즉, 전류 손실은 SR 저항에 반비례한다고 볼 수 있다. 본 발명에서와 같이 SR 저항이 부여되면 전류 손실이 감소될 수 있다. 만약, SR 저항이 단선되어 무한대의 값을 갖게 되면 전류 손실은 거의 0이 될 수 있다.
한편, 전류 주입 라인의 재질이 ITO라고 할 때, 전류 주입 라인의 저항은 다음 식으로 표현될 수 있다.
SR 저항 = ITO 면저항 × 전류 주입 라인 길이 / 전류 주입 라인 폭
상기 식을 이용하면, ITO 면저항은 재료에 따라 결정되는 것인 바, 전류 주입 라인의 저항은 전류 주입 라인의 길이 및 폭에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 전류 주입 라인의 저항(SR 저항)을 높이고자 한다면 전류 주입 라인의 길이를 길게 하거나, 폭을 짧게 하면 된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전류 주입 라인(140)의 양측에는 제1 절연체 라인(150a) 및 제2 절연체 라인(150b)이 배치되어 있다. 공정적으로 살펴보면, 기판 전면에 제1 전극(220)을 배치한 후, 식각을 통해 라인이 형성되고, 형성된 라인에 절연체가 채워지면 제1 및 제2 절연체 라인(150a, 150b)이 된다.
절연체 라인 중 발광부의 외곽을 따라 배치된 제1 절연체 라인(150a)은 전류 주입 라인을 제외한 제1 전극의 다른 부분으로 전류가 주입되지 않도록 하기 위한 것이다. 제1 절연체 라인(150a)는 발광부를 둘러싸는 형태를 갖지만, 발광부에 전류가 주입될 수 있도록 닫힌 구조가 아닌 열린 구조를 갖는다. 즉, 제1 절연체 라인(150a)의 양쪽 끝단 사이에는 갭이 존재하며, 이 갭을 통하여 발광부로 전류가 주입된다.
제2 절연체 라인(150b)는 제1 절연체 라인(150a)의 일부와 나란히 배치된다. 보다 구체적으로, 제2 절연체 라인(150b)는 제1 절연체 라인(150a)의 끝단에서 연장되며, 제1 절연체 라인(150a)와 나란하도록 배치된다. 제2 절연체 라인(150b)의 길이에 따라 전류 주입 라인의 길이가 결정되고, 이에 따라 전류 주입 라인의 저항이 결정될 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 제1 절연체 라인(150a)과 제2 절연체 라인(150b)은 각각 돌출부와 오목부를 포함하는 요철 패턴을 포함하고, 제1 절연체 라인의 돌출부와 상기 제2 절연체 라인의 돌출부가 서로 마주보며 퓨즈 구조를 형성한다.
이때, 제1 절연체 라인의 돌출부와 제2 절연체 라인의 돌출부 간의 간격(도 3의 W)이 1.5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
표 1은 제1 전극과 제2 전극의 단락 발생시, 제1 절연체 라인의 돌출부와 제2 절연체 라인의 돌출부 간의 간격에 따른 제1 전극의 표면 온도 및 ITO 단선 여부를 나타낸 것이다. 제1 전극은 ITO 재질이 이용되었다.
[표 1]
표 1을 참조하면, 제1 절연체 라인의 돌출부와 제2 절연체 라인의 돌출부 간의 간격(W)이 작을수록 단락 발생시 패널의 표면 온도가 더 높은 것을 볼 수 있다. 특히 제1 절연체 라인의 돌출부와 제2 절연체 라인의 돌출부 간의 간격(W)이 1.5㎛ 이하인 시편 7 및 시편 8의 경우 ITO가 단선되는 결과를 나타내었는데, 단선시 순간 발열 온도는 1000℃ 이상이 될 것으로 보인다.
상기 표 1의 결과로 볼 때, 안정적인 퓨즈 기능을 수행하기 위해서는 제1 절연체 라인의 돌출부와 제2 절연체 라인의 돌출부 간의 간격(W)이 1.5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
도 3에서 퓨즈 구조의 길이(L)는 특별한 제한이 있는 것은 아니나, 예를 들어 5~20㎛ 정도를 제시할 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 비발광 영역(NLA)에는 제1 전극(220)과 접촉하며 일체형 구조의 게이트 배선(210)이 배치되어 있다. 게이트 배선(210)은 격자 형태를 가져, 절연층(230)과 함께 복수의 발광부(120)를 정의한다. 이 경우, 비발광 영역(NLA)에는 게이트 배선(210), 제1 전극(220) 및 절연층(230)의 적층 구조를 포함할 수 있다.
기판(110)의 하부 방향으로의 발광, 즉 하면 발광을 위해 유기발광층(240) 하부의 제1 전극(220)은 투명 전도성 산화물 재질일 수 있다. 다만, ITO와 같은 투명 전도성 산화물의 경우 금속에 비해 상대적으로 고저항을 갖는다. 이때 도 2에 도시된 예와 같이 기판(110)과 제1 전극(220) 사이에 게이트 배선(210)이 추가로 배치되어 있으면, 복수의 발광부 전체적으로 고르게 전류를 공급할 수 있다. 게이트 배선(210)은 투명 전도성 산화물보다 낮은 저항을 갖는 금속 재질일 수 있다. 한편, 게이트 배선(210)은 기판(110)의 중앙 영역(CA) 뿐만 아니라 기판(110)의 외곽 영역(OA)에 추가로 배치될 수 있다. 기판(110)의 외곽 영역(OA)에 배치되는 게이트 배선은 패드부의 일부분을 구성하거나, 기판(110)의 중앙 영역(CA)에 배치된 게이트 배선에 전류를 분배하는 라우팅 역할을 하거나, 하면 발광을 고려할 때 게이트 배선 상부의 층들을 은폐시키는 등의 역할을 할 수 있다.
다만, 게이트 배선(210) 부근 영역에 전류가 집중되면, 휘도 균일도를 오히려 저하시킬 수 있다. 이에, 비발광 영역(NLA)의 제1 전극(220) 상부에는 게이트 배선(210)을 커버하도록 절연층(230)이 배치된다. 물론 절연층(230)은 게이트 배선(210)의 상부 영역 뿐만 아니라 예를 들어 제2 패드와 제1 전극을 절연하기 위한 것과 같이 절연이 필요한 부분에 추가 배치될 수 있다. 또한 절연층(230)은 앞서 설명한 절연체 라인(150a, 150b)과 일체 구조를 가질 수 있다. 즉 절연체 라인(150a, 150b)은 절연층(230)의 일부분이 될 수 있다.
도 6a는 도 1의 II-II' 단면의 예로, 제1 패드의 예를 나타낸 것이고, 도 6b는 도 1의 III-III' 단면의 예로, 제2 패드의 예를 나타낸 것이다. 도 6a 및 도 6b에서는 도 2에 도시된 제1 절연체 라인(150a) 및 제2 절연체 라인(150b)를 생략하였다.
도 1, 도 6a 및 도 6b을 참조하면, 기판(110) 외곽 영역(OA) 양측에는 패드부(160a, 160b)가 배치된다. 보다 구체적으로, 기판(110) 외곽 영역(OA) 일측에는 제1 패드부(160a)가 배치된다. 또한, 기판(110) 외곽 영역(OA) 타측에는 제2 패드부(160b)가 배치된다. 제1 패드부(160a) 및 제2 패드부(160b)는 각각 제1 전극(220)과 연결되는 제1 패드(310) 및 제2 전극(250)과 연결되는 제2 패드(320)를 포함한다.
도 1에서는 기판 외곽에 2개의 패드부가 배치된 예를 나타내었으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 기판 외곽에 1개의 패드부만이 배치되거나 4개의 패드부가 배치될 수도 있다.
기판(110)의 중앙 영역(CA) 상에는 게이트 배선(210) 제1 전극(220), 절연층(230), 유기 발광층(240) 및 제2 전극(250)이 순차적으로 배치되어 있다. 또한, 기판(110)의 외곽 영역(OA) 상에는 게이트 배선(210), 제1 전극(220) 및 절연층(230)이 순차적으로 배치되어 있다. 도 6a를 참조하면, 외곽 영역(OA)에서 제1 전극(220)의 일부분이 상부로 노출되는 부분이 제1 패드(310)가 될 수 있다. 또한 도 6b를 참조하면, 외곽 영역(OA)에서 제1 전극(220)의 일부분이 상부로 노출되는 부분이 제2 패드(320)가 될 수 있다.
즉, 제1 패드(310) 및 제2 패드(320)는 제1 전극(220)과 동일한 층으로 배치된 것일 수 있다. 다만, 제2 패드(320)는 절연층(230)에 의해 제1 전극(220)과는 절연되며, 제2 전극(250)에 연결된다.
또한 제1 패드(310) 및 제2 패드(320)는 각각 2층 이상의 다층 구조로 되어 있을 수 있으며, 이때 제1 패드(310) 및 제2 패드(320)는 게이트 배선(210)과 동일한 층으로 배치된 제1 층 및 상기 제1 전극(220)과 동일한 층으로 배치된 제2 층을 포함할 수 있다.
제1 패드(310) 및 제2 패드(320)는 인쇄회로기판(720)에 연결된다. 제1 패드(310) 및 제2 패드(320)와 인쇄회로기판(720)을 연결하기 위해 ACF(anisotropic conductive film)와 같은 도전성 필름 또는 도전성 접착제(710)가 이용될 수 있다.
한편, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제2 전극(250) 상에는 복수의 층들(260a, 260b, 260c)이 추가로 형성되어 있다. 이들 복수의 층들 중에서 적어도 하나는 봉지층(encapsulation layer)이 될 수 있다. 봉지층은 무기물 또는 금속과 같이 수분 및 공기 침투 방지능이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 도 6a 및 도 6b에서는 유기 또는 무기 버퍼층(260a), 무기물층(260b) 및 금속층(260c)이 순차 적층된 구조를 나타내었으나, 봉지 구조는 이러한 3층 구조에 한정되지 않고, 단층 구조, 2층 구조 혹은 4층 이상의 구조로 될 수 있다. 또한, 금속층(260c)으로 금속 필름이 이용될 경우, 무기물층(260b)과 금속층(260c) 사이에는 접착층이 배치될 수 있다. 또한, 복수의 층들 중에서 적어도 하나는 평탄화층으로서의 역할을 할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에서는 유기 또는 무기 버퍼층(260a)이 평탄화층의 역할을 하는 것을 나타내었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 조명 장치는 복수의 발광부에 퓨즈 구조를 갖는 전류 주입 라인이 배치된다. 따라서, 복수의 발광부 중 어느 하나에 제1 전극과 제2 전극 간의 단락이 발생하더라도 퓨즈에 의해 해당 발광부에 전류가 주입되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 단락 발생시에도 누설 전류를 저감할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
110 : 기판
120 : 발광부
140 : 전류 주입 라인 150a : 제1 절연체 라인
150b : 제2 절연체 라인 160a, 160b : 패드부
210 : 게이트 배선 220 : 제1 전극
230 : 절연층 240 : 유기발광층
250 : 제2 전극 310 : 제1 패드
320 : 제2 패드 710 : 도전성 필름 또는 도전성 접착제
720 : 인쇄회로기판 LA : 발광 영역
NLA : 비발광 영역
140 : 전류 주입 라인 150a : 제1 절연체 라인
150b : 제2 절연체 라인 160a, 160b : 패드부
210 : 게이트 배선 220 : 제1 전극
230 : 절연층 240 : 유기발광층
250 : 제2 전극 310 : 제1 패드
320 : 제2 패드 710 : 도전성 필름 또는 도전성 접착제
720 : 인쇄회로기판 LA : 발광 영역
NLA : 비발광 영역
Claims (9)
- 기판; 및
상기 기판의 중앙 영역에 배치되는 복수개의 발광부를 포함하고,
상기 복수개의 발광부는 각각 제1 전극, 유기 발광층 및 제2 전극의 적층 구조를 가지며, 발광 영역과 상기 발광 영역 외곽의 비발광 영역을 가지고,
상기 복수개의 발광부 각각의 제1 전극은 비발광 영역에 전류 주입 라인을 포함하되, 상기 전류 주입 라인이 퓨즈 구조를 포함하는, 유기 조명 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전류 주입 라인의 일측에는 제1 절연체 라인이 배치되어 있고, 상기 전류 주입 라인의 타측에는 제2 절연체 라인이 배치되어 있는, 유기 조명 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 절연체 라인과 상기 제2 절연체 라인은 각각 돌출부와 오목부를 포함하는 요철 패턴을 포함하고, 상기 제1 절연체 라인의 돌출부와 상기 제2 절연체 라인의 돌출부가 서로 마주보며 퓨즈 구조를 형성하는, 유기 조명 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 제1 절연체 라인의 돌출부와 상기 제2 절연체 라인의 돌출부 간의 간격이 1.5㎛ 이하인, 유기 조명 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 비발광 영역에는 상기 제1 전극과 접촉하며 일체형 구조의 게이트 배선이 배치되어 있으며,
상기 비발광 영역에는 게이트 배선, 제1 전극 및 절연층의 적층 구조를 포함하는, 유기 조명 장치.
- 기판;
상기 기판의 중앙 영역에 배치되며, 복수의 발광부를 정의하는 망 형태의 게이트 배선;
상기 게이트 배선이 배치된 기판 상에 상기 복수의 발광부의 가장자리에 상기 게이트 배선과 나란히 배치되는 제1 절연체 라인과, 상기 제1 절연체 라인의 일부분과 나란한 제2 절연체 라인;
상기 게이트 배선이 배치된 기판 상에, 상기 제1 절연체 라인 및 제2 절연체 라인을 제외한 나머지 영역에 배치되는 제1 전극;
상기 제1 전극이 배치된 기판 상에 상기 게이트 배선을 커버하는 형태로 배치되는 절연층;
상기 절연층이 배치된 기판 상에 배치되는 유기발광층; 및
상기 유기발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하고,
상기 제1 절연체 라인과 상기 제2 절연체 라인은 각각 돌출부와 오목부를 포함하는 요철 패턴을 포함하고, 상기 제1 절연체 라인의 돌출부와 상기 제2 절연체 라인의 돌출부가 서로 마주보는, 유기 조명 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 제1 절연체 라인의 돌출부와 상기 제2 절연체 라인의 돌출부 간의 간격이 1.5㎛ 이하인, 유기 조명 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 제1 절연체 라인과 제2 절연체 라인 사이에 전류 주입 라인이 구성되고, 상기 전류 주입 라인은 제1 전극의 일부분인, 유기 조명 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 게이트 배선은 금속 재질이고, 제1 전극은 투명 전도성 산화물 재질인, 유기 조명 장치.
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